(一)潤滑劑的分類
潤滑劑按照其物理狀態(tài)可分為液體潤滑劑、半固體潤滑劑、固體潤滑劑和氣體潤滑劑四大類。
1.液體潤滑劑
液體潤滑劑是用量最大、品種最多的一類潤滑材料,包括礦物潤滑油、合成潤滑油、動植物油和水基液體等。液體潤滑劑的特點是具有較寬的黏度范圍,對不同負荷速度和溫度下工作的運動部件提供了較寬的選擇余地。
(1)礦物潤滑油。其是目前使用量最大的一種液體潤滑劑,約占潤滑油總量的90%,一般是由礦物基礎油中加入添加劑形成的。
(2)合成潤滑油。其是指通過化學合成方法制成的潤滑油。
(3)動植物油。其是指從動植物中提煉的潤滑劑。
(4)水基液體。其是含水的潤滑劑,有溶液型和乳化型兩類。
2.半固體潤滑劑(潤滑脂)
半固體潤滑劑又稱潤滑脂,是在常溫常壓下呈半流動狀態(tài),并且具有膠體結構的潤滑材料。
3.固體潤滑劑
固體潤滑劑的潤滑作用主要有三種類型:第一種是能在摩擦表面形成固體潤滑膜,它的潤滑機理與邊界潤滑相似。第二種是軟金屬固體潤滑劑,利用軟金屬抗剪切強度低的特點起到潤滑作用。第三種是石墨等具有層狀結構的物質,利用其結構特點起到潤滑作用。設備潤滑常用的固體潤滑劑是二硫化鉬、石墨和聚四氟乙烯等。
4.氣體潤滑劑
氣體也是一種流體,同樣符合流體潤滑的物理規(guī)律,因此在一定條件下氣體也可以像液體一樣成為潤滑劑。氣體潤滑劑的優(yōu)點是摩擦系數(shù)小,在高速下產生摩擦熱少,溫升低,運轉靈活,工作溫度范圍廣。氣體潤滑劑的缺點是密度低,承載能力低,只能用在30~70kPa的空氣動力裝置和不高于100kPa的空氣靜力學裝置中。
(二)潤滑劑的組成成分
1.基礎油
基礎油是組成潤滑油的主要成分,占潤滑油總量的80%~95%,是添加劑的載體。基礎油分礦物油和合成油兩大類。
(1)礦物油。我國通常將礦物油分為石蠟基、中間基和環(huán)烷基三類。
(2)合成油。合成基礎油是由幾種化合物通過化學反應制成的,化學純度較高,有比礦物油更好的物理和化學特性,因此應用范圍更加廣泛,使用壽命更長,是將來潤滑油的發(fā)展方向。現(xiàn)在合成油在航空航天機械上的應用較多,在工業(yè)機械上的應用也在快速發(fā)展之中。合成油一般分為合成烴油、酯類油、聚異丁烯油、聚醚、硅油等。
2.添加劑
添加劑是指加入潤滑劑中的一些少量物質,可顯著改善油脂的某些性能或賦予某些新的性能。添加劑的作用如下:
(1)靜分散劑。多用于內燃機油中,用來清除氣缸壁和活塞環(huán)上的漆膜和積碳,還能將油中的膠質、煙垢粒子等均勻分散在油中,防止形成大的顆粒。
(2)抗腐劑。延緩潤滑油的氧化反應,延長油品的使用壽命。
(3)抗磨劑。提高油品的抗磨性、抗燒結性,減小設備的磨損,防止卡咬或燒結。
(4)油性劑。減小摩擦因數(shù),提高潤滑性能。
(5)金屬鈍化劑。在金屬表面形成鈍化膜,以減小油品對金屬的腐蝕和金屬對油品的催化氧化作用。
(6)黏度指數(shù)改進劑:增加油品的黏度指數(shù),提高油品的黏溫性能。
(7)防銹劑:在金屬表面起作用,防止金屬遇水時生銹或腐蝕。
(8)降凝劑:低溫下通過減緩油中蠟結晶的形成來降低油品的傾點,改善油品的低溫流動性。
(9)抗泡劑:改善油品的起泡傾向,使油面的泡沫迅速破滅。
(10)乳化劑和抗乳化劑。乳化劑用于乳化油中,使油與水形成均勻穩(wěn)定的乳化液。抗乳化劑用于一般潤滑油中,使混入油中的水較快地從油中分離出來。
3.稠化劑
稠化劑是組成潤滑脂的重要成分,是區(qū)別于潤滑油的重要特征。潤滑脂是由稠化劑、基礎油和添加劑構成的,由稠化劑分散在基礎油中而形成的固體或半固體物質,就是潤滑脂。
稠化劑一般可影響脂的稠度、滴點、防水性,有時還影響負荷能力。
(三)潤滑油的選用
1.潤滑油的選用要素
潤滑油的選用主要依據(jù)三方面要素,即設備實際的工作條件(即工況)、設備制造廠的或推薦、潤滑油制造廠的規(guī)定或推薦等。
在實際工作中,潤滑油的選用一般以設備制造商的推薦為主。但同時要考慮設備的負荷、速度、溫度等實際工況。
在潤滑油選用時重點選定潤滑油的以下性能指標:
(1)黏度:黏度是各種潤滑油分類分級的指標,對質量鑒別和確定有決定性意義。設備用潤滑油黏度選定依設計或計算數(shù)據(jù)查有關圖表來確定。
