润滑脂基础知识

润滑脂基础知识

润滑脂基本知识
润滑脂定义
　　润滑脂是将稠化剂分散于液体润滑剂中所形成的一种稳定的半固体产品，这种产品可以加
入改善其某些性能的添加剂。
润滑脂组成
　　润滑脂由稠化剂、液体润滑剂、添加剂组成。
稠化剂：能在液体润滑剂中分散并形成空间网状结构，对液体润滑剂有效吸附和固定。稠化剂占润滑脂的2～30％，决定润滑脂的机械安定性、耐高温性、胶体安定性、抗水性等.
液体润滑剂：是润滑脂中稠化剂的分散介质。液体润滑剂占润滑脂70～98％，决定润滑脂的润滑性、蒸发性、低温性、与密封材料的相容性
添加剂：加入到润滑脂中，可改善某些使用性能的物质.根据所需要的润滑脂的性能，可加入结构改善剂、抗氧剂、金属钝化剂、防锈剂、极压剂、油性剂、抗磨剂、拉丝剂等。
润滑脂的滴点
1.1定义：润滑脂在规定的条件下加热，润滑脂随温度升高而变软，从脂杯中流出第一滴液体（或油柱）时温度。
1.2 滴点的测定方法有三种：
⑴ GB/T270
⑵ GB/4929、ASTM D566、ISO 2167
⑶ GB/3498（润滑脂宽温度范围滴点测定法）、ASTM D2665
1.3 滴点的测定意义
(1) 滴点是润滑脂耐热性指标，通过滴点可以粗略地了解润滑脂的最高使用温度。一般润滑脂的最高使用温度应低于其滴点30~50℃，对于低转速的使用情况，润滑脂的最高使用温度可低于滴点15~30℃。高滴点润滑脂如复合皂基润滑脂、膨润土脂等滴点和最高使用温度之间无直接关系。
应当注意的是：滴点不是确定润滑脂最高使用温度的唯一参数。 确定润滑脂的最高使用温度，除滴点外还看其在高温下的稠度，基础油、稠化剂的抗氧化能力。高温下胶体安定性等参数。
(2) 通过滴点可以粗略地判断润滑脂大致类型。
(3) 在制备润滑脂时，可将滴点用作质量控制项目。同类型的润滑脂相继批次间，如滴点波动较大，表明各组份的性质或各组份比例或制造工艺出现某些异常
润滑脂的锥入度
锥入度: 锥入度是衡量润滑脂稠度及软硬程度的指标。
1.1 定义
在规定的负荷、时间和温度条件下锥体落入试样的深度。其单位以0.1mm表示。锥入度值越大，表示润滑脂越软，反之就越硬。
1.2 测定方法
测定锥入度的仪器为锥入度测定计。
测定方法为国家标准GB/T269—91，等效采用国际标准ISO/DIS2173。
1.3 基本概念及意义
1.3.1非工作锥入度：试样在尽可能少搅动的情况下，从样品容器转移到工作脂杯测定的锥入度意义：测定润滑脂从容器中移入使用设备过程中锥入度的变化。
1.3.2工作锥入度：试样在润滑脂工作器中经过60次往复工作后测定的锥入度。
意义： (1) 表示润滑脂的流动性。
　　　 (2) 按工作锥入度范围划分润滑脂的牌号。
按工作锥入度范围划分九个牌号
稠度号
锥入度范围（0.1mm）
状态
000#
445~475
液态
00#
400~430
接近液态
0#
355~385
极软
1#
310~340
非常软
2#
265~295
软
3#
220~250
中
4#
175~205
硬
5#
130~160
非常硬
6#
85~115
极硬
(3) 依据用途选择不同稠度的润滑脂
如： 集中供脂 0#、1#　轴承润滑 2#、3#　　齿轮润滑 000#、00#、0#
