润滑脂基本技术资料

润滑脂基本技术资料

润滑脂

剂。它并不是什么新的化合物，而是在液体润滑剂里添加了一些起稠化作用的物质，使液体稠化而成的半流体。例如，首先出现在工矿企业中俗称“黄油”的润滑脂，即是用脂肪酸钙皂稠化石油润滑油而成。随着生产的发展，各种各样的润滑脂不断出现。不仅基础油不限于石油润滑油，稠化剂也包括了一些无机化合物和有机化合物。主要特点是能保持在高温、高压、高负载、低速和冲击负荷的工况条件下，使相互接触相对运动的表面能保持良好的粘附性，不易流失或被挤掉，同时还具有密封和供给设备简单、机械结构简化等优点。由于润滑脂具有一些其他润滑油所没有的特性，因此广泛地应用于工、农业、交通运输及国防工业。

一、润滑脂的特性

从——定意义上来说，它兼有二者的某些

和流动。在常温和静正状态下，润滑脂呈半固体状态，能够附着在摩擦表面上像固体一样不流动。当经受机械剪切作用时，润滑脂变稀，能像液体一样润滑摩擦表面。当机械剪切作用逐渐变小，以至消失时，润滑脂就又逐渐变稠。润滑脂的这种由稠变稀，再由稀变稠的现象，称之为触变性。

使用润滑脂比润滑油具有下列主要优点：

(1)润滑脂不需要经常添加，同时可以避免滴油和溅油现象。这样既不会污损产品，还可减少油料的消耗，降低机器的保养费用。

(2)润滑脂在摩擦表面上具有良好的粘附似，不易流失；密封性好，可防止尘土和碎屑进入库擦表面，同时保护部件不被绣蚀。

(3)润滑脂的减震性强。有些机械在运转中，速度、运动方向和负载经常发生变化，往往产生一定的冲击和震动，润滑脂能起一定的缓冲作用，减轻机件的冲击震动。

(4)润滑脂适合于苛刻的操作条件，比润滑油能承受较高的温度，适于高压、高负荷、低速、冲击负荷下工作。

(5)大多数润滑脂的工作温度范围要比润滑油宽。

此外使用润滑脂也存在一些缺点。如润滑脂的粕滞性强，使设备起动负荷大，润滑脂的流动性差，不易对所润滑的机器起冷却和清净作用；在高温下发生相交，其结构破坏而失去作用。

二、润滑脂的组成

为了改进产品的某些性能，

其中波体润滑剂(基础油)一般占润滑脂总配方的70一90％，稠化剂台且为10一20％，添加剂占5％以下。这三种组分虽然在润滑脂中占的比例不同，但对润滑脂的某些性能各有作用。

1．基础油

作为润滑脂的基础油是润滑脂的主体，多为矿物油。它具有适当的馏分组成和分子量及粘度，只有良好的粘温特性、氧化安定性扣热安定性，有较好的油性，并且不腐蚀金属和具有较高的闪点。常用的基洲油，在钙基润滑脂和钙钠合基脂中为30号、40号机械油；钠基润滑脂中为50号机械油、2号气缸油，有的用汽轮机油和锭子油。现在也用合成油如酯类油、硅油等作润滑脂的基础油，它的适应性强，寿命长，但成本较高。

2．稠化剂

常用的稠化剂是金属皂。在一般温度下，金属皂对基础油的溶解度极小，绝大部分是呈纤维状的胶束而存在，俗皂纤维。由皂纤维互相交错搭成空间网络骨架，将基础油保错搭成空间网络骨架，将基础油保持在其中，形成具有一定程度的结构分散体系。基础油是可以流动的连续相，好似海绵或砂中的水分。以流动的连续相，好似海绵或沙中的水分。

用于制备润滑脂的稠化剂除皂基稠化剂即脂肪酸金属皂(有单皂、混合皂和复合皂)外，还有非皂基稠化剂(有烃类、无机类和有机类)。

(1)皂基稠化剂：由硬脂酸、12—经基硬脂酸或动、植物脂肪与碱金属或碱土金属的氢氧化物反应而制得的脂肪酸金属皂如钙皂、钠皂、锂皂、钡皂、铅皂等。

(2)非皂基稠化剂：烃类有石蜡和地蜡，无机类有改质膨润土、硅胶等，有机类有阴丹士林、酞青铜、聚脲、酰铵等。

各种不同的稠化剂赋与润滑脂不同的特性。润滑脂的分类及命名，常取决于稠化剂的类型和名称。

3．添加剂

为了改善润滑脂的某些性能，在润滑脂中加入各种添加剂，如抗氧剂、防锈剂、粘温性能改进剂、结构改善剂、极压剂等。但是，这些添加剂加入后，对润滑脂的结构也有一定的不良影响，如使脂的摘点和碉度降低、分油量增大，以致破坏润滑脂的结构。因此，选用添加剂时要考虑与润滑脂有良好的配偶性。