(2)傾點:傾點是間接表示潤滑油儲運和使用時低溫流動性的指標。經驗證明使用溫度必須比傾點高5℃~10℃。
(3)閃點:主要是潤滑油儲運及使用時安全的指標。潤滑油閃點指標規(guī)定的原則是按安全規(guī)定留1/2安全系數(shù),即比實際使用溫度高1/2。如內燃機油底殼油溫最高不超過120℃,因而規(guī)定內燃機油閃點為180℃。
由于潤滑油的性能指標較多,不同品種差距懸殊,應綜合設備的工況、制造廠要求和油品說明及介紹合理決定。
2.潤滑油的代用
潤滑油各有其使用性能,要求正確合理選用潤滑油,避免代用。如確需代用,應遵循以下原則。
(1)盡量用同一類油品或性能相近的油品代用。
(2)黏度要相當,代用油品的黏度不能超過原用油品的±15%。應優(yōu)先考慮黏度稍大的油品進行代用。
(3)質量以高代低。
(4)還應注意考慮設備的環(huán)境與工作溫度。
3.潤滑油的混用
不同種類牌號、不同生產廠家、新舊油應盡量避免混用。
絕對禁止混用的油品如下。
(1)特種油、專用油料不能與其他油品混用。
(2)有抗乳化要求的油品不得與無抗乳化要求的油品相混。
(3)抗氨汽輪機油不得與其他汽輪機油相混。
(4)含鋅抗磨液壓油不能與抗銀液壓油相混。
(5)齒輪油不能與蝸輪蝸桿油相混。
可以混用的油品如下。
(1)同一廠家同類質量基本相近的產品。
(2)同一廠家同種不同牌號的產品。
(3)不同類油品,如果混兌兩組分均不含添加劑。(4)不同類的油品經混兌試驗無異常現(xiàn)象的。
(5)內燃機油加入添加劑的種類較多數(shù)量較大,性能不一;在不了解油品性能時必須慎重,以免導致不良后果甚至設備潤滑事故的發(fā)生。
(四)潤滑脂的選用
在選用潤滑脂時,首先應明確潤滑脂所起的作用,即在潤滑減摩、防護、密封等方面所要起的作用。作為減摩用潤滑脂,主要考慮耐高低溫的范圍、負荷與轉速等。作為防護潤滑脂,主要考慮所接觸的介質與材質,著重考慮對金屬、非金屬的防護性質與穩(wěn)定性。作為密封潤滑脂則應考慮接觸的密封件材質與介質,根據(jù)潤滑脂與材質(特別是橡膠)的相容性來選擇適宜的潤滑脂。
潤滑脂的選用要根據(jù)機械的工作溫度、運轉速度、負荷大小、工作環(huán)境和供脂方式的不同,綜合考慮,一般應考慮以下因素:
(1)溫度。溫度對潤滑脂的影響很大,一般認為潤滑點工作溫度超過潤滑脂溫度上限后,由于潤滑脂基礎油對蒸發(fā)損失、氧化變質和膠體分油現(xiàn)象加速,溫度每升高10℃~15℃,潤滑脂氧化速度增加1.5~2倍,潤滑脂的壽命降低1/2。潤滑點的工作溫度還隨周圍環(huán)境介質溫度變化而變化。此外,負荷、速度、長期連續(xù)運行、潤滑脂裝填得太多等因素也對潤滑點的工作溫度有一定的影響。環(huán)境溫度高和機械運轉溫度高的,應選用耐高溫的潤滑脂,一般潤滑脂的溫度都應低于其滴點(溫度)20℃~30℃。
(2)轉速。潤滑部件的運轉速度越高,潤滑脂所受的剪切應力就越大,稠化劑形成的潤滑脂纖維骨架受到的破壞作用越大,脂的使用壽命就會縮短。設備運轉速度提高1倍,潤滑脂的壽命降至原來的1/10。高速運轉的機件溫升高,溫升快,易使?jié)櫥兿《魇В褂脮r應選用稠度較大的潤滑脂。
(3)負荷。根據(jù)負荷選用潤滑脂是保證潤滑的關鍵之一。對于重負荷潤滑點應選用基礎油黏度高、稠化劑含量高、具有較高極壓性和抗磨性的潤滑脂。潤滑脂錐入度的大小關系到使用時所能承受的負荷。負荷大應選用錐入度小(稠度較大)的潤滑脂。如果既承受重負荷又承受沖擊負荷,應選用含有極壓添加劑的潤滑脂,如含有二硫化鉬的潤滑脂。
(4)環(huán)境條件。環(huán)境條件是指潤滑點的工作環(huán)境和周圍介質,如空氣濕度、塵埃和是否有腐蝕性介質等。在潮濕環(huán)境或與水接觸的情況下,可選用抗水性好的潤滑脂。如鈣基、鋰基、復合鈣、復合磺酸鈣潤滑脂。條件苛刻時,應選用加有防銹劑的潤滑脂,而不宜選用抗水性差的鈉基脂。處在有強烈化學介質環(huán)境中的潤滑點,應選用抗化學介質的合成潤滑脂,如氟碳潤滑脂等。
(5)其他。除以上幾點外,在選用潤滑脂時,還要考慮使用經濟性,綜合分析使用此潤滑脂以后是否延長了潤滑周期、加注次數(shù)、脂消耗量、軸承的失效率和維修費用等。
(6)潤滑脂稠度與應用的關系。
表潤滑脂稠度與適用范圍