润滑基础知识-客户交流

1、润滑基础知识 上海得润石油化工有限公司上海得润石油化工有限公司 讲师：王灼梅讲师：王灼梅2概要o 摩擦、磨损和润滑o 润滑油及其理化指标o 合成油o 润滑脂及其理化指标o 固体润滑剂3进程o 摩擦、磨损和润滑o 润滑油及其理化指标o 合成油o 润滑脂及其理化指标o 固体润滑剂4摩擦o 阻止相互接触的物体之间发生相对运动或相对运动趋势的力，叫做摩擦力摩擦力。这种现象叫做摩擦摩擦。o 摩擦力f=uNo 摩擦的分类 根据运动形式分类：滑动、滚动、旋转 根据运动状态分类：动摩擦、静摩擦 根据润滑状态分类5润滑与摩擦润滑与摩擦o 摩擦（按摩擦副表面的润滑情况分）n干摩擦 n边界摩擦 边界润滑n混合摩擦

2、混合润滑n流体摩擦 流体润滑润滑油膜润滑油膜润滑油润滑油膜膜6磨损磨损o相对运动的物体之间发生的物质转移叫做磨损。磨损。o磨损的分类 根据产生磨损的机理分类磨损机理磨损表面外观磨损机理磨损表面外观表面疲劳磨损裂纹、点蚀黏着磨损锥刺、鳞尾、麻点磨粒磨损擦伤、沟纹、条痕腐蚀磨损反应产物（膜、微粒）7磨损的三个阶段磨损的三个阶段磨磨损损量量m时间时间tabca、初始磨损阶段、初始磨损阶段（磨合期）（磨合期）b、稳定磨损阶段、稳定磨损阶段C、剧烈磨损阶段、剧烈磨损阶段8润滑是怎么回事？o 润滑就是用润滑剂控制摩擦或表面破坏作用n想想看，为什么是控制摩擦？o 润滑剂包括润滑油、润滑脂、固体润滑剂、气体润

3、滑剂等o 润滑主要包含以下内容：n选择合适的润滑剂和润滑方式n正确及时添加、补充润滑剂n润滑状态监测n正确储存与处理润滑剂9润滑的作用和状态润滑的作用和状态o润滑的作用n控制摩擦和磨耗n冷却n防锈抗腐蚀n传递动力n密封n减振、缓冲n冲洗带走污染物o润滑的状态n流体润滑 （h3R ）n混合润滑 （ h 3R）n边界润滑 （h0)o备注：h 指油膜厚度，R为表面粗糙度综合值润滑油润滑油膜膜10润滑工作的价值o多数情况下，有一种说法揭示了润滑的部分本质，“工业是骑在10微米厚度的油膜上”o合理的润滑，可使设备维修费和购置费节约20%，停产损失减少40%，设备寿命延长10%。o我们的目标是帮助企业实现

4、科学合理的润滑润滑费用润滑费用设备磨损设备磨损停产损失停产损失润滑创造润滑创造财富财富11进程o 摩擦、磨损和润滑o 润滑油及其理化指标o 合成油o 润滑脂及其理化指标o 固体润滑剂12润滑油组成润滑油组成 o 润滑油 基础油添加剂调和而成n基础油（Base Oil)o矿物基础油（Mineral Oil）和 合成基础油(Synthetic Oil)o在润滑油成分中，一般占90以上n添加剂（Additives) 抗磨剂、极压剂、抗氧化剂、抗泡剂、防锈抗腐蚀剂、粘度指数改进剂、清净分散剂等润滑脂组成13润滑油是怎么得到的？o矿物油是从石油中分馏出来的重质馏分经过o选用适于润滑油性能的原油,经分溜、