1.3.3 延长工作锥入度：试样在润滑脂工作器中，多于60次往复工作后测定的锥入度，一般有10000次、100000次等。
意义：(1) 反映润滑脂结构稳定性的重要指标。
　　　(2) 一定程度上反映润滑脂的寿命。　
润滑脂的触变性
润滑脂的触变性是指润滑脂受到剪切作用时，稠度下降发生软化，而当剪切作用力停止后稠度会逐步恢复的特性。润滑脂在受到剪切作用时，构成连续骨架的个别皂纤维之间的接触部分开始滑动至脱开，使体系从变形到流动。在长期或高剪力作用下，皂纤维本身也会遭到破坏而被剪断，因此表现为稠度下降。剪切作用停止后，结构骨架又开始恢复。但皂纤维重新排列要一定时间，所以稠度恢复是一个缓慢过程，重新形成的骨架也与原来的有差别。例如，随皂纤维的接触点减少，结构骨架就比原来未破坏前的强度低，稠度下降。反之，随皂纤维数增加，接触点增多，稠度就比原来的大。
润滑脂的流变性
牛顿流体和非牛顿流体的剪速与剪力的关系是润滑脂在受到外力作用时的流动和变形的特性，主要表现如下：
(1) 当润滑脂不受外力作用时，能象固体一样保持一定形状，即在静止时不会自动流失。
(2) 当受到微弱外力作用后，产生弹性变形；移去外力后又能恢复到原来的位置与形状，呈现出固体的弹性特性。
(3) 当施加的外力足够大时，润滑脂发生形变和流动，因而不再能自动恢复到原来的位置和形状，因此润滑脂在机械运转部件上的启动力矩比液体润滑油大。
(4) 在润滑脂流动过程中，随着所受剪应力增大，皂纤维在不同程度上定向排列，会使体系的表观粘度（或相似粘度）随之减小。在此阶段，润滑脂的表观粘度随剪速的增大而减小。
(5) 在受到极高剪应力的情况下（剪速很大），润滑脂的流动象牛顿流体一样，粘度能保持一个常数，而不再随剪速的变化而改变。
润滑脂的流变性和触变性的意义
润滑脂的流变性和触变性对润滑脂的使用有着重要的意义。在齿轮和轴承的润滑过程中，由于受摩擦副相对滑动或滚动的作用，使润滑脂的稠度下降，在高剪力的作用下，摩擦面上的润滑脂可形成流体状，这有利于机械部位的润滑。而一旦停止运转，润滑脂的稠度又恢复到一定的水平，对轴承来讲，可使润滑脂保持在轴承内部而不流失；对齿轮箱来讲，恢复到一定稠度的润滑脂可起到密封作用，避免齿轮箱的泄漏。
润滑脂专用术语
时效硬化：润滑脂的稠度随贮存时间而增加的现象。
外观：只用直观检查的方法所看到的润滑脂特性，通常包括整体外观、质地、颜色和光泽等。
整体外观：光滑的、粗糙的、粒状的、分油的等。
质地：奶油状的、有弹性的、拉丝的。
颜色：红色、蓝色、黄色、白色等，还可加上限制形容词“淡”“中等”“深”等。
光泽：光亮的、无光泽的等。
稠度：稠度是指塑性物质在外力作用下抵抗变形的程度。
锥入度：锥入度是润滑脂稠度的一个量度。锥入度越大，脂越软。
稠度等级：NLGI（美国润滑脂协会）分为九个等级，从000到6共九个。
机械安定性：润滑脂受到机械剪切时抵抗稠度变化的能力，稠度变化值越小，机械安定性越好
触变性：润滑脂受到剪切时，稠度变小，停止剪切时，稠度又增加的性质。
抗水性：润滑脂抵抗从轴承中冲洗掉的能力，抵抗因吸收水分而使脂的结构破坏的能力，在水存在时防止金属表面腐蚀的能力。
胶体稳定性：润滑脂抵抗分油的能力。
相似粘度：通常润滑脂的粘度随剪速的增大而变小，所以脂粘度称为相似粘度或表观粘度。