润滑脂中除加各种添加剂外，有些润滑脂中还加一些填料，如石墨、二硫化销、氧化招、氧化锌和氧化汰等，这也是为了改善润滑脂的其种特性。普通润滑脂不包含这些成分。

三、润滑脂的分类

润滑脂的种类和牌号很多，有按基础油的种类不同分为矿油型和合成型；有按稠化剂的不同分为皂基脂和非皂基脂；有按用途分为减摩、防护、密封、摩阻等润滑脂；有按润滑脂的某一特性分为高温、高低温、耐油、极压、防锈脂等，有按皂基的组成分为单一皂基脂如钙、钠、理等润滑脂和混合皂基脂如两个以上的单皂混合稠化剂的润滑脂。通常多按稠化剂分类，如下：

一、润滑脂的主要质量指标

润滑脂的种类很多，各种润滑脂的质量指标是生产和选用的评价依据，必须符合国家标准和技术条件的要求。指标分三大类：

(1)物理性指标：如外观、滴点、锥入度、胶体安定性等。

(2)化学性指标：如游离酸、碱、腐蚀、化学安定性等。

(3)使用性能指标：如轴承寿命性、漏失量、抗腐蚀性、机械安定性等。

分析评价试验方法也相应地分为物理分析方法、析方法和模拟台架试验。

1．外观

润滑脂的外观是通过目测和感观检验来控制其质量的一种检查项目。外观虽然是一个极简单的直观检查项目，但是通过外观的检验，可以初步判断润滑脂的质且和鉴别润滑脂

的种类。因此，几乎每一种润滑脂都规定了外观这个质量指标。

润滑脂外观的检查方法，一殷是直接用肉眼观察，最好是用刮刀把它涂抹在玻璃板上仔细进行观察，还可以用手捻压检查。检查主要内容有润滑脂的颜色、光亮透明度、纤维结构、均匀性和有无析油以及有无皂块和硬性杂质等。

2．滴点

润滑脂受热熔化后，开始滴落第一滴液体时的温度叫作滴点。有的润滑脂，如钠基脂在试验时不是滴落液体而是形成一油柱，这种情况下则应以流出油柱25毫米长时的温度为其滴点。

润滑脂的滴点高低是决定润滑脂最高使用温度的指标之一。一般润滑脂应在低于滴点20一30℃以下的温度使用，以免润滑脂变软或熔化变稀而流失。同时根据滴点数值，也可以粗略地判断润滑脂的种类和牌号，如钙基脂的油点为70一90℃，钙钠基脂的滴点为120—135℃，钠基脂滴点为130—200℃，铿基脂滴点为170℃以上等等。测定润滑脂滴点的方法按国家标准GB 4929—85润滑脂和固体烃滴点测定法进行。

3．锥入度(针入度)

锥入度是用来衡量润滑脂稠度的一种方法。在一定温度(常温25℃)下或在50℃以下。以一定重量(150克)的圆锥体经5秒钟从润滑脂表面自由陷入润滑脂的深度，以1／l0毫米为单位，称为锥入度。润滑指在低剪速下的流变性质通常是用稠度来表示，稠度并无明确的物理意义，仅是反映润滑脂对变形和流动阻力的一个笼统的概念。锥入度和稠度的含义，正好是颠倒的。锥入度愈小，稠度愈大，说明润滑脂愈硬，锥入度愈大，稠度愈小，说明润滑脂愈软。润滑脂的软硬是使用中选择润滑脂的主要指标之一。如果选用的润滑脂太软则易变稀和流失，太硬则其流动性不好。从实用的角度来看，锥入度是与润滑脂在润滑部位的保持能力、密封性以及与润滑脂的输送和加注方式有关的重要指标。

