润滑脂的性能及其评定指标
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润滑脂的性能及其评定指标
润滑脂的使用范围很广,工作条件差异也很大。不同的机械设备对润滑脂性能要求很不相同。润滑脂性能是润滑脂组成及其制备工艺的综合体现。润滑脂性能的评价,不但在生产上和研究工作上有决定性的意义,而且在使用部门对润滑脂的选择和检验上也是必不可少的。根据汽车及工程机械用脂部位的具体情况,对润滑脂的基本要求是:适当的稠度,良好的高低温性能,良好的极压、抗磨性,良好的抗水、防腐、防锈和安定性等。
l.稠度
在规定的剪力或剪速下,测定润滑脂结构体系变形程度以表达体系的结构性,即为稠度的概念。它是一个与润滑脂在所润滑部位上的保持能力和密封性能,以及与润滑脂的泵送和加注方式有关的重要性能指标。某些润滑点之所以要使用润滑脂,就是因为其有一定的稠度,从而使其具有一定的抵抗流失的能力。不同稠度的润滑脂所适用的机械转速、负荷和环境温度等工作条件不同,因此,稠度是润滑脂的一个重要指标。
润滑脂的稠度等级可用锥入度来表示。润滑脂的锥入度是指在规定时间、温度条件下,规定重量的标准锥体穿入润滑脂试样的深度,
以(l/10)mm表示。润滑脂的锥入度测定可按《润滑脂锥入度测定法》(GB/T269—91)规定的方法进行。润滑脂锥入度通常包括不工作、工作、延长工作、块锥入度四种,不工作锥入度一般不象工作锥入度那样能有效地代表使用中润滑脂的稠度,通常检验润滑脂时最好用工作锥入度。延长工作锥入度适用于工作超过60次所测定的锥入度。润滑脂锥入度测定方法概要:在25℃条件下将锥体组合件从锥入计上释放,使锥体沉入试样5s的深度来分别测定润滑脂的上述四种锥入度。
锥入度反映了润滑脂在低剪切速率条件下变形与流动性能。锥入度值越高,脂越软,即稠度越小,越易变形和流动;锥入度值越低,则脂越硬,即稠度越大,越不易变形和流动。由此可见,锥入度可有效地表示润滑脂的稠度,是选用润滑脂的重要依据。我国用锥入度范围来划分润滑脂的稠度牌号。GB7631.1—87和国际上广泛采用的美国润滑脂协会(NLGI)的稠度编号相一致。
2.高温性能
温度对于润滑脂的流动性具有很大影响,温度升高,润滑脂变软,使得润滑脂附着性能降低而易于流失。另外,在较高温度条件下还易使润滑脂的蒸发损失增大,氧化变质与凝缩分油现象严重。润滑脂失效的主要原因,大多是由于凝胶的萎缩和基础油的蒸发损关所致,即
润滑脂关效过程的快慢与其使用温度有关。高温性能好的润滑脂可以在较高的使用温度下保持其附着性能,其变质失效过程也较缓慢。润滑脂的高温性能可用滴点、蒸发度和轴承漏失量等指标进行评定。
润滑脂的滴点是指其在规定条件下达到一定流动性时的最低温度,以℃表示。滴点没有绝对的物理意义,它的数值因设备与加热速率不同而异。润滑脂的滴点主要取决于稠化剂的种类与含量,润滑脂的滴点可大致反映其使用温度的上限。显然,润滑脂达到滴点时其已丧失对金属表面的粘附能力。一般地说,润滑脂应在滴点以下20℃~30℃或更低的温度条件下使用。
润滑脂的滴点可按GB/T4929—85《润滑脂滴点测定法》进行测定。方法概要:将润滑脂装入滴点计的脂杯中,在规定的标准条件下,记录润滑脂在试验过程中达到规定流动性时的温度。该标准与
ISO/DP2176等效。GB/T3498—83是润滑脂宽温度范围滴点测定法。
润滑脂的蒸发度是指在规定条件下蒸发后,润滑脂的损失量所占的质量百分数。润滑脂的蒸发度主要取决于所采用的基础油的种类、馏分组成和分子量。高温、宽温度条件下使用的润滑脂,其蒸发度的测定尤为重要,蒸发度可以定性地表示润滑脂上限使用温度。润滑脂基础油蒸发损失,就会使润滑脂中的皂基稠化剂含量相对增大,导致脂的稠度发生变化,使用中会造成内摩擦增大,影响润滑脂的使用寿
命。因而,蒸发度指标可以从一定程度上表明润滑脂的高温使用性能。
SH/T0337—92是皿式法测定润滑脂蒸发度的方法。GB/T7325—87是测定润滑脂和润滑油蒸发损失的方法,方法概要:
把放在蒸发器里的润滑脂试样,置于规定温度的恒温浴中,热空气通过试样表面22h,根据试样失重计算蒸发损失。
为了更好地评价车辆及工程机械所用润滑脂的高温性能,还要通过模拟试验,测定高温条件下轴承的工作特性及测定轴承漏失量。
据统计,绝大部分滚动轴承润滑都采用润滑脂,因此,润滑脂的轴承使用寿命是一项极其重要的性能指标。润滑脂在高温轴承寿命试验机上的评定,可以模拟润滑脂在一定的高温、负荷、转速条件下的工作性能,因此,测得的结果对实际使用具有一定的参考价值。一般是在试验机上观测,当润滑脂达到使用寿命时,脂膜破坏,出现破坏力矩的峰值,试验自动停车,还会伴随出现轴承温升记录指示值剧升和干摩擦噪声,若经反复启动仍不能转动,则表示润滑脂膜巳遭破坏,试验结束,试验所进行的时间就是润滑脂的高温轴承寿命。一般而言,润滑脂的轴承寿命越长,表示其使用期也越长。
SH/T0428—92是高温条件下润滑脂在抗磨轴承中的工作待性测
定法。
测定润滑脂轴承漏失是模拟润滑脂在汽车及工程机械轮载滚动轴承中的工作性能。SH/T0326—92《润滑脂漏失量试验》规定了漏失量测定方法,方法概要:取脂样gDg,往轮毅中装脂样85g,小轴承中装脂样29±0.lg,另一个轴承中装脂样39±0.lg。转速为660r/min ±3r/min,轴承温度为105℃±l℃,箱中温度为113℃±l0.5℃,运行时间为10h,以脂在轴承上被甩出量的多少来衡量润滑脂的工作特性,并在试验结束时注意观察轴承的表面状况。显然,漏失量越大说明润滑脂的高温工作性能越差。
3.低温性能
汽车与工程机械起步时的温度与环境温度近乎一致,在寒冷地区使用时,要求润滑脂在低温条件下仍能保待良好的润滑性能,它取决于润滑脂低温条件下的相似粘度及低温转矩。
我们知道润滑油的粘度随温度的升高而减小,所以同一种润滑油,由于温度不同,粘度也不同,这种特性称之为仲早特垮。润滑脂的粘温特性则要比润滑油复杂,因为润滑脂结构体系的粘温特性还要随剪力的变化而改变。