当代先进润滑技术浅析

1、当代先进润滑技术浅析作者：占少民，扬帆，孟繁星摘 要:传统的维修机理发生了质的变化，而当代先进润滑技术的发展给机械工程技术带来了深层次的变化， 本文对先进润滑技术的润滑机理进行了初步的探讨，并就润滑技术的作用做了分析研究，指当代出润滑技 术是影响全社会，涉及到节能、环保、安全的国计民生的大事。关键词：先进润滑技术润滑机理节能环保润滑技术是摩擦学三大支柱（摩擦、磨 损、润滑）之一，是保证机械设备得以高效、 正常、长期运转的基本手段，是机械运转的 命脉。因此，世界各国都十分重视先进合理 的润滑技术的开发与利用。同样的设备，国 外能够运行6000h，而在国内只运行1500h 就要进修理厂，其根本原因

2、是润滑技术明显 落后。现代化设备的发展促进了新一代润滑 技术的发展，也使润滑技术成为现代科学技 术中的一个重要组成部分。先进润滑技术的 产业化发展，是促进国家经济长期稳定增长 的重要技术手段之一，对社会经济的发展也 具有巨大的推动作用。（一）润滑技术现代化对机械工程技术形成 了强有力的冲击当代润滑技术，建立在新的概念上，使 润滑技术从根本上发生了变化，从而在各个 方面影响了机械工程技术行业。1、润滑机理的重建传统润滑油品的基础油是矿物油，矿物 油靠油的黏度物理吸附于金属表面上，形成 流体润滑膜，把金属隔开，保护金属表面。 满足润滑要求的油品，应具备的条件是：（1） 足够的黏度。载荷大油的黏度就

3、得大；（2） 油温不得超过某个界限，以保证润滑油品保 持必要的黏度。例如，齿轮传动的油温，不 得超过930r。根据上述原则，还制定了一 些计算方法（如齿轮胶合计算和齿轮箱散热 计算等）和规范。新的润滑概念，是润滑油中的添加剂， 在金属表面上生成化学吸附膜和化学反应 膜，保护金属表面。化学吸附膜在金属表面 上的吸附强度，比物理吸附膜高510倍， 使用低黏度油就可以保证油品牢固吸附在 金属表面上，不再需要高黏度油（N320以上 黏度的油品可以取消），实现油品低粘化。 降低油的黏度，可以减少运动阻力，提高机 械效率、节约能源。新一代油品的承载能力，不再靠油的黏 度，靠的是化学反应膜。运动副受力时的高

4、 压、高温，使添加剂与金属表面生成化学反 应膜，接触面作相对运动时，剪切强度较低 的化学反应膜，被剪切掉，保护了金属表面。 因此油温适当升高，反而有利于化学反应膜 的形成，不再需要控制油温，也不必进行以 控制油温为目的的齿轮胶合计算和减速器 的散热计算。2、承载能力大幅度提高传统的重负荷齿轮油，其烧结负荷为 250kg； FZG齿轮试验为9级。当代高性能油 品，烧结负荷可达800kg； FZG大于13级。 新油品可以保证机器尺寸大幅度缩小，可以 达到体积小、重量轻、寿命长的效果。3、供油系统大大改观新一代供油方式油气润滑和喷射润滑是将最少量高性能润滑油品，直接喷射 到最需要的部位，由于油品直接

5、送到啮合部 位，带来的优点是：油品不受环境因素（高 速、低速、高温、低温、粉尘、腐蚀性介质） 的影响，可用于各种苛刻条件；油品有效利 用率高，使用油量降至传统的喷油循环润滑 用油量的1/101/30；产生的废油很少，环 保效能显著。油气润滑使润滑维护工作更加 自动化、科学化，为节能、环保创造了有利 条件。4、促进设备维护管理社会化科学技术的进步和装备保障的需要使 传统的维修机理发生了质的变化。机器维修 制度从坏了修（故障维修）、定期维修（定期 大、中、小修）、预知维修发展到主动维修。 主动维修是当代最先进的维修制度。前三种 维修方式属于“治疗”，而主动维修相当于 “保健”，使事故消灭于未然。主