在石油产品标准中，根据锥入度的大小，将润滑脂分为各种牌号，见表。

4．水分

水分是指润滑脂的含水量(重量％)。水分在润滑脂中的存在形式有两种。一种是结合水，它是润滑脂的结构胶溶剂，对某些润滑脂而言是必不可少的。尤其是钙基脂，一殷水分含量为1一3％。这是由钙皂本身特性决定的，因为无水钙皂缺乏亲油性，不能同普通矿油形成凝胶结构。但是含有水的合钙皂却具有很好的亲油性，因此能制成安定性很好的润滑脂。另一种是游离水，被吸附或夹杂于润滑脂中。游离水对润滑脂是不利成分，它会降低润滑脂的机械安定性和化学安定性，减低它的防护性能，甚至引起腐蚀现象。测定润滑脂水分的方法按国家标准GB 2714—77润滑脂水分测定法进行。

5．游离碱和游离酸

游离碱是制造润滑脂时加工的过量碱，大部分皂基润滑脂都允许有不大于0.2％的游离碱，用以中和润滑在贮存和使用中生成的酸，而且还可以抑制皂的水解。游离酸主要是润滑脂贮存和使用中，由于矿物油氧化和皂的分解而产生的。润滑脂中含有游离酸，特别是低分子有机酸，会使润滑脂油量增大，稠度变软，滴点下降。碱含量以NaOH的百分含量表示，游离酸以酸值毫克KOH／克表示。测定游离酸碱的方法按石油部标准SY 2707—79进行。润

滑脂中游离酸、碱的含量一般不大于0.2％。

6．机械杂质

润滑脂的机械杂质主要是一些无机盐和矿物质。一方面是由原料带入的，如矿油、脂肪酸、石灰、火碱以及其他原料；另一方面是在包装、贮运和保管过程中带入的。机械杂质对润沿胎的使用是极有害的，它可以造成严重的机械磨损，因此在润滑脂的质量指标中对此有非常严格的规定。测定机械杂质的方法有国家标准GB 513—77润滑脂机械杂质测定法(酸分解法)，石油部标准SY 2721—77润滑脂机械杂质含量测定法(显微镜法)等。

7．腐蚀试验

腐蚀试验是考察润滑脂对金属是否有腐蚀作用的—种方法。润滑脂在使用中是不允许对金属有腐蚀作用的。对金属有无腐蚀作用，这是润滑脂最重要的质量指标之一。

润滑脂产生腐蚀的原因要有两种；一种原因是润滑脂本身含有腐蚀性物质，例如水和过量游离酸、碱以及活性硫化物等。另一种原因是由于润滑脂本身氧化安定性不好，在贮存和使用过程中，烃类物质被氧化而产生新的有机酸所致。腐蚀试验方法有石油部标准SY 7326—87润滑脂腐蚀试验法和GB 5018—85f闰滑脂防腐蚀试验法。

润滑脂的理化指标除以上几种外，有些润滑脂还要测定皂分、灰分等项目。

二、润滑脂的使用性能评价

评价一个润滑脂的好坏，单纯根据理化分析指标是很不够的，因为实际使用条件非常复杂，例如各种不同的温度变化、速度变化和负荷的变化等等。为了确定润滑脂的使用性能，还必须进行模拟试验和实际使用试验。下面介绍几种主要使用性能评价项目。

1．机械安定性

机械安定性是指润滑脂抵抗机械剪断作用的能力，因此又称为剪断安定性。润滑脂的机械安定性主要决定于稠化剂纤维本身的强度、纤维间接触点的吸附力和稠化剂的浓度。这些因素因原料组成和制造工艺的不同，可能有很大差异。机械安定性是衡量润滑脂使用性能的一个重要指标，尤其是高速、大型或在强烈振动下工作的轴承，必须选用机械安定性好的润滑脂。机械安定性在一定程度上可反映出润滑脂寿命长短，机械安定性不好则润滑脂易变稀和流失，因而使用寿命就短，消耗也就增加。

评价机械安定性有两种方法。一是把润滑脂放人电动捣脂器中，以每分钟60次的速度进行连续剪断100 000次，并测定其剪断后的锥入度值或剪断前后锥入度的差值。锥入度值或锥入度差值越小，则机械安定性越好；锥入度值或锥入度差值越大，则机械安定性就不好。二是将润滑脂放在滚筒试验仪中进行滚压剪切，然后测定调滑脂试验前后的锥入度变化，判定机械安定性的好坏。测定机械安定性的方法有国家标准GB 2359—80润滑脂滚筒安定性测定法和GB 2360一80润滑脂延长工作锥入度测定法。