合成油和矿物油有什么不同？
　　矿物油是直接从原油中经过一系列蒸馏及精炼的过程而提取出来的的。（通常被称为矿物基础油）。使用这种矿物油制成并通过化学添加剂增强的润滑油就是常说的“矿物润滑油”。由于矿物油是从自然产品中提炼而成，因此它们都含有一定的杂质及不良组分，从而对其性能有不良的影响。
　　合成油是从化工原料中通过化学合成、化学反应的方法制成，与矿物油相比，它几乎不含杂质及不良组分，性能更好，包括粘度稳定性和耐高温等。在对润滑油的性能要求较高时，可使用合成油。将矿物油与合成油混合在一起的混合物被称为“半合成油”。
什么是低噪音润滑脂？
低噪音脂是经过充分净化的润滑脂，其中没有或者只包含极其微少的杂质，大的杂质颗粒进入设备的承载或旋转部位会引起噪音.这类润滑脂起初是为高精密的升降设备制造的，如果有杂质污染物进入这些设备的轴承或承载部位，可能会引起这些部位的损坏。
　　首先，国外每天有大量的设备使用低噪音脂：电器用的音量控制电机，计算机的一些驱动部件和其他一些设备的微型电机都受益于低噪音脂或高纯度脂。
　　其次，可以通过清除杂质颗粒或者污染物来消除轴承噪音，这些杂质或者污染物使得轴承产生擦伤或者使轴套受到撞击，如果杂质含量多到一定程度，在相同的工况条件下，对运动部件的正常运转产生干扰，使其动作不协调。这可能会缩短轴承的寿命和电机的稳定性。这种情 况同液力系统相似，颗粒进入工作区域，就会损坏摩擦副、降低工作寿命。
　　国外有几种测量润滑脂品质的方法。脂的清洁度可以由轴承测试产生的噪音来表示；还可将脂均匀涂在平板上来观察其中的污染物。当然还要对原材料和最终产品进行污染物的测试，否则就不可能知道最终产品中固体污染物的含量。至于使用低噪音脂的总体成本问题，国外认为：对于大量用脂润滑的工业电机：假设润滑脂的稠化剂、基础油粘度和其他一些性能都能接受的话，由于使用低噪音脂而带来的电机轴承寿命增加而产生的价值，将超过低噪音脂价格高所带来的成本增加。
选用润滑脂考虑的因素
根据最低操作温度决定所用润滑脂的低温性能（如：低温转矩、相似粘度等）。
根据最高操作温度决定所用润滑脂的高温性能（如：滴点、蒸发损失等）。
根据轴承正常转速决定所用润滑脂的基础油粘度、稠度、机械安定性等。
根据设备的环境条件决定所用润滑脂抗水性、机械安定性、防锈性等。
根据设备的负荷条件决定所用润滑脂是否具有极压性。
润滑脂润滑的优缺点
优点：润滑脂的使用寿命长，供油次数少，不需要经常添加，在经常加油困难的摩擦部位上，使用润滑脂润滑较为有利。润滑脂通常用于重负荷、低速、高速、高温、低温、极压以及有冲击负荷的苛刻条件，也适用 于间歇或往复运动的部件上的润滑。润滑脂在摩擦表面上保持能力强，密封性好。有些机械密封不严，使用润滑脂可以防止水分、尘土和其他机械杂质进入摩擦表面。润滑脂对于潮湿和多尘环境下操作的机械的摩擦部位也能适用。
润滑脂润滑的机器，可以防止滴油和溅油污损产品，可以在垂直位置上正常运转而不产生漏油润滑脂在金属表面上粘附力强，可以保护金属长时间不锈蚀。润滑脂使用温度范围比润滑油宽。用润滑脂润滑时，不需要复杂的密封装置和供油系统，可以简化机械结构。
缺点:
润滑脂冷却散热作用不如润滑油。用润滑脂润滑的设备启动时，摩擦力矩大。更换润滑脂比更换润滑油复杂。
如何识别假劣润滑油?
