培训教程6-润滑油产品

1、摩擦及其成因摩擦及其成因q 摩擦是一个表面在另一表面上相对运动时所表现出的抵抗作用。q 两干燥固体表面相对滑动的摩擦主要是由粘附造成的。q 即使最光滑的表面也存在凸凹不平处或称粗糙点。互相接触的两个固体表面实际仅以其粗糙的凸起接触q 粗糙的接触部位非常小，但其上压力很高。在高压下凸起互相粘结，或可能焊接在一起。分开它们需要很大的力。q 两表面压得越紧，摩擦力越大。滑动摩擦的成因滑动摩擦的成因摩擦力产生运动的力表面间的接触摩擦系数 f = F/WF - 摩擦系数F - 阻止运动的摩擦力W - 两表面间所受正压力静摩擦和动摩擦系数静摩擦和动摩擦系数q 根据摩擦定律，两表面间的摩擦系数是常数。在实际

2、情况下，摩擦系数在一定程度上取决于负荷和滑动速度。q当摩擦力增加大到恰好避免滑动时，摩擦力与载荷的比值被称为静摩擦系数。q当两表面以恒定的速度相互滑动时，摩擦力与载荷的比值被称为运动或动力摩擦系数。q 静摩擦力几乎总是大于动摩擦力。滚动摩擦滚动摩擦q 当一个圆柱体或球体在平面上滚动时，其摩擦远远小于两滑动表面间的摩擦。q完全无摩擦的滚动是不存在的。因为： - 物体表面上总是有缺陷； - 接触表面会弹性变形；表面间会发生滑移或滑动q 滚动摩擦取决于滚动体半径以及表面上的正压力。因此滚动摩擦系数f 定义为：f =F*R/W 其中：F是阻止运动的摩擦力 W是两表面间的正压力，R 是滚动体半径滚动摩擦

3、滚动摩擦平面的形变接触线圆柱体的形变圆柱体和平面的塑性变形流体摩擦流体摩擦q流体摩擦发生在充当润滑剂的流体中。当两相对运动的固体表面间完全被流体膜隔开时，它是唯一的摩擦源。q流体摩擦是由于运动中的气体或液体的分子层的相互作用力而产生的。流体分子层相对滑动时所克服的摩擦力被称为剪切力。q流体摩擦取决于滑动速度和接触面积大小。q流体摩擦大大低于滑动或滚动摩擦（除非使用非常粘稠的流体） - 轴颈轴承的润滑可把摩擦系数从0.4-1.2减小到0.1 - 在润滑滚动轴承时，摩擦系数可小到0.001什麽是润滑什麽是润滑q润滑- 任何能够减小两相对运动表面间摩擦力的过程。q润滑剂- 任何能减少摩擦的材料。q润

4、滑剂的主要作用是隔开两运动表面，使其易于产生相对运动。q作为润滑剂的流体通过以低的流体摩擦代替高的固-固摩擦达到其目的。被润滑剂分开的平面流体摩擦流体摩擦润滑剂的作用润滑剂的作用表面互相接触表面被润滑剂隔开润滑机理润滑机理q可用一个简单的轴颈轴承的例子来解释流体如何隔开固体表面并润滑它们。q当轴在轴承中旋转时，润滑剂粘附在两者的表面上并被带入两表面间的空间部位，这里正是负荷集中之处。受载区的入口处逐渐变细，就象一个楔。q当润滑剂被挤入越来越窄的楔形空间时，压力逐渐增加，直到大到可以保持轴承表面间分离，并足以承受轴上的负荷。静止启动状态油楔全油膜轴承中油楔的形成轴承中油楔的形成流体润滑示意图流体

5、润滑示意图轴孔润滑油油楔油压外力承载力转速适当的外力适当的转速适当的形状适当的粘度三大要素三大要素润滑楔的形成润滑楔的形成q同样，油楔可以其它机理形成。q在滑动轴承中，滑动面的倾斜或前缘的形成会促使形成油楔。q在滚动轴承中，滚珠或滚柱的旋转会将润滑剂带入滚动体和轴承座圈间的承载区。q在齿轮中，在相临的轮齿间形成油楔，这是由轮齿的形状和转动造成的。滚动轴承滑动轴承齿轮形成油楔的几个例子形成油楔的几个例子影响润滑效率的因素影响润滑效率的因素q粘度粘度u如果润滑剂粘度太低，则不能形成满意的油楔。如果粘度太高，流体摩擦可能大到足以限制表面间的相对运动。q温度温度u正常情况下温度升高，粘度下降。在正常操

6、作温度下工作良好的轴承，可能在太热或太冷的情况下不能正常工作。q载荷载荷u载荷越大，油膜越薄。在过载情况下，两固体表面可能会发生接触q滑动速度滑动速度u滑动速度越快，油膜越厚。当设备起动或停机时，运动表面有互相接触的趋势。润滑分类润滑分类q轴颈轴承中摩擦力、润滑剂粘度、载荷和滑动速度之间的关系可用图表表示。其中用图线表示摩擦系数与ZN/ P的函数关系。Z表示润滑剂粘度，N表示轴速，P 表示轴承上的压力。q 这个曲线描述了润滑的一个基本公式。有时被称为Stribeck曲线，或简称为ZN/P曲线。润滑类型润滑类型- - StribeckStribeck曲线曲线摩擦系数ZNP(粘度转速)负荷边界膜混

