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1. 润滑油基础知识
1.1. 润滑油(脂)的基本性质
1) 外观(色度)
油品的颜色,往往可以反映其精制程度和稳定性。对于基础油来说,一般精制程度越高,其烃的氧化物和硫化物脱除的越干净,颜色也就越浅。但是,即使精制的条件相同,不同油源和基属的原油所生产的基础油,其颜色和透明度也可能是不相同的。
对于新的成品润滑油,由于添加剂的使用,颜色作为判断基础油精制程度高低的指标已失去了它原来的意义。 2) 比重
一定体积的润滑油在 15℃的质量与相同体积的纯水在 4℃时的质量之比。碳氢化合物的密度随其相对分子量的增加而增加:相对分子量相同时,则根据正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳香烃的次序而增加。在表示比重和密度时,需要注明测定的温度。 3) 粘度
粘度是液体的内摩擦力,润滑油在受到外力的作用而发生相对运动时,油分子之间产生的阻力使润滑油无法进行顺利的流动,其阻力的大小称为粘度。绝大多数的润滑油根据粘度进行分类,它是各种机械设备选用油品的主要指标。粘度较大的润滑油的流动性能较差,其冷却和冲洗作用较差,摩擦表面的温度较高,但其承载能力较好;粘度较小的润滑油相反。因此在选择润滑油时必须十分注意选择合适的粘度。
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粘度的度量分为相对粘度和绝对粘度。绝对粘度分为动力粘度和运动粘度,相对粘度有多种表示方法:恩氏粘度、赛氏粘度、雷氏粘度。运动粘度等于动力粘度除以润滑油的密度。相对粘度和绝对粘度之间可以相互换算。动力粘度的单位是:帕秒(Pa·s),也用毫帕秒(mPa·s):运动粘度的单位是:平方米每秒(m/s),但常用厘斯(cSt)(mm/s)表示。 4) 粘度指数
粘度指数是表示润滑油的粘度随着温度变化的指标。粘度指数越高,润滑油的粘度随着温度变化的倾向越小,即温度升高时粘度变小的倾向小,而温度降低时粘度变大的倾向小。粘度指数可以通过 40℃和 100℃时的运动粘度计算或查表得到。
5) 闪点和燃点
闪点和燃点是一个安全性的指标,它表示在不断加热条件下,油面上的油蒸汽与火焰接触发生闪火时的最低油温。闪点越高说明润滑油被点燃的可能性越小。通常润滑油的闪点采用开杯法,而闪点在 150℃以下的轻质油品采用闭杯法。同一个油品,其开杯闪点较闭杯闪点高 20~30℃。燃点是表示油品在闪点以后继续试验,直到用点火器火焰可以使油品点燃并持续燃烧至少 5 秒时的最低油温。一般地要求润滑油的闪点比使用温度高 20~30℃,以保证使用的安全和减少蒸发损失。 6) 倾点
倾点是重要的低温性能指标,表示在一定的实验条件下,润滑油能够流动的最低温度。油品在低温下失去流动性的原因有两个方面:一是低温下油品的粘度增加引起的:另一种是油品中的蜡在低温下结晶析出,导致油品失去流动性。倾点可
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以用加人降凝剂来调整,但是降凝剂的加入并不能够减少油品蜡的总含量,只不过是改变了蜡晶体的结构。长期储存的油品,会发生倾点回升的现象。 7) 酸值或中和值
酸值或中和值是表示油品中有机酸总含量的指标。润滑油酸值的大小对其使用性能有很大的影响。一般地,油品氧化越严重,其酸值越大,润滑油的腐蚀性越强烈,特别在水的存在下,这种腐蚀性更为强烈。实际使用中通常用酸值的变化来控制油品的使用周期和储存周期。但对于一些防锈油,由于加入了酸性添加剂,故酸值较大也是正常现象。 8) 总碱值
总碱值表示润滑油中各种碱性物质的多少,尤其是加入了碱性添加剂的油品,在实际使用中可以作为一种度量碱性添加剂消耗量的指标。 9) 氧化安定性
