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基础知识---润滑脂基本概念

新闻来源：东莞市佳丹润滑油有限公司 发布时间：2015.06.16 浏览次数：

（1）什么是润滑脂
     NLGI（National Lubricating Grease Institute 美国国家润滑脂协会）最新定义：润滑脂是将一种或几种稠化剂分散到一种（或几种）液体润滑油中形成的一种固体或半固体的产物。为了改善某些性能，加入一些其它组分（添加剂或填料）。
（2）润滑脂的触变性
    当施加一个外力时，润滑脂在流动中逐渐变软，表观粘度降低，但是一旦处于静止，经过一段时间（很短）后，稠度再次增加（恢复），这就是润滑脂的触变性。
    润滑脂的这种特殊性能，决定了它可以在不适于用润滑油润滑的部位润滑，而显示出它的优越性。
润滑脂的组成
润滑脂是由基础油、稠化剂和添加剂（包括填料）组成。
基础油是液体润滑剂，有矿物油和合成润滑油之分。
稠化剂是一些具有稠化作用的固体物质。
添加剂是为了改善润滑脂某些性能而加入的物质。
润滑脂的组成——基础油
1、矿物油，即指石油润滑油。
优点：润滑性能好，粘度范围宽，不同粘度的油分别适用于制造不同用途的润滑脂；来源广泛，价格低廉。
缺点：对高温、低温不能同时兼顾，或不能适应宽温度范围，同时对一些极高温、极低温、高转速、长寿命、耐化学介质、耐辐射等特种条件无法满足要求。要满足这些苛刻条件下使用的润滑脂，还得需要各种合成油。
润滑脂的组成——基础油
2.合成油
合成油是指用各种化学反应合成的一大类功能性液体，不同的合成油在某些方面显示出比矿物油更好的优越性。
目前润滑脂中常用的合成油有：合成烃类油、酯类油、硅油、含氟油、和聚醚型油等。
一坪分公司多种合成润滑脂因采用合成油而具备在高低温、负荷能力、抗氧化、耐介质、适合高速、抗辐射等方面性能的优越性，并因此在航空、航天和各种民用设备的润滑方面取得了成功。
润滑脂的组成——稠化剂
稠化剂分类
烃基：如地蜡、石蜡、石油脂等
皂基：目前最大的一类，有钠基、钙基、复合钙、锂基、复合锂、钡基、铝基、复合铝等
有机：脲类化合物、酰胺类化合物、有机染料、氟碳化合物等
无机：膨润土、硅胶、硼化氮、石墨等
（二）润滑脂的优点和缺点
2.1、润滑脂的优点
1、润滑脂润滑无需复杂的密封装置和供油系统，可以降低设备的维护费用；
2、润滑脂的粘附性使其在摩擦表面上的保持力强，因而润滑脂抗水、密封性和抗漏失性能突出，可以在密封不良甚至敞开的摩擦部件上使用。
3、润滑脂使用寿命长，供油次数少，无需经常添加。
4、润滑脂的油膜厚度比润滑油的油膜厚度厚。
5、润滑脂的摩擦系数比润滑油低，节约动力消耗。
6、润滑脂承载能力、减震能力和降噪能力更好。
7、润滑脂的使用温度范围比润滑油更宽。
2.2、润滑脂的缺点
1、润滑脂是半固体，常温下不流动，所以摩擦部件上加脂、换脂和清洗比较困难；
2、混入的水份、灰尘、磨屑难以分离出来。
3、润滑脂的润滑方式决定其冷却效果较润滑油差。
4、对高转速不太适用。一般来说，普通的矿油润滑脂只允许使用的转速为DN值（轴承内径mm×转速r/min）小于300，000 mm r/min 。随着润滑技术的发展，合成润滑脂可以使用到DN值50万~60万，甚至100万。
（三）润滑脂发展简介