2.胶体安定性

胶体安定性是指润滑脂抵抗温度和压力的影响而保持其胶体结构的能力。皂和油的分离，表明了体系的胶体不安定性。胶体安定性的好坏，用在规定试验条件下所测得的分油量的百分数来表示。分油量越大，胶体安定性越不好。润滑脂在使用中分油量过大不好，但分出少量的基础油有利于轴承的润滑，这也是必需的。测定胶体安定性的方法有国家标准GB 392—77润滑脂压力分油测定法，石汕部标准SY 2716—773润滑脂漏斗分油测定法和3Y 2729—8l润滑脂钢网分油测定法。

3．化学安定性

化学安定性又称为氧化安定性，主要是指润滑脂抵抗空气氧化作用的能力。氧化安定性不好的润滑脂，在长期贮存或长期高温工作的情况下，很容易被空气氧化而生成各种有机

酸。酸性物质的生成，使润滑脂容易对金属产生腐蚀作用，尤其是低分子酸对金属腐蚀更为严重。

为了避免润滑脂的氧化变质，除正确选择原料和工艺外，还应在润滑脂中加入抗氧剂，以阻止氧化作用。润滑脂在贮运保管过程中，必须保持严格密封，尽量不接触外界空气，以免氧化变质。测定氧化安定性的方法按石油部标准S V 27l 5—77润滑脂氧化安定性测定法进行。

4．抗水性

润滑脂的抗水性决定于所用稠化剂的抗水性和乳化性质，而皂基润滑脂的抗水性决定于金属皂的水溶性。钠基脂抗水性最差，钙、铝、锂基脂抗水性较好。测定抗水性按石油部标准SY 2718—77润滑脂抗水琳性能测定法进行。

5. 抗磨性

抗磨性是润滑脂一项重要指标。测定抗磨性时一般用四球机，测定临界负荷Pb值、烧结负荷Pc值、标ZMZ;用梯姆肯试验机测OK值等。

评价润滑脂的性能除上述外，还有极压性、转矩、轴承寿命等等。其他润滑脂质量指标见附录。

三、影响润滑脂寿命的主要因素

1．工作温度

轴承或摩擦部位的温度高低和温度变化幅度，对润滑作用和使用寿命有明显的影响。一般来说，使用温度上升10一15℃，润滑脂的寿命约降低一半。

润滑脂是一种胶体分散体系，它的相似粘度随温度变化而变化。当温度升高时，润滑脂的基础油会产生蒸发损失，氧化变质，润滑脂的胶体结构也会变化而加速分油。当温度过高时，胶体结构将完全破坏，润滑脂不能继续使用。如果温度变化幅度大而且温度变化频繁，则其凝胶萎缩分油现象将会更为严重。一殷说来，润滑脂高温失效的主要原因都是由于凝胶萎缩和基础油的蒸发损失而造成的。当基础油损失达到50一60％时，润滑脂即丧失了润滑能力。在高温部位润滑时，要考虑选择用抗氧化性好、热蒸发损失小、滴点高的润滑脂。在低温下，要求用低的起动阻力、相似粘度小的润滑脂。

2．运转速度

润滑脂的相似粘度不仅随温度交化，而且也随着剪切进度改变。因此，润滑脂状态和润滑作用对润滑部件的运转速度较为敏感。转速越快，润滑脂所经受的剪切应力就越大，稠化剂形成的润滑脂纤维骨架受到的破坏作用也越大，因此，使用寿命就会缩短。在温度和负荷相同时，转速是影响润滑脂使用效果的主要因素。当速度提高一倍时，润滑脂寿命则会降低十倍或更多。对高速滚动轴承来说，润沿脂的机械安定性和成渠性是非常重要的。为了补足润滑脂的机械安定性和成渠性，以及克服离心力的作用，一般报荐选用稠度较大的3号润滑脂，而不是稠度较小的润滑脂。与此相反，为了降低轴承转矩，尤其是启动转矩，对一殷转速不太高的轴承来说，倒是尽可能选用低稠度淘滑脂为宜。

润滑脂所能适应的转速是有限的，通常用速度因素"dn"值表示(d——轴承内径，以毫米表示；n——轴承转速，以转／分表示)。当“dn”值大于30万时，一般不宜使用润滑脂。

3．负荷

轴承上承受的负荷有径向和轴向两种。当轴承的负荷增加时，润滑脂的寿命会急剧下降。对于重负荷机械，在使用润滑脂时应选用基础粘度较高、稠度大的润滑脂，或选用加有极压添加剂或填料(二演化锅、石墨)的润滑脂。