6、动维修是定期、不断的用仪器对在用的油 品进行监测，发现油品根源参数超标，立即 处理，保证机器永远在最佳润滑状态下运 行。监测的项目有油中固体颗粒大小和数量 （表现为清洁度）；油中金属组分的变化；油 中有机化合物的组分和基团的变化。主动维 修最适于自动化车间，可以保证机器长寿 命，并可大幅度降低维修费。（二）先进润滑技术的作用随着工业技术的飞速发展，人类活动领 域的不断扩大，对油品的使用要求更加苛刻: 严寒、高温、超重负荷、高湿度和其他极端 条件，都对润滑技术提出了更高的要求，同 时对环保和节能的要求，也越来越严格。1、增效当今机械设备的发展趋势，正向着体积 小、重量轻、效益高、寿命长的方向发展

7、， 润滑油品随之也在更新换代，油中加了高效 添加剂（硫、磷、氯）等极性物质。通过与 金属表面的反应形成了化学吸附膜，新一代 油品与传统油品其润滑机理迥然不同。传统 选油以节线速度来选择油的粘度，保证把足 够的油带到配合部位，以便形成油膜，这对 纯矿物油选油是对的，但对加有极压添加剂 的油就不正确了。由于吸附机理发生了根本 变化，形成的化学吸附膜要比原来物理吸附 强度提高510倍，不存在油带不到配合部 位的问题。因此，线速度已不再是选择润滑 油粘度大小的条件。这种润滑机理上的变 化，几乎是一场润滑发展史上的革命，油品 高性能化带来了可观的经济效益：如将钙基 脂改用相同粘度的锉基脂，换油期可提高6

8、 倍；将普通HL液压油改用相同粘度的抗磨 液压油HM，泵的寿命可以提高10倍。添加剂只占润滑油百分之零点几到百 分之几，但它的作用非常关键，随着现代机 器设备向高速、高温及高压发展，人们要求 摩擦材料的系统在正常工作一段时间后或 非正常工作时，具有自动补偿甚至具有自动 修复的能力。2、节能高性能油品有优良的粘温性，分水、抗 胶合、抗疲劳、不腐蚀金属，寿命长，节能， 符合环保要求等特点。研究发现，应用先进 润滑技术可直接节能515%，然而更重要的 是它产生的综合效益是其直接节能效益的 100倍以上。国际权威机构测算：世界一次 性能源的3050%消耗在摩擦损失上，机械 设备损坏和失效约80%是摩擦

9、摩损造成的， 而且50%以上的机械装备的恶性事故都是起 因于润滑失效造成的过度磨损。例如汽轮机 油加入0.1%1%的抗氧剂，可使寿命由几 百小时提高到几千小时；合成油也属高性能 油，其价格较矿物油贵几倍到几十倍。但国 内外实践证明，合成油可以显著节能，节约 开支，如一些发达国家的汽车运输能耗占运 输总能耗80%左右。合成油能直接节省燃料 5%10%。高性能油品原材料好，调配严格， 生产成本高，但从节能降耗，延长机器寿命， 减少维护等综合效益看是有益的。此外，高性能油品可以实现低粘化，如 有人建议将我国齿轮油22种牌号，合并为 两种粘度即68和150就可以。而有关资料 显示，油粘度降低一个等级，

10、可节能1% 5%，改善了低温流动性，可省掉润滑油系统 中加热设备等，又可节省能源。目前我国的 经济发展模式还比较粗旷，资源浪费严重， 节约的潜力远远高于欧美发达国家。3、环保现有的石油基润滑剂必将逐步被生物 可降解性润滑剂取代，如美孚EAC224H环保 液压油，嘉实多HTCT22、32,HTS32、46、68生物可降解液压油，以 及我国上海大学研制的R134A绿色环保冷冻 机油等。环保型润滑油已成为润滑油的发展 方向。固体润滑是利用固体粉末、薄膜或某些 整体材料来减少两相对运动承载表面之间 的摩擦、磨损的作用。如日本汽车设计时就 采用固体润滑涂层技术和复合自润滑材料， 汽车制造厂一些大型模具所