7、合膜薄膜厚膜-流体动压膜( (ZN/P ZN/P 曲线曲线) )StribeckStribeck 曲线曲线流体动压润滑流体动压润滑- -厚膜润滑厚膜润滑q ZN/P曲线的区域A存在于下列条件：高润滑油粘度，和/或低载荷，和/或高转速。q 在这种条件下，润滑薄膜完全被润滑油膜隔开。这被称为流体动压润滑或厚膜润滑。q 当粘度增加、载荷降低和速度增加时，油膜厚度增加，同时摩擦系数相应增加。摩擦系数ZN/P流体动压润滑流体动压润滑- -厚膜润滑厚膜润滑混合润滑混合润滑qZN/P曲线的区域B存在流体润滑和边界润滑之间。它描述了下述条件：表面被润滑剂薄膜隔开，该膜厚度与表面粗糙度相当q在这个区域中，载荷由

8、油压和表面间的接触共同承担。这被描述为混合润滑或薄膜润滑状态。q混合润滑的特点是：相对较小的速度增加或载荷降低会显著减小摩擦系数。B混合润滑混合润滑ZN/P边界润滑边界润滑qZN/P曲线的区域C存在于下列条件：低润滑油粘度，和/或高载荷，和/或低转速。q在这些条件下油膜厚度实际为零，表面间发生很大范围的接触。这些是边界润滑状态。q在边界润滑中，载荷作用在接触表面间的润滑剂薄层上。摩擦系数几乎与粘度、载荷和轴速无关。q润滑效率取决于润滑剂的化学特性和润滑剂与表面的化学反应特性。C边界润滑边界润滑ZN/P弹性流体润滑弹性流体润滑q 弹性流体润滑是一种特殊类型的流体润滑，产生在滚动接触中的重载表面。

9、例如在滚动轴承和齿轮中。q如果表面形状和运动类型合适的话，润滑剂被封闭在轴承表面并承受非常高的压力（可能高达15,000 - 30,000 bar）。q高压有两个重要作用： -使受载表面弹性变形，以使载荷分布于较宽区域 -使粘度极大增加，从而提高油膜承载能力载荷载荷滚动方向平面上的理论压力分布润滑油膜转动方向弹性流体润滑弹性流体润滑国际标准化组织国际标准化组织 (ISO) 制定了制定了 ISO 6743/0 润滑剂、工业润滑油及有关润滑剂、工业润滑油及有关产品产品 (L 类类 ) 分类标准。中国等效采用分类标准。中国等效采用 ISO 6743/0 标准，制定了国家标标准，制定了国家标准准 GB

10、 7631 。润滑剂和有关产品。润滑剂和有关产品 (L 类类 ) 的分类。的分类。 GB 7631.1 根据应用场合将润滑剂和相应产品分为以下各组。根据应用场合将润滑剂和相应产品分为以下各组。 L-润滑剂、工业润滑油和有关产品润滑剂、工业润滑油和有关产品A-全损系统全损系统B-脱模脱模C-齿轮齿轮D-压缩机压缩机E-内燃机内燃机F-锭子、轴承及离合器锭子、轴承及离合器G-导轨导轨H-液压系统液压系统M-金属加工金属加工N-电气绝缘电气绝缘P-风动工具风动工具Q-热传导热传导R-防蚀、保护防蚀、保护T-透平油透平油U-热处理热处理X-用润滑脂的场合用润滑脂的场合Y-其它应用其它应用Z-蒸汽气缸蒸

11、汽气缸GB3141（ISO3448）-以40运动粘度的中心值，分为 2、3、5、7、10、15、22、32、 46、68、100、150、220、320、 460、680、1000、1500、2200、 3200mm2/s共20个粘度号。 适用于全损耗系统润滑油、 轴承油、导轨油、液压油、汽轮 机油、汽缸油、工业齿轮油等工 业润滑油。 不适用于内燃机油和车辆齿 轮油。内燃机油内燃机油汽油机油汽油机油柴油机油柴油机油船用内燃机油船用内燃机油气体燃料发动机油气体燃料发动机油醇燃料发动机油醇燃料发动机油绝热发动机油绝热发动机油汽车用汽油机油汽车用汽油机油 二冲程汽油机油二冲程汽油机油航空发动机油航空

12、发动机油船用气缸油船用气缸油船用系统油船用系统油船用筒状活塞发动机油船用筒状活塞发动机油汽车、拖拉机和固定式柴油机汽车、拖拉机和固定式柴油机二冲程柴油机油二冲程柴油机油铁路内燃机车柴油机油铁路内燃机车柴油机油API汽油机油等级分类汽油机油等级分类（GB11121-2006）SAESAE粘度级粘度级在以下温度最高粘度在以下温度最高粘度/ /（mPa.smPa.s) )泵送极限最高温度泵送极限最高温度/最高稳定倾最高稳定倾点点/100100粘度粘度/mm/mm2 2.S.S-1-1最最 小小最最 大大0W0W3250(-30)3250(-30)-35-353.83.85W5W3500(-25)35

