对润滑的基础知识做了一些总结

一．润滑分类

基本上，可以近似认为润滑膜厚越厚，承载能力越高。因而不同的润滑类型大致可以根据工作时润滑膜的膜厚来区分。

1.流体动压润滑：中高速，面接触(滑动轴承)，动压效应形成流体润滑膜。膜厚1～100μ.

[流体动压润滑形成条件：

a.磨擦表面具有收敛楔；

b.轴颈具有足够的转速；

c.润滑油具有适当的粘度；

d.外载不得超过最小油膜所能承受的限度。

外加两个重要假设：一定温度时，流体粘度不变；摩擦表面视为刚体.]

2.流体静压润滑：各种速度，面接触，外压强制流体送入摩擦面间形成静压膜。膜厚1～100μ.

3.弹性流体动压润滑（弹流润滑）：中高速，点线接触(滚动轴承)，动压效应形成流体润滑膜。膜厚0.1～1μ.[丢弃动压润滑的简化考虑：流体、摩擦面均视为弹性体；粘度是压力的函数]

4.薄膜润滑：低速，点线接触高精度摩擦副，动压效应形成流体润滑膜。膜厚10～100nm.

5.边界润滑：低速重载，高精度摩擦副，润滑油和金属表面反应生成理化润滑膜。膜厚1～50nm.

6.干摩擦(润滑)：无润滑或自润滑。表面氧化膜或气体吸附形成。膜厚1～10nm.

如想量化判断具体工况是什么润滑类型，看参数：膜厚比α

α=h。/(σ1^2+σ2^2)^0.5

h。为接触表面间的最薄润滑膜厚度;

σ1、σ2分别为两摩擦表面粗糙度的均方根值。

一般说来，

当α＜1时，会产生粘着；

1≤α≤3时，摩擦副处于部分弹性流体动压润滑状态，有可能发生粘着磨损；

α＞3时，摩擦副处于全膜润滑状态，可认为不会发生粘着磨损。

使用一般矿物油润滑和一般加工质量的几种常见的摩擦副，其膜厚比范围约为:滚动轴承,α=1～2.4；齿轮传动，α=0.6～1.8；凸轮机构，α=0.3～1.2。

二．流体润滑关键因素

液体的动压润滑主要考虑粘温关系；

气体润滑主要考虑密度——压力关系；

弹流润滑中粘温、粘压、压缩性（密度）都是重要因素。

1．润滑油

a.流体(润滑油)粘度：流体抵抗剪切变形能力的度量，表征流体流动时的内摩擦大小。粘度是润滑剂最重要的物理性质。

对膜厚影响：流体动压润滑中膜厚和粘度成正比；弹性流体动压润滑中膜厚和粘度的0.7次方成正比。进而决定润滑膜承载能力。

对摩擦力影响：粘度越高，摩擦力越大，进而温升越高。

(所以意味着粘度存在一个合理范围，既不能太大也不能太小。)

粘度分为动力粘度和运动粘度。

动力粘度η：一定温度T。下，理想牛顿流体的粘滞切应力和切应变率比值恒定，该比值定义为动力粘度η.(一般工况下大多数润滑油，尤其是矿物油，均是牛顿流体。其他流体即使没有温升，比值也不确定。)

τ=η×du/dz(τ：粘滞切应力；η：动力粘度；du/dz：切应变率)

单位：Pa·s(N·s/m^2)

运动粘度v：流体的动力粘度η和密度ρ的比值。v=η/ρ(一般矿物油η=0.85v)

单位：m^2/s

b.流体粘温特性：基本规律是——流体的温度升高，粘度快速降低，严重影响润滑。

①．常用的雷诺粘温方程：η=η。×e^-β(T-T。)

η。为温度T。时的粘度，η为温度T时的粘度，β为粘温系数，近似0.03/°C

（其他形式的粘温方程请参考专业书籍）

②.粘度指数VI：经验方法，表征各种润滑油粘度随温度变化程度。

VI=(L-U)/(L-H)×100%

210°F时，若待测油运动粘度V。，取两种标准油，满足210°F时运动粘度皆为V。，且规定粘度指数为0和100；100°F时两种标准油的运动粘度为L，H，待测油的运动粘度是U，上式即可算出待测油的粘度（温）指数。

