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润滑知识
润滑知识
一、什么是润滑及润滑的意义
1、润滑:
是在相对运动的两个接触表面之间加入润滑剂,从而使两磨擦面之间形成润滑膜,将直接接触的表面分隔开来,变干磨擦为润滑剂分子间的内磨擦,达到减少磨擦,降低磨损,延长机械设备使用寿命的目的,即谓之润滑。
润滑的意义:
润滑已不再仅仅单指润滑的技术,而是进入到设备管理,生产管理等企业管理的行列中,它涉及到增产节能,环保和安全诸多企业管理范畴,成为企业发展新的利润点。
二、润滑油(lubricatingoil):
是指不挥发的油状润滑剂。
按其来源分动、植物油,石油润滑油和合成润滑油三大类。
石油润滑油的用量占总用量97%以上,因此润滑油常指石油润滑油。
主要用于减少运动部件表面间的摩擦,同时对机器设备具有冷却、密封、防腐、防锈、绝缘、功率传送、清洗杂质等作用。
主要以来自原油蒸馏装置的润滑油馏分和渣油馏分为原料,通过溶剂脱沥青、溶剂脱蜡、溶剂精制、加氢精制或酸碱精制、白土精制等工艺,除去或降低形成游离碳的物质、低粘度指数的物质、氧化安定性差的物质、石蜡以及影响成品油颜色的化学物质等组分,得到合格的润滑油基础油,经过调合并加入添加剂后即成为润滑油产品。
润滑油最主要的性能是粘度、氧化安定性和润滑性,它们与润滑油馏分的组成密切相关。
粘度是反映润滑油流动性的重要质量指标。
不同的使用条件具有不同的粘度要求。
重负荷和低速度的机械要选用高粘度润滑油。
氧化安定性表示油品在使用环境中,由于温度、空气中氧以及金属催化作用所表现的抗氧化能力。
油品氧化后,根据使用条件会生成细小的沥青质为主的碳状物质,呈粘滞的漆状物质或漆膜,或粘性的含水物质,从而降低或丧失其使用性能。
润滑性表示润滑油的减磨性能。
三、润滑油作用
润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦,保护机械及加工件的液体润滑剂,主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。
(1)减摩抗磨,降低摩擦阻力以节约能源,减少磨损以延长机械寿命,提高经济效益;
(2)冷却,要求随时将摩擦热排出机外;(空压机冷却液、风机稀油站32#透平油即有冷却又有清洁的作用)
(3)密封,要求防泄漏、防尘、防串气;
(4)抗腐蚀防锈,要求保护摩擦表面不受油变质或外来侵蚀;
(5)清净冲洗,要求把摩擦面积垢清洗排除;(减速机轴承室)
(6)应力分散缓冲,分散负荷和缓和冲击及减震;
(7)动能传递,液压系统和遥控马达及摩擦无级变速等。
(炼铁液高炉系统液压站就是通过液压油用来进行液力传动,驱动其他设备的工作。
)
四、润滑油脂的基本性能
润滑油是一种技术密集型产品,是复杂的碳氢化合物的混合物,而其真正使用性能又是复杂的物理或化学变化过程的综合效应。
润滑油的基本性能包括一般理化性能、特殊理化性能和模拟台架试验。
一般理化性能
每一类润滑油脂都有其共同的一般理化性能,以表明该产品的内在质量。
对润滑油来说,这些一般理化性能如下:
(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)密度
密度是润滑油最简单、最常用的物理性能指标。
润滑油的密度随其组成中含碳、氧、硫的数量的增加而增大,因而在同样粘度或同样相对分子质量的情况下,含芳烃多的,含胶质和沥青质多的润滑油密度最大,含环烷烃多的居中,含烷烃多的最校
(3)粘度
粘度反映油品的内摩擦力,是表示油品油性和流动性的一项指标。
在未加任何功能添加剂的前提下,粘度越大,油膜强度越高,流动性越差。
(4)粘度指数
粘度指数表示油品粘度随温度变化的程度。
粘度指数越高,表示油品粘度受温度的影响越小,其粘温性能越好,反之越差。
(5)闪点
闪点是表示油品蒸发性的一项指标。
油品的馏分越轻,蒸发性越大,其闪点也越低。
反之,油品的馏分越重,蒸发性越小,其闪点也越高。