1.用户有条件的话，可将油品送到有关单位化验:
内燃机油测总碱值，抗磨液压油测中和值，齿轮油测含硫量，即可估计其添加剂加入情况。一般假油这些值都接近0，即没有最能发挥润滑油全面功能的添加剂。另外比较可靠的是按该油的规格指标化验看数值是否在规格范围内。
2.无条件的可以感官来判断：
a)加热后柴油味太浓就可能是柴油增稠的假油；
b)把油滴在滤纸上让其扩散，如含有沥青、抽出油或馏份油，则油滴中心有深色黑斑；
c)液压油类、汽轮机油等可加入水剧烈摇晃后静置，如油水不分层者为劣油。
　　当然，必须要在买了润滑油后才可有油样进行检验，此时似乎＂为时已晚＂，不够现实,而部分不法厂商的伪冒手段又很高明，用户难于从包装上去辨认，因此，应该尽量从信誉好或厂方指定的当地代理商中购买，才易保证买到正牌优质的润滑油。
润滑脂在使用中为什么会流失? 怎样避免？
主要有三方面的原因：
化学原因：由于在磨擦润滑部位受热及空气的影响,基础油和稠化剂被氧化,导致润滑脂的皂结构被破坏,使用中出现软化流失。
物理原因：由于磨擦部位的运转,润滑脂不断受到剪应力的影响,使皂结构受到破坏,软化流失
杂质原因：运动体内产生磨耗,这些金属粉能加速润滑脂的氧化产生有机酸,从而破坏脂的结构,造成润滑脂失效 。根据设备的使用工况（包括负荷、温度、转速等）正确选择润滑脂，可延长润滑脂的使用
寿命。
根据坏境选用润滑脂,润滑部位所处的环境和所接触的介质对润滑脂的性能有极大影响，因此在选择润滑脂时，
应慎重考虑。潮湿或易与水接触的部位，不宜选择钠基润滑脂，甚至可以不选用锂基润滑脂。因为钠基润滑脂抗水性较差，遇水容易变稀流失和乳化。有些部位用锂基脂也无法满足要求，如立式水泵的轴承可以说是经常浸泡在水中的，用锂基脂也发生乳化，寿命很短，轴承很容易损坏。在这样的部位应当选用抗水性良好的复合铝基润滑脂或脲基润滑脂。汽车、拖拉机和坦克底盘，常在潮湿与易与水接触的环境下工作，我国目前多用钙基润滑脂或锂基润滑脂，国外许多选用抗水性能更好的锂-钙基脂或脲基润滑脂。
　　与酸或酸性气体接触的部位，不宜选用锂基脂或复合钙、复合铝、膨润土润滑脂。这些润滑脂遇酸（弱酸）或酸性气体如空气中含微量的HCL，润滑脂会变稀流失，造成轴承防护性不良，容易腐蚀，更为严重的是润滑不良。还有某些印染厂使用活性燃料放出HCL气体，不仅设备造成腐蚀，而且使轴承内的润滑脂很容易变质，这些部位应选用抗酸性能好的复合钡基润滑脂或脲基润滑脂，若是接触强酸或强氧化介质，则应使用全氟润滑脂。
同海水或食盐水接触的部位，应当选用复合铝基脂；同天然橡胶或油漆接触的部位，应避免选用酯类油尤其是双酯类型油为基础油的润滑脂；接触燃料油类或石油基润滑油类介质的部位应选用特种的如7903号耐油润滑脂；同甲醇相接触的也应选用专用的润滑脂如耐甲醇润滑脂等等。
市场上常见的润滑脂品种各有哪些特点？
钙基润滑脂：抗水性好，但耐热性差，最高使用温度：60℃。价格：低。
钠基润滑脂：抗水性极差，耐热性和防锈性一般，一般使用在80℃左右，价格较低。
铝基润滑脂：防锈性好，耐热性和抗水性差，最高使用温度50℃，价格低。
通用锂基润滑脂：耐热性好、抗水性、防锈性好，最高使用温度120℃，价格适中。
极压锂基润滑脂：耐热性好、抗水性、防锈性好，极压性能好，最高使用温度120℃，适用于负荷较高的机械设备和轴承及齿轮的润滑。价格适中。
二硫化钼极压锂基脂：耐热性好、抗水性、防锈性好，极压性能好，最高使用温度120℃，适用于负荷较高或有冲击负荷的部件。价格适中。
膨润土润滑脂：耐热性好、抗水性较好，防锈性差，最高使用温度在130℃左右，价格较高。
复合钙基润滑脂：耐热性、抗水性、防锈性好，机械安定性（抗剪切性）较好，最高使用温度在130℃左右，价格较高。