5、精制、脱蜡等工艺生产而成oII类油、III类油系在传统的溶剂精制后加加氢处理氢处理得到o分馏决定了矿物型润滑油为一混合物14润滑油是怎么得到的？o 合成油是通过化学反应将小分子的物质生成大分子的物质，以获得特定的性能。o 也有观点认为，采用化学方法改变原料的分子结构，对分子结构进行重排而得到的III类基础油类基础油也符合合成要求。15 润滑剂的物化性能润滑剂的物化性能o粘度（润滑油），稠度（润滑脂）粘度（润滑油），稠度（润滑脂）o倾点倾点o闪点（润滑油），滴点（润滑脂）闪点（润滑油），滴点（润滑脂）o密度密度o酸值酸值o抗乳化性抗乳化性o泡沫特性泡沫特性o老化测试老化测试 （氧化稳定性）（氧化

6、稳定性）o水解稳定性水解稳定性o腐蚀测试腐蚀测试o蒸发损失蒸发损失o密封件及工业材料相容性密封件及工业材料相容性o抗磨损性、抗极压性能抗磨损性、抗极压性能、摩擦系数、摩擦系数16润滑油的物化性能润滑油的物化性能粘度粘度（Viscosity）o 粘度粘度n液体的内摩擦。润滑油受到外力作用而发生相对移动时，油分子之间产生的阻力使润滑油无法进行流动，其阻力的大小成为粘度。n它是润滑油流动性能的主要技术指标，一般根据润滑油粘度大小划分牌号。如46#，150#等。n粘度还对润滑油在摩擦表面形成油膜的厚度有很大影响。17粘度大小的影响粘度大小的影响o 粘度小粘度小n 流动性好，容易流到间隙小的摩擦面之间，

7、油膜厚度小，便于启动，能耗小；承载能力小，适于低温高速低载型润滑o 粘度大粘度大n 流动性差，不易流到摩擦面之间，油膜厚度大，启动扭矩大，能耗大；承载能力大，适于高温低速重载型润滑18粘度的选择粘度的选择o 速度速度n转速高，一般要求粘度低n转速低，一般要求粘度高o 载荷载荷n载荷大，一般要求粘度高n载荷小，一般粘度可以低和温度有关吗？和温度有关吗？19粘度粘度的的测测量量o运动粘度和动力粘度 运动粘度单位mm2/s，即cSt，厘斯； 动力粘度单位Pas， 1 Pa s = 1000 cP (厘泊) 运动黏度运动黏度 = 动力黏度动力黏度 / 流体密度流体密度 通常用毛细管黏度计测量，一定温度

8、下一定体积的液体流过标定好的黏度计的时间和标定常数的乘积。o布氏 (Brookfield)粘度：cP， 通常用于低温粘度测量 o赛氏(Saybolt)粘度：SUS20黏度级别/等级-ISO级别ISO黏度等级黏度等级最小最小最大最大ISO黏度等级黏度等级最小最小最大 cSt, 40 cSt, 40 21.982.421009011054.145.06150135165109112201982421513.516.53202883522219.824.24604145063228.835.26806127484641.450.61,0009001,1006861.274.81,5001,3501,

9、650有什么规律？21各种粘度等级的对比各种粘度等级的对比ISO、AGMA、SAEcSt、SUS22润滑油的物化性能润滑油的物化性能粘度指数（粘度指数（VI）黏度指数（黏度指数（Viscosity Index）粘度随温度变化而变化的程度粘度随温度变化而变化的程度 oVI 高，即粘度随温度变化小，表明润滑油的粘温性能好oVI 低，则相反。可通过加粘度指数改进剂，改善润滑油的粘温性能n粘度指数是以40 C和100 C时的粘度为基准进行比较得出的。23润滑油的典型粘度指数*偏苯三酸酯、邻苯二甲酸酯VI一般100润滑油的类型润滑油的类型粘度指数粘度指数矿物油100聚烯烃（PAO）120-150聚酯*1

10、20-150聚醚类（PAG）160-220硅油 19524润滑油的物化特性润滑油的物化特性倾点倾点o倾点：油能流动的最低温度倾点：油能流动的最低温度 ASTM D97n 润滑油含有不同数量的蜡质物质，这些蜡质在低温时结晶出来，导致润滑油固化，不能流动或倾倒n 低温流动性的重要指标o布氏（布氏（Brookfield）粘度：）粘度：润滑油的低温表观粘度，一般针对齿轮油和内燃机油温度计温度计温度温度试样经预热后，在规定的速度下冷却，每间隔3检查试样的流动性25润滑油的物化特性润滑油的物化特性闪点闪点o 闪点： ASTM D92o 油蒸气遇明火立即发生闪火现象的最低温度。o 闪点通常被视为油品的贮存、

