润滑脂技术

润滑脂技术

在谈技术之前，先普及一些基础知识，免得后边有的很多人看不懂。

一、润滑脂基础知识

（一）润滑脂基本概念

（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