极压复合锂基润滑脂：耐热性、抗水性、防锈性、机械安定性、极压性好，最高使用在160℃，价格较高。
聚脲脂：耐热性好、抗氧化性好、抗水性好、极压性好、有较长的轴承寿命，还具有一定的抗辐射性，是一种新型润滑脂产品，目前国内还没有国标和行业标准；价格高。
润滑脂为什么会变硬？
　 脂润滑轴承之中产生硬块状物质的原因通常是由于脂中的油从稠化剂中分离出来了。正常情况下，随着时间的推移，会有一小部分油从脂中析出，而润滑脂过早的大量析油会导致其明显变硬.在某些情况下，润滑脂的使用周期太长也会有变硬的情况发生，解决办法是缩短脂的使用周期，一般为6个月到一年左右。如果润滑脂中有一半的基础油流失，也应该及时更换润滑脂。
设备过度使用而引起的高温，或其他原因引起的高热，也会使得润滑脂变硬。无论什么原因，热会导致油从稠化剂中过量流失，而且可以加速油的氧化，这些都会使得轴承之中的润滑脂变硬.半径大、速度高的轴承会产生很高的离心力，也可以使得润滑脂分油，从而导致润滑脂硬
化。
轴承不宜加过多润滑脂
　　我们知道润滑脂具有很好的黏附性、耐磨性、耐温性、防锈性和润滑性，能够提高高温抗氧化性，延缓老化，能溶解积碳，防止金属磨屑和油污的结聚，提高机械的耐磨、耐压和耐腐
蚀性。
　　明白了润滑脂在轴承中的运动过程之后，自然就会得出一个结论：轴承中的润滑脂不宜过多。润滑脂多了不但浪费，而且是有害的。轴承的转速愈高，危害性愈大。润滑脂填充量愈多，磨擦转矩愈大。同样的填充量，密封式轴承的磨擦转矩大于开放式轴承。润滑脂填充量相当于轴承内部空间容积的60％以后，磨擦转矩不再明显增大。这是由于开放式轴承中的润滑脂大部分已被挤出，而且密封式轴承中的润滑脂也已经漏失的缘故。

随着润滑脂填充量的增加，轴承温升直线提高，同样的填充量，密封式轴承的温升又高于开放式轴承。
　　一般认为，密封式滚动轴承的润滑脂填充量，最多不得超过内部空间的50％左右。Shawki和Mokhtar的试验表明，滚珠轴承以20％至30％最为适宜。

润滑脂组成
　　润滑脂由稠化剂、液体润滑剂、添加剂组成。
稠化剂：能在液体润滑剂中分散并形成空间网状结构，对液体润滑剂有效吸附和固定。稠化剂占润滑脂的2～30％，决定润滑脂的机械安定性、耐高温性、胶体安定性、抗水性等.
液体润滑剂：是润滑脂中稠化剂的分散介质。液体润滑剂占润滑脂70～98％，决定润滑脂的润滑性、蒸发性、低温性、与密封材料的相容性
添加剂：加入到润滑脂中，可改善某些使用性能的物质.根据所需要的润滑脂的性能，可加入结构改善剂、抗氧剂、金属钝化剂、防锈剂、极压剂、油性剂、抗磨剂、拉丝剂等。
润滑脂的滴点
润滑脂在规定的条件下加热，润滑脂随温度升高而变软，从脂杯中流出第一滴液体（或油柱）时温度。
滴点的测定方法有三种：
GB/T270
GB/4929、ASTM D566、ISO 2167
GB/3498（润滑脂宽温度范围滴点测定法）、ASTM D2665
滴点的测定意义
(1) 滴点是润滑脂耐热性指标，通过滴点可以粗略地了解润滑脂的最高使用温度。一般润滑脂的最高使用温度应低于其滴点30~50℃，对于低转速的使用情况，润滑脂的最高使用温度可低于滴点15~30℃。高滴点润滑脂如复合皂基润滑脂、膨润土脂等滴点和最高使用温度之间无直接关系。
应当注意的是：滴点不是确定润滑脂最高使用温度的唯一参数。 确定润滑脂的最高使用温度，除滴点外还看其在高温下的稠度，基础油、稠化剂的抗氧化能力。高温下胶体安定性等参数。
(2) 通过滴点可以粗略地判断润滑脂大致类型。
(3) 在制备润滑脂时，可将滴点用作质量控制项目。同类型的润滑脂相继批次间，如滴点波动较大，表明各组份的性质或各组份比例或制造工艺出现某些异常
润滑脂的锥入度
锥入度: 锥入度是衡量润滑脂稠度及软硬程度的指标。