氧化安定性表示润滑油在热和金属的催化作用下,抵抗氧化变质的能力。氧化安定性取决于油品本身的化学组分,以及使用条件,如温度、催化剂、湿度、介质、使用时间等。不同油品测定氧化安定性的方法不同。 10) 水分
水分是指润滑油中含水量的百分数,通常是重量百分数。润滑油中水分的存在,会破坏润滑油形成的油膜,使润滑效果变差,加速有机酸对金属的腐蚀作用, 锈蚀设备,使油品容易产生沉渣。总之,润滑油中水分越少越好。 11) 机械杂质
机械杂质是指存在于润滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶剂的沉淀物或胶状悬浮物。这些杂质大部分是砂石和铁屑之类,以及由添加剂带来的一些难溶于溶剂的
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有机金属盐。通常,润滑油基础油的机械杂质都控制在 0.005%以下(机杂 在 0.005%以下被认为是无)。 12) 灰分
灰分是指在规定条件下,灼烧后剩下的不燃烧物质。灰分的组成一般认为是一些金属元素及其盐类。灰分对不同的油品具有不同的概念,对基础油或不加添加剂的油品来说,灰分可用于判断油品的精制深度。对于加有金属盐类添加剂的品(新油),灰分就成为定量控制添加剂加入量的手段。国外采用硫酸灰分代替灰分。其方法是:在油样燃烧后灼烧灰化之前加入少量浓硫酸,使添加剂的金 属元素转化为硫酸盐。 13) 锥入度
锥入度是衡量润滑脂的稠度即软硬程度的指标。在规定的温度和载荷下,标准的圆锥体在 5 秒内垂直沉入润滑脂试样中的深度叫锥人度。因此锥人度越大,表示润滑脂越软。润滑脂级别是根据锥人度大小划分的。 14) 滴点
润滑脂在规定的条件下加热,随着温度升高而变软,从脂杯中滴下第一滴的温度称为滴点。它是一个衡量润滑脂耐热程度的指标。一般地,润滑脂的最高使用温度要低于滴点 30~50℃。
1.2. 润滑油(脂)的选用
工业润滑油的基本性能和主要选用原则是粘度,GB/T3141-94 是工业液体润滑剂 ISO 粘度分类,等效采用国际标准 ISO3448-1992《工业液体润滑剂-ISO 粘度分类》。 润滑脂的基本性能和主要选用原则是锥入度,以锥入度来划分润
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滑脂稠度等级。
1) 根据负荷大小进行选择
一般说,在中转速、中载荷和温度不太高的工况下,选用中粘度润滑油;在高载荷、低转速和温度较高的工况下,选用高粘度润滑油或添加极压抗磨剂的润滑油;在低载荷、高转速和低温的工况下,选用低粘度润滑油;在宽高低温范围、轻载荷和高转速,以及有其它特殊要求的工况下,选用合成润滑油。间歇性运动或冲击力较大的运动机械,易破坏润滑油膜,应选用粘度较大或极压性较好的润滑油,或选用锥人度较小(较硬)的润滑脂。 2) 根据机件相对运动速度进行选择
机件的相对运动速度较高时,需选用粘度较小的润滑油或用粘度较小的基础油制成的润滑脂;反之,则应选用粘度较大的润滑油或用粘度较高的基础油制成的润滑脂。
3) 根据温度条件进行选择
在高温条件下,应选用粘度较大、闪点较高、油性好以及氧化安定性好的润滑油,或使用由热安定性好的基础油和稠化剂制成的滴点较高的润滑脂。在低温条件,应选用粘度较小、凝点较低的润滑油,或选用低温性能好的润滑脂。对于温度变化范围较大的摩擦部位,应选用粘温性能较好的润滑油,或温度使用范围较宽的润滑脂。
4) 依据环境湿度条件选择
在潮湿的工作环境里或者与水接触较多的工作条件下,应选用抗乳化能力较强和油性、防锈性较好的润滑油脂(不宜选用钠基脂) 5) 依据摩擦表面精度情况选择
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