11、运输和使用的一个安全指标o 同时也是润滑油的挥发性指标o 开杯闪点和闭杯闪点o 闪点在45以下的油品为易燃品油品能否高于油品能否高于其闪点使用？其闪点使用？26润滑油的物化特性润滑油的物化特性抗乳化性抗乳化性o 抗乳化性：抗乳化性： ASTM D1401n 油品与水混合后分离的能力油品与水混合后分离的能力n 乳化液会降低油品的润滑性乳化液会降低油品的润滑性能能o 方法概要方法概要 40mL油与40mL蒸馏水混合在量筒内，测定温度后以1500rpm连续搅拌5min，记录油水分离的时间（min），如1h尚未彻底分离，记录油、水、乳化液的体积（mL）。40/40/0 (10), 39/37/3 (3

12、0)o 高粘度润滑油测试方法稍异27润滑油的物化特性润滑油的物化特性水含量水含量o 水含量：水含量： ASTM D95 或或 ASTM D1744n 通过蒸馏、冷凝测试润滑油中水份的含量n 在变压器油、制冷压缩机油等中很重要28润滑油的物化特性润滑油的物化特性酸值（酸值（TAN）o 酸值：酸值： ASTM 644n 中和1g润滑油中全部酸分所需KOH（氢氧化钾）毫克数，在润滑油中为有机酸（游离脂肪酸等），一般不含无机酸.n 其变化大小可衡量润滑油的氧化稳定性n 同时也是一个重要的换油指标n 酸值过高可能腐蚀金属部件。29润滑油的物化特性润滑油的物化特性氧化稳定性氧化稳定性o 反映润滑油在实际使

13、用、储存和运输过程中氧化变质或老化倾向的重要特性。o 测试方法：测试方法：旋转氧弹测试：旋转氧弹测试： ASTM D2272o 一般来说，温度每升高1520，油品的氧化速度提高一倍。提高一倍。o 温度超过93.7时，矿物油的氧化速度将急剧升高。30润滑油的物化特性润滑油的物化特性抗泡性抗泡性o试验方法：试验方法：ASTM D 892o适用于测定液压油、齿轮油、发动机油等润滑油的泡沫性质适用于测定液压油、齿轮油、发动机油等润滑油的泡沫性质o方法概述：方法概述： 将将 试样试样按按 (I) 240.5 C 、(II) 930.5 C 、(III) 240.5 C三个温度顺序进行测定，每个程序通空气

14、三个温度顺序进行测定，每个程序通空气 5 min (流量流量 94ml/min)，空气通过后产生大量泡沫，立即记录油面，空气通过后产生大量泡沫，立即记录油面上的泡沫体积，这个体积称为上的泡沫体积，这个体积称为泡沫倾向性泡沫倾向性(起泡性起泡性)； 停止通气后，泡沫不断破灭，停止通气停止通气后，泡沫不断破灭，停止通气 10 min 后再记录残留的后再记录残留的泡沫体积，这个体积称为泡沫体积，这个体积称为泡沫稳定性泡沫稳定性(消泡性消泡性)o试验结果以泡沫的毫升数表示：试验结果以泡沫的毫升数表示：起泡性起泡性(ml)/消泡性消泡性(ml)o该体积越小，表示该油的抗泡性越好该体积越小，表示该油的抗泡

15、性越好o泡沫影响润滑性，并加快氧化，影响压力传递泡沫影响润滑性，并加快氧化，影响压力传递31润滑油的物化特性润滑油的物化特性抗腐蚀性抗腐蚀性o腐蚀试验腐蚀试验n铜蚀铜蚀 ASTM D130/DIN 51759 In共分共分12个等级，分别为个等级，分别为1a，1b，2aReference32润滑油的物化特性润滑油的物化特性蒸发损失、残炭蒸发损失、残炭o蒸发损失蒸发损失nASTM D972nNoack蒸发损失蒸发损失 DIN 51581o密封件和工业材料的相容性密封件和工业材料的相容性 ：ASTM D4289密封件或工业材料在一定温度下在润滑油中浸泡一段时间，对体积变化、质量损失、机械性能改变进