同时,闪点又是表示石油产品着火危险性的指标。
油品的危险等级是根据闪点划分的,闪点在45℃以下为易燃品,45℃以上为可燃品,在油品的储运过程中严禁将油品加热到它的闪点温度。
在粘度相同的情况下,闪点越高越好。
因此,用户在选用润滑油时应根据使用温度和润滑油的工作条件进行选择。
一般认为,闪点比使用温度高20~30℃,即可安全使用。
(6)凝点和倾点
凝点是指在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度。
油品的凝固和纯化合物的凝固有很大的不同。
油品并没有明确的凝固温度,所谓"凝固"只是作为整体来看失去了流动性,并不是所有的组分都变成了固体。
润滑油的凝点是表示润滑油低温流动性的一个重要质量指标。
对于生产、运输和使用都有重要意义。
凝点高的润滑油不能在低温下使用。
相反,在气温较高的地区则没有必要使用凝点低的润滑油。
因为润滑油的凝点越低,其生产成本越高,造成不必要的浪费。
一般说来,润滑油的凝点应比使用环境的最低温度低5~7℃。
但是特别还要提及的是,在选用低温的润滑油时,应结合油品的凝点、低温粘度及粘温特性全面考虑。
因为低凝点的油品,其低温粘度和粘温特性亦有可能不符合要求。
凝点和倾点都是油品低温流动性的指标,两者无原则的差别,只是测定方法稍有不同。
同一油品的凝点和倾点并不完全相等,一般倾点都高于凝点2~3℃,但也有例外。
(7)酸值、碱值和中和值
酸值是表示润滑油中含有酸性物质的指标,单位是mgKOH/g。
酸值分强酸值和弱酸值两种,两者合并即为总酸值(简称TAN)。
我们通常所说的"酸值",实际上是指"总酸值(TAN)"。
碱值是表示润滑油中碱性物质含量的指标,单位是mgKOH/g。
碱值亦分强碱值和弱碱值两种,两者合并即为总碱值(简称TBN)。
我们通常所说的"碱值"实际上是指"总碱值(TBN)"。
中和值实际上包括了总酸值和总碱值。
但是,除了另有注明,一般所说的"中和值",实际上仅是指"总酸值",其单位也是mgKOH/g。
(8)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。
(9)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)。
(10)灰分和硫酸灰分
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油品(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。
(11)残炭
油品在规定的实验条件下,受热蒸发和燃烧后形成的焦黑色残留物称为残炭。
残炭是润滑油基础油的重要质量指标,是为判断润滑油的性质和精制深度而规定的项目。
润滑油基础油中,残炭的多少,不仅与其化学组成有关,而且也与油品的精制深度有关,润滑油中形成残炭的主要物质是:
油中的胶质、沥青质及多环芳烃。
这些物质在空气不足的条件下,受强热分解、缩合而形成残炭。
油品的精制深度越深,其残炭值越小,空白基础油的残炭值越小越好。
现在,许多油品都含有金属、硫、磷、氮元素的添加剂,它们的残炭值很高,因此含添加剂油的残炭已失去残炭测定的本来意义。
机械杂质、水分、灰分和残炭都是反映油品纯洁性的质量指标,反映了润滑基础油精制的程度。
(12)抗乳化性:
润滑油与水接触后形成一种不易分离的乳化物的能力称为乳化性,这种性能对于在潮湿环境下工作的摩擦机件十分重要。
(13)安定性:
在高温下润滑油抵抗空气中氧的氧化作用,称为氧化安定性。
(14)水溶性酸和碱:
石油产品中水溶性酸和碱是指能溶于水中的无机酸和碱。
润滑油失效原因及判别方法
1.润滑油失效的原因
(1)高温影响
①润滑油长期处在高温环境中,会氧化失效,出现变黑、变稠的现象。
②润滑油内部的腐蚀物增加,如发动机工作中形成的酸性物质等。
③积炭、油泥、漆膜等物质的增加。
(2)杂质
主要来源于空气中的尘埃、金属磨粒、渗漏物(燃油、水等)、润滑油氧化物以及燃料燃烧产生的物质等。
