科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展?jié)櫥粩喔聯(lián)Q代。20世紀(jì)50~60年代用的是第一代潤(rùn)滑脂:鈣基脂、鈉基脂;70~80年代用的是第二代潤(rùn)滑脂:鋰基脂、復(fù)合鋁基脂、復(fù)合鋰基脂。近20年,各國(guó)相繼發(fā)展高滴點(diǎn)潤(rùn)滑脂。出現(xiàn)全面優(yōu)于鋰基脂的脲基脂,脲基脂應(yīng)用的比例大小,可以衡量21世紀(jì)一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展的水平。
潤(rùn)滑脂是由基礎(chǔ)油、稠化劑和添加劑所組成。潤(rùn)滑脂的性質(zhì)是由其組成成分以及所形成的結(jié)構(gòu)共同決定。
基礎(chǔ)油分為兩大類:一類是礦物油,一類是合成油。全世界潤(rùn)滑脂市場(chǎng)約有85%~93%礦物油潤(rùn)滑脂。
稠化劑決定著潤(rùn)滑脂的一系列性能。分四大類:即皂基、烴基、有機(jī)和無機(jī)稠化劑。皂基:主要是脂肪酸金屬鹽;烴基稠化劑主要是石蠟和地蠟,通稱凡士林;無機(jī)稠化劑有膨潤(rùn)土、硅膠、氮化硼和炭黑;有機(jī)稠化劑主要有:酰胺、聚脲、氟碳等。
潤(rùn)滑脂的組成中除了基礎(chǔ)油和稠化劑之外,還經(jīng)常加入第三種組分—添加劑,以改善潤(rùn)滑脂的某些性能。如:結(jié)垢改善劑、抗氧化添加劑、防銹添加劑、抗磨和極壓添加劑等。
潤(rùn)滑脂的主要使用性能及相關(guān)名詞解釋:
一、錐入度—是衡量潤(rùn)滑脂的稠度的指標(biāo)。值越大,脂越軟,反之越硬。
錐入度是在25℃下,將一定質(zhì)量的錐體從錐入度儀上釋放,錐體在5秒內(nèi)下落后刺入待測(cè)樣品的深度。根據(jù)錐入度的大小,將潤(rùn)滑脂分成9個(gè)等級(jí)。
工作錐入度,是選用潤(rùn)滑脂時(shí)首先考慮的指標(biāo)。通常根據(jù)摩擦部件的工作條件和加注潤(rùn)滑脂方式。來選擇適宜的潤(rùn)滑脂稠度。
對(duì)于一般的滾動(dòng)軸承而言,其速度因子DN值(軸承內(nèi)徑mm×轉(zhuǎn)速r/min)在15000~30000時(shí),選用2號(hào)脂或1號(hào)脂;若DN值大于30000而小于50000,則選用3號(hào)脂較合適;如采用集中供脂潤(rùn)滑選用0號(hào)脂或1號(hào)脂較合適;一些齒輪箱中選用00號(hào)或000號(hào)甚至更稀的脂比較合適。
二、滴點(diǎn)
潤(rùn)滑脂在規(guī)定的條件下加熱,潤(rùn)滑脂隨溫度升高而變軟,從脂杯中滴下第一滴的溫度為滴點(diǎn)。潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn),可大致地衡量其最高使用溫度。一般來說,潤(rùn)滑脂的使用最高溫度界限應(yīng)低于其滴點(diǎn)30~50℃.然而,對(duì)于低轉(zhuǎn)速的使用情況,潤(rùn)滑脂的最高使用溫度界限可以低于滴點(diǎn)15~30℃.