16、行评估o残炭残炭nD524n康氏残炭康氏残炭D189n表明润滑油中胶状物质和不稳定化合物含量的间接指标，也是表明润滑油中胶状物质和不稳定化合物含量的间接指标，也是矿物润滑油基础油的精制深浅程度的标志矿物润滑油基础油的精制深浅程度的标志33润滑油的物化特性润滑油的物化特性抗磨、耐极压性抗磨、耐极压性o模拟试验模拟试验n四球试验四球试验一转动球位于三同型号固定球之上，在压力下旋转，转速恒定，润滑油浸浴或润滑脂润滑，逐渐增加压力测试最大无卡咬负荷(Pb)值和烧结负荷值(Pd)和综合磨损值(ZMZ)。烧结负荷越大，油品承载能力相烧结负荷越大，油品承载能力相对越强！对越强！ 也可通过在一定负荷、转速下测

17、试钢球磨痕直径(mm)以表示油品的抗磨损性能。磨痕直径值越小，抗磨性越佳！磨痕直径值越小，抗磨性越佳！34进程n 摩擦、磨损和润滑n 润滑油及其理化指标o 合成油o 润滑脂及其理化指标o 固体润滑剂35合成润滑油与矿物油的比较合成润滑油与矿物油的比较n 想想什么设备想想什么设备可能用到合成可能用到合成润滑油？润滑油？合成油合成油氧化安定氧化安定性性极压性极压性粘温指数粘温指数生物降解生物降解热稳定性热稳定性更长寿命、更长寿命、更环保更环保更高性价更高性价比比36API 基础油分类试验方法ASTM D2007ASTM D2270ASTM D2622/D4294类别饱和度粘度指数VI硫含量类0.0

18、3类90%8012090%1200.03类聚烯烃（PAO）类所有非、类基础油37常见合成油的种类常见合成油的种类o 聚聚 烯烃烯烃 (PAO)o 双酯双酯 (Dibasic Acid Esters)o 多元醇酯多元醇酯 (Polyol Esters)o 聚醚（聚醇聚醚（聚醇 PAG)o 磷酸酯磷酸酯 (Phosphate Esters)o 聚异丁烯聚异丁烯 (PIB)o 硅油硅油 (Silicone)o 氟硅油氟硅油 (Fluoro-silicone)o 全氟醚全氟醚 (PFPE)o 聚苯醚聚苯醚 (Polyphenylether）38各种润滑油的温度使用范围比较各种润滑油的温度使用范围比较-

19、60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 140 160 180 200 240 260 300 Temperature C 温度High Viscosity Range Intermittent Use短暂可使用低温温度标准使用温度Low Viscosity Range Intermittent Use短暂可使用高温温度矿物油类矿物油类双酯基双酯基DiesterDiester聚聚alphaalpha烯烃烯烃聚酯类聚酯类硅类硅类全氟聚醚全氟聚醚PFPEPFPE39基础油性能比较基础油性能比较性能性能矿物油矿物油双酯双酯多元醇酯多元醇酯聚醚聚醚聚聚 烯烃烯烃粘温特性差较好好很好好

20、低温特性差很好好较好好氧化稳定性差较好好较好好热稳定性差较好好较好一般蒸发损失差很好很好一般好抗燃性差较好较好较好较好抗腐蚀性很好一般一般较好很好水解稳定性很好一般一般较好很好承载能力差较好好很好较好毒性/生物降解一般/差好好好很好/差价格14-104-106-103-540基础油相容性表密封材料相容性密封材料相容性涂料和漆相容性涂料和漆相容性与矿物油混溶性与矿物油混溶性添加剂溶解度添加剂溶解度矿物油GEE双酯FFVGVG多元醇酯FFVGVG聚醚GFP VG聚-烯烃VGEEF硅油GGPP氟油EVGPP磷酸酯PPFEE-Excellent，VG-Very Good，G-Good，F-Fair，P