11、用轴承不少都 是这类轴承，它工作时有平稳、振动小、噪 声低的特点。固体润滑中镶嵌轴承就具有寿 命长、防污、防腐、耐高温等优点，工作时 无需加油润滑，这种轴承用钢或不锈钢为基 体，烧结上多孔青铜层，表面再轧制一层 PTEE，改性的聚甲醛或Pb混合物，按一定 角度和密度镶嵌特殊配方固体润滑剂加工 而成。根据不同工况，如低速、重载、往复 运动、不易形成油膜的场所或不能使用油、 脂、高温、低温等强介质场所，都可以应用。 现我国已有数家生产无油润滑轴承的公司， 用户可以根据其承载压力、温度、线速度、 PV值选择各种不同基体、不同配方的固体润 滑轴承，如中达自润滑轴承公司提供的COB 系列产品。跑、冒、滴

12、、漏一直是不少企业存在的 老大难，特别是一些烟草、食品、医药漏油 带来的危害更大。跑、冒、滴、漏有设计制 造或密封件质量问题，也有不少是属运行维 护不利。从润滑油上来解决，即以脂治漏， 如一些变速箱、传动箱、齿轮箱等，一是线 速度在68m/s以下可采用GM成膜膏，取 代润滑油。在齿轮线速度l0m/s以下也可 以采用合成油为基础油调制半流体脂，如一 坪7412、7408等半流体脂。一些工况适合 条件下，可以采用以脂代油，如7019-1高 温脂，一坪7903等密封脂，都可收到满意 效果。以脂治漏不但可以文明生产，减少维 护、减少环境污染，远比机械设备改造上下 功夫简单，造低价、见效快。4、安全油液

13、综合监测技术是通过分析被监测 机器的润滑介质性能变化和携带磨粒的情 况，获得机器润滑和磨粒状态的信息，确定 故障原因类型的技术。可以通过检测出来的 数据变化、发展趋势，再配合其他有关监测 手段来分析判断将要出现的故障，而且可以 提前采取多种措施来延迟和防止故障发生， 保证设备安全平稳运行。目前我国油（脂）品种已达600余种， 几乎有什么工况就有相对应的油品，从根本 上改变了 “机械油当家，钙基脂坐殿”多年 用油一贯制。新油种特点是积炭减少4/5， 可长期安全运行。另外如用量较大的各类钢 丝绳索，多年来油芯润滑未得到解决，经常 出现断丝短寿，造成事故，而具有高渗透能 力合成缆索油就解决了这个问题

14、，如英国BP 公司生产的WRP钢索保护油，称之为安全可 靠新油种，而车辆制动用制动液，由于老产 品的粘度指数低，低温流动性差，腐蚀金属 部位熔胀橡胶附件，以致制动失灵造成人身 灾难，新型4606、4604等则确保刹车油质 量可保证安全运行。矿山钢厂等工况，由于 高温，过去没有抗燃液，都曾发生过火灾， 4631水一乙二醇和KR-231酯型抗燃液都是 耐燃、抗高温极好的油种。从以上简单分析可看出，从设备润滑上 下功夫，治本而且投资少，影响面大，必须 把一出现故障只知道从备件上找原因（如材 质、硬度、加工精度、安装）的观念，转到 先看一看润滑上。因为国内外资料报道 40%60%设备故障是由润滑不良引起的。先 进润滑技术的发展，为机械设备更新换代和 机械工业现代化，提供了有利条件。合理地 应用这些成果，可以使机器设备收到节能、 长寿的效果；可以从新的途径解决环保问 题。润滑已不单单是一