需要注意的是滴點(diǎn)不是確定潤(rùn)滑脂最高使用溫度界限的唯一參數(shù)。確定一個(gè)潤(rùn)滑脂的最高使用溫度界限,除滴點(diǎn)外還應(yīng)參看高溫下潤(rùn)滑脂的稠度、基礎(chǔ)油和稠化劑的抗氧化能力、高溫下膠體安定性等參數(shù)。
三、分油
潤(rùn)滑脂在貯存和使用過程中有產(chǎn)生分油的傾向,質(zhì)量較好的潤(rùn)滑脂分油較少。測(cè)定潤(rùn)滑脂分油量的方法有幾種,常用的是鋼網(wǎng)分油。
鋼網(wǎng)分油是用60目不銹鋼網(wǎng)內(nèi)裝10g潤(rùn)滑脂試樣,在100℃保持一定時(shí)間,稱量試驗(yàn)前后盛接分油的燒杯,即得分油質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
潤(rùn)滑脂在滾動(dòng)軸承內(nèi)由于受熱擠壓、離心力和滲透等作用,會(huì)析出少量的油,析出的一部分被甩出去了,也有一部分油用于潤(rùn)滑滾道。因此潤(rùn)滑脂在使用中輕微分油是有益的,但不宜過大。分油過大至?xí)螺S承燒壞也會(huì)污染設(shè)備。
四、蒸發(fā)量
蒸發(fā)量是衡量潤(rùn)滑脂在使用和貯存過程中,由于基礎(chǔ)油的蒸發(fā)導(dǎo)致潤(rùn)滑脂變干的傾向。測(cè)定方法:將盛滿后1mm的潤(rùn)滑脂的鋼皿,置于專門的恒溫器中,在規(guī)定的溫度下保持一定時(shí)間。測(cè)定其蒸發(fā)損失的質(zhì)量,以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示,蒸發(fā)性越小越好。
五、水淋流失量
潤(rùn)滑脂的抗水性是指在水中不溶解、不乳化、不從周圍介質(zhì)中吸取水分、不被水洗掉的能力。
潤(rùn)滑脂的抗水性主要取決于稠化劑,其次是基礎(chǔ)油。硅油抗水性較好,其次是礦物油、酯類油,聚醚油的抗水性較差。從稠化劑來說,脲基脂、烴基脂抗水性最好,鋁基、鋇基、鈣基以及復(fù)合鋁、復(fù)合鋇、復(fù)合鈣基次之,再次之是鋰基脂,抗水性最差的是鈉基脂和復(fù)合鈉基脂。
水淋流失量是在水林試驗(yàn)機(jī)中測(cè)試,將4g試樣裝入204型球軸承中,以600r/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng),控制水溫38℃,并以5ml流速噴淋在軸承套的防護(hù)板上,以1h內(nèi)被水淋洗掉的潤(rùn)滑脂量來衡量潤(rùn)滑脂的抗水淋能力。
六、軸承腐蝕性
對(duì)涂有潤(rùn)滑脂的新軸承,在輕的推力負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)60秒鐘,使?jié)櫥笫褂们闆r那樣分布。軸承在52℃,100% 相對(duì)濕度下存放48小時(shí)。然后清洗并檢查軸承外圈滾道的腐蝕跡象。表面損壞包括麻點(diǎn)、刻蝕、銹蝕或黑色污漬等。
評(píng)級(jí)
七、極壓性能
實(shí)驗(yàn)室評(píng)定潤(rùn)滑脂的抗磨和極壓性能最常用的方法是四球機(jī)極壓特性試驗(yàn)和梯姆肯試驗(yàn)OK負(fù)荷法。
通常潤(rùn)滑脂的抗磨、極壓能力多數(shù)是通過添加抗磨、極壓添加劑來實(shí)現(xiàn)。也有像復(fù)合鈦基脂、復(fù)合磺酸鈣基脂在不添加抗磨、極壓添加劑的本身就具有良好的極壓抗磨性。
四球機(jī)極壓性能試驗(yàn):
三個(gè)直徑為12.7mm的鋼球被夾緊在球盒中,并被試驗(yàn)用脂覆蓋,另一個(gè)同直徑的鋼球置于三球頂部,在規(guī)定的負(fù)荷下,上面一個(gè)鋼球?qū)χ旅骒o止的三個(gè)鋼球旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)數(shù)為1770r/min,潤(rùn)滑脂溫度為27℃,然后逐級(jí)增大負(fù)荷進(jìn)行一系列10s試驗(yàn),每次試驗(yàn)后測(cè)量球盒內(nèi)任何一個(gè)或三個(gè)鋼球的磨痕直徑,直到發(fā)生燒結(jié)為止。
PB值為燒結(jié)負(fù)荷,在實(shí)驗(yàn)條件下使轉(zhuǎn)動(dòng)球與三個(gè)靜止的球發(fā)生燒結(jié)的最小負(fù)荷,他表示已超過潤(rùn)滑脂的極壓能力。
PD值為最大無卡咬負(fù)荷,在試驗(yàn)條件下不發(fā)生卡咬的最大負(fù)荷。
梯姆肯試驗(yàn)
將實(shí)驗(yàn)潤(rùn)滑脂在24℃下壓到試驗(yàn)環(huán)上,由試驗(yàn)機(jī)主軸帶動(dòng)試驗(yàn)環(huán)在靜止的試塊上滑動(dòng),主軸轉(zhuǎn)速為800r/min,試驗(yàn)時(shí)間為10min。通過杠桿加載機(jī)構(gòu)加載,使試環(huán)與試塊之間產(chǎn)生壓力,逐級(jí)增加負(fù)荷,通過觀察每級(jí)負(fù)荷試驗(yàn)后試塊表面的磨痕,可以得出不出現(xiàn)擦傷的最大負(fù)荷,稱為OK值。
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