13、00(-25)-30-30-35-353.83.810W10W3500(-20)3500(-20)-25-25-30-304.14.115W15W3500(-15)3500(-15)-20-205.65.620W20W4500(-10)4500(-10)-15-155.65.625W25W6000(-5)6000(-5)-5-59.39.320205.65.69.39.330309.39.312.512.5404012.512.516.316.3505016.316.321.921.9606021.921.926.126.1流变性流变性承载性承载性热氧化安定性热氧化安定性腐蚀性腐蚀性抗泡性抗泡

14、性储存安定性储存安定性性质性质极压剂极压剂摩擦改剂摩擦改剂腐蚀抑制剂腐蚀抑制剂抗氧化剂抗氧化剂清净剂和分散剂清净剂和分散剂增粘剂增粘剂抗泡剂抗泡剂组成组成规规 格格用用 途途API GL-1API GL-1某些手动变速箱，不需要摩擦改进剂和极压剂某些手动变速箱，不需要摩擦改进剂和极压剂API GL-2API GL-2蜗轮蜗杆、工业齿轮油蜗轮蜗杆、工业齿轮油API GL-3API GL-3手动变速箱、中等负荷螺旋伞齿轮手动变速箱、中等负荷螺旋伞齿轮API GL-4API GL-4螺旋伞齿轮后桥，低负荷双曲线齿轮，手动变速箱螺旋伞齿轮后桥，低负荷双曲线齿轮，手动变速箱API GL-5API GL-

15、5双曲线齿轮后桥，相当于双曲线齿轮后桥，相当于MIL-L-2105DMIL-L-2105DAPI GL-6API GL-6具有高偏置的轿车双曲线齿轮后桥具有高偏置的轿车双曲线齿轮后桥相当于福特汽车公司的相当于福特汽车公司的M2C 105A/M2C 154AM2C 105A/M2C 154A美国石油学会齿轮油使用规格美国石油学会齿轮油使用规格使用规格使用规格我国车辆齿轮油我国车辆齿轮油相当的相当的APIAPI分类号分类号L-CLC L-CLC 普通车辆齿轮油普通车辆齿轮油API GL-3API GL-3L-CLD L-CLD 中负荷车辆齿轮油中负荷车辆齿轮油API GL-4API GL-4L-C

16、LE L-CLE 重负荷车辆齿轮油重负荷车辆齿轮油API GL-5API GL-5我国车辆齿轮油的分类与我国车辆齿轮油的分类与API性能分类对应关系性能分类对应关系车辆齿轮油的粘度分类车辆齿轮油的粘度分类SAE粘度等级粘度等级粘度为粘度为150Pa.s的最高的最高温度温度运动粘度（运动粘度（100）mm2/s最小最小最大最大75W-404.180W-267.085W-1211.09013.524.014024.041.025041.0 减少失效减少失效 延长寿命延长寿命 充分发挥齿轮的承载充分发挥齿轮的承载能力能力 提高传动效率提高传动效率减少磨损降低摩擦可靠的油膜冷却防止水,灰尘, 磨碎屑,

17、酸 适当的粘度和良好的低温流动性适当的粘度和良好的低温流动性 良好的热氧化安定性良好的热氧化安定性 良好的抗磨承载性良好的抗磨承载性 良好的抗泡沫性良好的抗泡沫性 良好的防锈防腐性能良好的防锈防腐性能 良好的抗乳化性能良好的抗乳化性能 良好的抗剪切安定性良好的抗剪切安定性 GB/T7631.7-89GB/T7631.7-89（ISO7643-6.1990ISO7643-6.1990）L-CKB精制矿油并具有抗氧、防锈和抗泡性L-CKCCKB，并提高其极压和抗磨性中负荷工业齿轮油L-CKDCKC，并提高其热氧化安定性，能用于高温重负荷工业齿轮油闭式齿轮油（闭式齿轮油（GB5903-95）L-CK

18、ECKB，并具有低的摩擦系数蜗轮蜗杆油蜗轮蜗杆油（蜗轮蜗杆油（SH0094-91）o 减少摩擦表面的磨损减少摩擦表面的磨损o 降低摩擦的功能消耗降低摩擦的功能消耗o 吸收压缩热吸收压缩热o 冷却运动机体的摩擦表面冷却运动机体的摩擦表面o 密封气体所压缩的工作容积密封气体所压缩的工作容积 o目前我国已标准化的往复式空气压缩机油品种有目前我国已标准化的往复式空气压缩机油品种有LDAA、LDAB两种，规格标准为两种，规格标准为GB1269190，粘度等级均分，粘度等级均分32、46、68、100、150五个牌号。五个牌号。o回转式空气压缩机油已标准化的有回转式空气压缩机油已标准化的有LDAG轻负荷喷油回转式轻负荷喷