最古老的润滑脂——考古证明公元前1400年的古埃及就有采用石灰混合植物油的膏状物来润滑马车的木制轮轴。
现代意义的润滑脂——伴随工业革命的开始和发展
1872年——钠基脂
1882年——钙基脂、铝基脂
1940年——复合钙基脂
1942年——锂基脂
1952年——铝基脂、复合锂钡
之后——复合锂、复合铝、染料、酰胺、聚脲、硅胶、膨润
土……等大量不同类型稠化剂的润滑脂问世，同时基础油也随着各种新型合成基础油的问世和在民用上的推广，PAO、酯、硅油、聚醚、含氟基础油等被广泛应用在新型润滑脂的配方中，润滑脂的性能（高低温、耐介质、重负荷、高速等）也随之大大提高。
（四）反映润滑脂性能的主要技术指标
通过不同的试验，可以测定润滑脂的不同技术指标，这些技术指标可以在一定程度上预示润滑脂的实际工作性能，因此这些技术指标也成为润滑脂选用的重要参考。
4.1锥入度
4.2滴点
4.3低温相似粘度和低温转矩
4.4压力分油和高温钢网分油
4.5润滑脂延长工作锥入度
4.6承载能力
4.7润滑脂氧化安定性试验
4.8润滑脂腐蚀试验
4.9润滑脂的防锈试验
其它还有：润滑脂蒸发试验、润滑脂抗水淋试验、、润滑脂高温轴承寿命试验等。
4.1润滑脂的锥入度
    在规定重量、时间和温度的条件下，标准锥体利用自重刺入润滑脂样品的深度，单位为0.1mm；锥入度反映润滑脂的软硬程度，是设备润滑选择润滑脂的重要指标之一；
4.2润滑脂的滴点
    滴点是指润滑脂从固态变成液态的温度点，单位℃；是用以反映润滑脂高温使用性能的指标之一，但是滴点并不能单独决定润滑脂的使用温度，不同种类基础油的抗氧化能力的差异、稠化剂类型对基础油的氧化催化作用和抗氧化添加剂的选择也是润滑脂使用温度的决定因素。
4.3润滑脂的低温相似粘度和低温转矩
低温相似粘度:
是润滑脂剪切应力和用泊肃叶方程计算的剪速之比，单位泊或者Pa·s（1泊=0.1 Pa·s ）；用以反映润滑脂低温流动性能，是选择低温润滑脂要参考的重要指标；相同温度下，粘度数值越小则低温性越好。
低温转矩:
低温转矩是指低温条件下，装填润滑脂的标准开式204滚珠轴承在1rpm转速下转动时为阻滞轴承外环所需要的力矩，测量得到的力矩可以得到启动力矩和转动力矩两种。单位g·cm；用以反应润滑脂低温状态下的工作能力。同理，力矩越小，润滑脂的低温性能越佳。
4.4润滑脂的常温压力分油和高温钢网分油压力分油：常温下润滑脂在一定压力和时间析出基础油量的多少，单位w/w%；用以反映润滑脂常温条件下的胶体安定性能；
高温钢网分油：在高温条件下，其自重将润滑脂中的基础油压出量的多少，单位w/w%；用以反映润滑脂高温条件下的胶体安定性能；
有研究表明，润滑脂胶体安定性差，可以导致润滑脂在运转过程中分油流失，从而影响轴承的运转寿命。
4.5润滑脂延长工作锥入度
延长工作锥入度是指润滑脂在工作器中经过10万次剪切之后的锥入度测定值，单位0.1mm；一般情况下润滑脂经剪切会变稀。其与60次工作锥入度的差值反映润滑脂的剪切安定性。
有研究证明，剪切安定性差的润滑脂在高速长期运转轴承中的流失严重，会影响到润滑脂的使用寿命。
4.6润滑脂四球试验
四球试验原理：
将试验头下方的三个标准钢球固定作为承重部件，并将润滑脂填充在承重球固定杯内、上方的标准钢球通过传动装置施加负荷，在设定的温度、转速和负荷下进行运转，通过钢球的运转状态来确定润滑脂润滑、极压性能。
最大无卡咬负荷PB：在一定温度、转速下，钢球在润滑状态下不发生卡咬的最大负荷，此指标测量值越高，说明润滑脂润滑性能越好。