(3)添加剂失效
一些润滑油因为其中的添加剂失效或用完而性能下降。
例如润滑油中的抗磨剂用完,会使抗磨性下降。
(4)粘度指数增进剂失效
因为其有机物分子长链断裂,不再具有增粘作用。
(5)基础油失效
基础油是添加剂的载体,基础油失效则添加剂不会发挥作用。
四、润滑脂
常温常压下呈半流动状态。
由基础润滑油和稠化剂按一定比例稠化而成。
可分为皂基脂、烃基脂、无机脂和有机脂四类。
滚动轴承绝大多数采用润滑脂润滑。
1、润滑脂的主要质量指标及其在使用上的意义:
(1)滴点:
滴点是润滑脂在受热后,从试验的仪器上开始滴落下来的温度,它表示润滑脂能够受热或抗温的程度。
润滑脂能够使用的工作温度,应低于它的滴点20-30℃或更低。
(2)针入度:
针入度是用来表示润滑脂软硬程度的一项指标。
(3)腐蚀试验:
把铜试片(或钢片、铬片)放在润滑脂中保皂持一定的温度,经过规定的时间取出,如果铜试片表面无绿色暗迹或其它腐蚀斑点时,就认为合格。
润滑脂中游离酸碱的含量增加时,便会强起金属表面的腐蚀。
2、润滑脂和种类:
锂基脂、极压锂基脂、钙基脂、二硫化钼、纳基脂、铝基脂。
常用润滑脂的种类很多,但常用的是各类钙基脂和锂基脂。
我们主要介绍这两种润滑脂。
(1)钙基润滑脂:
有ZG-1-----ZG-5五个牌号。
呈淡黄色到暗褐色的均匀油膏。
适用于潮湿环境下温度500C--700C的润滑。
俗称黄油。
(2)复合钙基润滑脂:
有ZFG-1---4四个牌号。
呈淡黄色到暗褐色的均匀油膏。
长期工作不超过1200C,短期可达1500C,轧机和炉前设备的轴承可用。
(3)合成钙基润滑脂:
ZG-2H----3H两种牌号。
呈深黄色到暗褐色的均匀油膏。
适用于低温中速中载不超过600C的潮湿环境的设备润滑。
(4)合成复合钙基润滑脂:
有ZFG-1H---4H四个牌号,暗褐色的均匀油膏。
适用于较高温度状态下的润滑。
(5)石墨钙基润滑脂:
只有一种规格ZG-5S,黑色油膏,适用于工作温度低于700C的润滑,在低速开式齿轮及其他表面粗糙的重载下应用较多。
(6)锂基润滑脂:
以脂肪酸锂为稠化剂,呈淡黄色到暗褐色油膏。
有ZL-1---ZL-4四个牌号。
润滑性能优越,适用于潮湿环境、较大温度范围(-200C----1200C)、高速、高载荷的润滑。
价格较贵,但因其优越的性能受到喜爱,发展迅速,应用越来越广泛。
近年来,又开发了非极压型和极压型,更加扩大了应用范围。
(7)二硫化钼润滑脂:
以无机化合物为稠化剂制成,有二硫化钼复合钙基润滑脂和二硫化钼复合铝基润滑脂两种。
具有耐高温(800C----1800C)、抗水及抗极压性能,适于高温和高载荷的滚动轴承和其他摩擦副的润滑。
分别有ZFG-1E---4E及ZFU-1E---4E共八个牌号。
五、在实际工作常见的一些润滑问题
1、润滑油、脂混合会带来什么危害?
v对润滑油而言,虽然两种油的种类和粘度完全相同,但二者的化学组成不一定相同。
使用不同添加剂调配的润滑油混到一起后,添加剂间是否会产生反应、作用是否会相互抵消不得而知。
v润滑脂混合后可能会引起胶体结构的破坏,导致混合润滑脂稠度下降,安定性变差等,影响使用性能。
需要特别指出的是,不提倡油品代用和混用,仅作为临时措施,且在使用代用油品或混用油品时,应注意经常检查设备润滑油的工作情况,以保证不致造成因润滑不当引发事
2、润滑脂混合的注意事项有哪些?
v对已发生氧化变质的在用旧润滑脂,因含有大量的有机酸和杂质,千万不能与新润滑脂混合,而是要清洗干净旧脂后,重新加入新脂。
v一般来说,复合锂基脂可以与同基脂相混合。
钙基脂与钠基脂,原则上应清洗后换脂。
如必须混合使用时,性能变化通常不会太大,不会影响使用。
v极压型润滑脂混合,会使其胶体安定性变差,影响使用性能。
一些高性能脂都忌混用,如含硅油、氟油的合成润滑脂一般不能同矿物润滑脂相混。
v若了解两种脂是否可以相混,那就有必要进行相容性试验,以决定是否能混合。
3、轴承润滑脂加多少合适?