21、-Poor41进程n 摩擦、磨损和润滑n 润滑油及其理化指标o 合成油o 润滑脂及其理化指标o 固体润滑剂42润滑油脂和润滑油的比较o 优点n更高的承载能力n更好的阻尼减振能力 n更好的高温和长周期运行 n润滑脂的基础油爬行倾向小 n更好的密封效果n特定的工作部位n简化设备结构n停机状态好n油品消耗量小o 缺点n分子的内力矩大n清洗困难n杂质不易清除n不适应高速43润滑脂之构成润滑脂之基本构成基础油+添加剂+皂基(增稠剂)SOAP皂基如同海绵般将基础油及添加剂紧紧吸附以达润滑效用44润滑脂的微观结构锂皂基脂锂皂基脂锂复合皂基脂锂复合皂基脂45常见润滑脂增稠剂单皂基增稠剂单皂基增稠剂铝基润滑脂铝

22、基润滑脂钙基脂钙基脂 ( (含水，不含水含水，不含水) )锂基润滑脂锂基润滑脂十二羟基锂润滑脂十二羟基锂润滑脂钠基润滑脂钠基润滑脂复合复合皂基润滑脂皂基润滑脂复合铝基润滑脂复合铝基润滑脂复合钙基润滑脂复合钙基润滑脂复合锂基润滑脂复合锂基润滑脂复合钡基润滑脂复合钡基润滑脂非金属非金属皂皂基润滑脂基润滑脂有机粘土脂有机粘土脂聚聚 脲脲 脂脂膨润土脂膨润土脂硅硅 脂脂PTFEPTFE46增稠剂影响的性能增稠剂影响的性能滴点滴点机械安定性机械安定性防水、防腐防水、防腐蚀性蚀性耐极压耐极压抗磨损抗磨损47常见增稠剂性能比较常见增稠剂性能比较锂基锂基复合锂复合锂膨润土膨润土复合钙复合钙磺酸钙磺酸钙聚脲聚脲

23、硅脂硅脂PTFE耐高温耐高温FGVGGVGGGE抗极压抗极压FGGGEGPE抗水抗水PFGVGEVGVGE耐腐蚀耐腐蚀PFFGVGGVGE机械安机械安定性定性GVGGFVGGPEE-Excellent，VG-Very Good，G-Good，F-Fair，P-Poor膨润土长期高温使用会有固体残留或结胶；膨润土长期高温使用会有固体残留或结胶；磺酸钙在高温干燥工况长期使用会磺酸钙在高温干燥工况长期使用会有固体残留；有固体残留；复合钙遇水会变硬；复合钙遇水会变硬；聚脲在重负载时机械安定性一般聚脲在重负载时机械安定性一般48油脂性状判定稠度o油脂特性可依据其物性表来判断，同时也以此作为选择油脂的参考

24、。o稠度：油脂常以号数相称，其系根据NLGI所订定之油脂稠度作为软硬标准。 000 00 0 1 2 3 4 5 6 445-475400-430355-385310-340265-295220-250175-205130-16085-115半流体半流体半流体半流体软软较软较软中软性中软性中软性中软性较硬较硬非常硬非常硬非常硬非常硬NLGI级别级别工作工作针入度针入度25 C, 0.1mm49油脂越硬越好吗？油脂越硬越好吗？o 一般常将2、3号油脂作为一般性使用号数，而0、1号常见使用于自动润滑油脂添加机中，因其低稠度适合使用于长距离使用。o 一般错误的观念: 常将油脂的稠度视为耐温的程度，以为稠度越高耐温愈高，正确的认知是: 稠度越高，其皂基含量越高，而皂基只是将油脂中基础油保持住，以使油脂能维持润滑性。请注意:皂基是不具润滑性50油脂基本物化性状的认识油脂基本物化性状的认识(1)o 滴点Drop point (ASTM D566 D2265 . DIN ISO 2176)：油脂耐温之最高点与