烧结负荷PD：在一定温度、转速下逐级增大负荷，当上方钢球和下方钢球因负荷过重而发生高温烧结，设备不得不停止运转的负荷即烧结负荷，烧结负荷越高，说明润滑脂的极压润滑性能越好。
磨迹d：在一定温度、转速、负荷和运转时间下，承重钢球表面因摩擦导致磨损斑痕直径的大小即磨迹，磨迹越小，说明润滑脂的抗磨损能力、润滑性越好。
4.7润滑脂氧化性
润滑脂在贮存和使用过程中抵抗空气（氧气）的作用而保持其性质不发生永久性变化的能力，叫氧化安定性。润滑脂氧化的结果导致酸性物质的产生，对金属产生腐蚀。常用氧化实验方法有氧弹法，即SH/T0325。它是将一定量的润滑脂装入充有氧压的氧弹中，在99℃温度下经受氧化，在规定的时间后（一般为100小时）由相应的氧气压力降来确定润滑脂的氧化安定性。
4.8润滑脂防腐蚀性能
腐蚀性试验是检查润滑脂对金属是否产生腐蚀的指标。脂的抗腐蚀性能对防护性润滑脂尤为重要。测定润滑脂腐蚀性能常用的方法有GB/T7326铜片腐蚀试验法，GB/T0331润滑脂腐蚀试验法（T3铜片、45#钢片）。它们都是将试验金属片插入润滑脂中，在规定的时间、温度后取出金属片，观察金属片颜色的变化，并与标准色板比较，判断润滑脂的腐蚀级别或合格与否。
4.9润滑脂的防锈性能
防锈性能是用来评价润滑脂在有水或水蒸气的条件下对轴承的防护性。对于在潮湿环境中使用的润滑脂有重要的意义。常用的方法有GB/T5218轴承静态防锈试验：将润滑脂装入轴承，并将轴承置于52℃，相对湿度100%的烘箱中，48小时后观察轴承是否有腐蚀点，以判断润滑脂的防锈性能级别。近年来又引进国外常用的动态防锈试验即Emcor试验法：将轴承装脂后一半浸入蒸馏水或海水中，运转8小时，停16小时，连续7天后观察轴承的锈蚀情况，以去顶润滑脂的防锈性能级别。这种方法比静态防锈试验条件更苛刻，用语评价对抗水、抗海水要求严格的润滑脂。
润滑脂其它评价方法
润滑脂蒸发试验：一定时间温度下，润滑脂蒸发损失量，用重量百分比表示，润滑脂蒸发是衡量润滑脂高温性能的重要参数，润滑脂在使用过程中因为蒸发变干，会导致润滑失效，直至设备损坏。
润滑脂抗水淋试验：在一定温度下，以一定的水流量直接冲刷装有润滑脂的运转中的轴承，考察一定时间后，润滑脂被冲掉的量，用重量百分比表示，抗水性能对钢厂许多工况条件下运行的设备都非常重要。
润滑脂高温轴承寿命试验：通过直接测定在一定温度、转速和负荷下，装填测试润滑脂的标准轴承的实际运转寿命来评价润滑脂的性能，轴承寿命是润滑脂综合性能的体现。
（五）润滑脂的选择
5.1、润滑脂的选择应考虑的几个方面
1、使用润滑脂的目的：减摩、防护、密封
2、润滑部位的工作温度
3、润滑部位的负荷
4、润滑部位的速度
5、润滑部位的环境和所接触的介质
6、润滑脂的加注方式
7、从综合经济效果考虑
8、详细参看说明书，对老牌号润滑脂应仔细辩别
5.2、润滑脂选择代用程序
搞清楚设备工况
了解原用脂（或说明书推荐用脂）的情况
了解代用候选脂的性能和使用实例
选定或委托研制合适的代用脂
使用试验
确定纳入润滑管理程序
5.3.按照使用要求选用代用脂
5.3.1温度
轴承运行温度每升高10~15℃，润滑脂的轴承寿命就降低一半；
选择高温用脂并重点关注脂的滴点、蒸发度、氧化安定性、高温烘烤试验等性能。
选择低温用脂应该注意低温下的相似粘度、低温转矩。
温度对氧化速率的影响