（个人理解该算法是大致排出各润滑油粘度随温度变化程度谁大谁小）

c.流体粘压特性：基本规律是——流体的压力越大，粘度越大。压力高至流体呈现弹性体性质时（重载流体润滑、弹流动压润滑），要考虑粘压特性，很重要。

粘压方程(请参考专业书籍)

d.扩展：

动压润滑、弹流动压润滑相关的公式有雷诺方程、N—S方程、马丁方程等（请参考专业书籍）

e.润滑油的重要理化特性：

①油性和极压性

油性是油中的极性物在摩擦面上形成理化膜，从而起到耐高负荷和抗摩擦磨损的作用，极压性则是油的极性物在摩擦面上受高温、高负荷发生摩擦化学作用分解，并和表面金属发生反应，形成低熔点的软质（或称具可塑性的）油的极压膜，从而起到耐冲击、耐高负荷高温的润滑作用。

②剪切安定性：油中高分子聚合物由于机械剪切的作用剪断，导致粘度下降。剪切安定性即为评价油耐受机械剪切的能力。

③其他特性：氧化安定性、热安定性、挥发、防锈、电气性能等，请参考专业书籍。

f.常用润滑油种类：

矿物油（石油制品，牌号越大粘度越高）；

动植物油(一般做添加剂)；

合成油(耐高低温、抗氧化、润滑好、承载高)。

2．润滑脂

a.脂的来源、种类：

润滑油加入稠化剂加工而成；

常用的有钙基、锂基、钠基润滑脂；

按工作温度分为高、中、低温润滑脂。

b.脂的剪切极限

是指润滑脂开始流动时所需要的最小作用力。也称为润滑脂的剪切强度极限。

（未开始流动，即意味着还不是流体，而表现出弹性体的特征，该剪切极限类似于弹性体的屈服极限）

c．脂(干油)的相似(表观)粘度、锥入度（稠度）：

相似(表观)粘度

脂在所受剪应力超过它的剪切极限时产生流动（即产生流体特征），也会出现内摩擦，用相似粘度来表征润滑脂的内部摩擦特性。润滑脂的粘度，在一定温度时不是一个常数．而是一个随脂层间剪速而改变的变量。在剪速小时，它的粘度大（克服润滑脂在剪速小时的流动阻力所需的力比克服强度极限所需的力大得多。）；剪速增大时，它的粘度变小；在剪速很大时，它的粘度小至一定程度而保持恒定（类似牛顿流体）。

[润滑脂的相似粘度是润滑脂一项重要的基本特性．对润滑脂在机械中的使用性能中有很大关系。如所选脂粘度过大则机械损失过大，温升过高。另有低温相似粘度和低温转矩的概念，大致是值越小低温性能越好，具体请参考专业书籍]

锥入度（稠度）

锥入度是衡量润滑脂稠度及软硬程度的指标，它是指在规定的负荷、时间和温度条件下锥体落入试样的深度。大小跟稠化剂的含量有关。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。锥入度会影响泵送性，使用温度和流失情况，视情况而定，是润滑脂出厂必测项目。

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。如长期剪断破坏导致脂稠度下降，润滑脂的结构将被破坏而变成流体，从润滑部位流失，丧失润滑作用。

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

d.承载能力：

（这个概念没找到定义，只说是一定温度、转速下，四球试验机加载一定负荷，由钢球状态判断被测润滑脂的润滑、极压性能。具体请参考专业书籍。）

e.滴点：

脂升温后从脂杯中流出第一滴液体时的温度。是脂耐热性的指标，粗略了解脂的最高使用温度。一般最高运行温度要比滴点低30～50°C；低转速时最高运行温度可低于滴点15～30°C

f.其他脂的重要理化特性请自行查阅书籍

g.选用原则：

根据工作温度、负载、转速等选用合适的脂。

轴承运行温度每升高10~15℃，用润滑脂的轴承寿命就降低一半。高温场合选用抗氧化好，蒸发小，滴点高的脂，低温场合应选低启动转矩、相似粘度小的脂。

重负荷设备轴承，选择基础油粘度高的脂，负载特大时，考虑脂的极压润滑性能（脂里加极压抗磨添加剂，提升抗磨损性能。指标为四球试验数据），应选择带有极压添加剂（如二硫化钼，石墨等）的脂（但注意！类似二硫化钼能降低摩擦系数的添加剂在如摩擦式超越离合器的某些场合要慎用）。

转速增加2000rpm，轴承寿命减少一半。高转速应使用低粘度基础油制成的锥入度大的脂，低速时则用高粘度油制成的牌号大的脂（硬的脂）。

一般设备大（负载大）、转速慢用稠度小的也就说硬一点的；转速快设备小就用软一点的。

脂的用量要适当，一般不超过轴承间隙的1/3～1/2。

不同种的、不同牌号的、新旧的脂切勿混用。