多加好不好?
v一般认为,密封式滚动轴承的润滑脂填充量最多不得超过内部空间的50%左右,开放式滚动轴承可放到60%.有试验表明,滚动轴承的润滑脂填充量以20%~30%最为适宜。
当然,,确定最适宜的润滑脂填充量还要考虑其他因素,例如,对于某些在充满灰尘或非常潮湿甚至接触蒸汽的环境中工作的开放式轴承来说,也可以多填充一些润滑脂,以便有一个更好的密封状态,使轴承免受灰尘或潮湿的侵袭。
对双面封闭轴承,由于在制造时已经装入脂,且填脂量也与轴承大小相应,只要其运行温度范围和其他性能适宜于所规定的场合,脂的使用权寿命一般可超过轴承寿命,一般不需补充润滑脂。
(例如3#风机预旋器上用NSK61906-2Z双面密封;2#炉炉前开口机6007、6008双面密封,不需要加润滑脂。
)
v轴承中的润滑脂多了不仅浪费而且有害,会使轴承温升提高,动力消耗增大。
轴承的转速愈高,这种危害性愈大。
4、选择粘度高的润滑油,是不是越好?
(润滑油的选择要根据不同的工况条件,季节温度。
)
v高粘度润滑油会增加机械磨擦损失,由于润滑油粘度大,机件磨擦表面间的磨擦力增大,不容易启动,功率损失增加,油耗上升。
如果使用粘度较低的润滑油使可以减少油液内部的摩擦消耗,而机件的磨损并无增加。
试验表明,润滑油粘度降低一个级别,发动机的节油率为1%-3%。
v润滑油粘度大,其冷却散热效果就差,易导致设备过热。
润滑油粘度大,油品流动慢,通过滤清器的次数就少,不能及时将磨损的金属沫屑、炭粒、尘埃清洗出去。
因此,不要使用粘度过大的润滑油,更不能认为粘度越大越好。
5、润滑油中的水分对油品质量有何影响?
v水分是指油品中的含水量。
在油品中,大多数油品只允许有痕迹水分(水含量在0.3%以下),还有部分油品不允许有水分,因为水可以使润滑油乳化,使添加剂分解,促进油品的氧化及增强低分子有机酸对机械的腐蚀。
对变压器来说,极微量的水都会严重影响其绝缘性能。
润滑油有水易产生汽泡,降低油膜强度;对酯类油,会水解添加剂破坏添加剂性能;水还能与杂质和油形成低温深浅物——油泥。
油中水甚至在冬季结冰,堵塞管道和过滤器。
v实验证明,油中加入一滴水缩短轴承疲劳寿命48%。
当水分超过0.1%时,管路可能产生气蚀,超过0.5%时,导致严重磨损,超过3%,会缩短轴承寿命85%,一般将水分控制在0.1%以
6、新设备磨合期过后,是否必须将润滑油换掉?
必须换掉!
并在系统清洗后加入新的润滑油。
新设备在最初运行期间会产生较多金属颗粒,这些金属颗粒混在了润滑油中,反过来又会加剧零件的磨损。
(例如:
1#炉槽下除尘风机电机轴承NU228、6228润滑:
新设备工作1500小时,在电机运行状态下,加3#锂基润脂,加油标准为轴承室的2/3,加到出油口清洁油脂出现为止;例2:
喷煤空压机运行8000小时/2年,以后,整个系统调换超级冷却油,旧油全部排出,再加新油。
并调换油分离芯和油过滤器。
)
7、润滑脂在储存中容易忽视哪些注意事项?
v润滑脂在储存中除常规的注意事项如密封、洁净外,经常忽视的有一下方面:
v温度不要高于35°С,通风良好。
v对少量的润滑脂要用油纸、塑料袋盛装,并要填实,不留空隙;忌用报纸、牛皮纸和木盒。
v开桶取脂后,不要在包装桶内留下空洞,应将其表面抹平,防止出现凹坑,以免基础油渗出。
v应放在库房内,不要露天存放,严防灰尘、水分、沙石混入润滑脂中。
v储存期不要太长,防止积压变质。
v由于良好的润滑膜形成,工作表面非直接接触,避免了工作表面的摩损,使零件发生损坏的几率大大降低,而且可保持设备的工作精度,减少了备品件的消耗、延长了机器的使用寿命满足生产需求。
由此可知良好的润滑是设备安全、稳定、持续、高效运行的重要保证,对于企业减少能耗、降低成本、降低设备故障率延长设备使用寿命具有重要意义。
8、润滑油维护措施
v控制运输温度,防止水和杂物混入;定期检测油品质量。
v正确选用润滑油;控制油温过高;防止水、气、尘等有害物质混入润滑系统。
v加强润滑油的质量监控;掌握润滑油的更换周期。
v补充新油时,必须加同牌号的,禁止混用。
v加润滑油时,工具必须清洁,防止灰尘、细砂等杂物混入润滑油中
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