4．环境条件

环境条件是指润滑部位的工作环境和所接触的介质，如空气的湿度、尘埃和是否有腐蚀性介质等。在潮湿环境或与水接触的情况下，要选用抗水性好的润滑脂，如钙基脂、锂基脂、复合钙基脂等，条件苛刻时，应选用加有防绣剂的润滑脂；处于有强烈化学作用的介质环境的润滑部件，应选用抗化学介质的特种润滑脂．

四、润滑脂的选择

润滑脂的选择应根据机械的性能、使用的环境条件和使用的时间来决定。为了正确地选择和使用各种润滑脂，还应当了解润滑脂的组成、性能和用途之间的关系。下面列出几个有关的表供选择润滑脂时参考，见表3—9、表3—10、表3—11。

一、润滑方式

向摩擦部件中添加和补充润滑脂的方法很多，目前实用的方法主要有：手工加脂、脂杯给脂、脂枪给脂和泵给脂等。

(1)手工加脂，主要用于滚动轴承的润滑，也用于开式齿轮、链条上倾注或涂抹。在向轴承中加脂时，应特别注意加入的润滑脂数量，一般为轴承空腔容积的1／3—2／3最适宜。

加脂量太少，不能保证润滑；加脂星过多，就会造成摩擦转矩增大，加快轴承磨损，增大动力消耗。另外加脂量过多会造成散热不良，引起轴承磨损，增大动力消耗，同时引

起轴承过热，温升提高，使润滑脂因温度高而变稀和流失，失去润滑作用。再者加脂量过多对润滑脂也是一种浪费，所以一定要克服多加脂为好的错误观念。

(2)顶压给脂：适合于大型设备的滑动轴承，如火车机车大轴、造纸机烘缸大轴等。这种润滑一般是用硬块状脂(砖脂)，通过弹簧托板顶压在轴颈上，借挤压接触来保持润滑。

(3)脂杯给脂：适用于长期连续运转定期给脂的设备，如大中型金属切削机床、电机、水泵和鼓风机等。用手旋紧杯盖时，润滑脂即被挤入轴承中。

(4)脂枪给脂：适用于汽车及农业、建筑、工业设备的润滑。脂枪是一种活塞式的手压泵，有直压式脂枪和杠杆式脂枪。使用脂枪给脂优点是轴承结构可以简化，只需要安一个油嘴，不需要庞大的轴承盒或脂杯装置。由于脂枪可以加压，所以可把润滑脂送入较紧密的磨擦部位中去。

(5)泵给脂：适用于大规模连续生产中有大量润滑点的成套设备，如轧钢机，有一个集中润滑系统，通过泵和管道把润滑脂连续送到各润滑部位上去。采用集中润滑，可以减少维护工作量，提高可靠性。

五、润滑脂的混合

内于各种润滑脂的组成和性质不同，如果将它们混合在一起，可能会使其性能产生不同的变化，影响使用效果。任是，一般操作者在使用润滑脂的容器、工具及向润滑部位上添加润滑脂时，往往因不够注意而使不同的润滑脂发生混合，甚至使润滑脂和润滑油随意混合，这样就容易使润滑脂变质和影响润滑效果。现将各种形式的混合对润滑脂的影即分别介绍如下。

(1)同种类润滑脂的混合：对同一厂生产的同类但不同牌号的润滑脂可以混合，如1号钙基脂与2号钙基脂混合后，其滴点、锥入度等不会有很大的变化。如果不是同工厂的产品混合，则原料、工艺不同，可能产生性质上的变化。

(2)不同种类润滑脂的混合：两种不同性质的润滑脂混合，由于脂的稠化剂、基础油、结构都不同，如果机械地混合在一起，就会使稠化剂分散不均匀，不易形成稳定的结构，润滑脂就会变软和机械安定性下降等。这样，势必会影响润滑脂的作用，因此两种不同性质的润滑脂不能随意混合o

(3)新润滑脂和废润滑脂的混合：新润滑脂和废润滑脂无论其种类相同与否都不允许混合，因为废脂中含有大量的有机酸、金属粒子和其他杂质，会加速润滑脂的氧化变质，：降低润滑效果。因此，在机械设备上更换润滑脂时应把废脂彻底清除干净，再加入新润滑脂；否则会造成新润滑脂的性质变化，有害于润滑。

(4)润滑脂同润滑油的混合：一般情况下，润滑脂不能随意同润滑油混合。在特殊情况予，向润滑脂内加入少量的润滑油是为了提高脂的流动性；向润滑油内加入少量的润滑脂是为了提高润滑油的粘度。例如拖拉机的覆带支重轮轴承适宜采用油、脂的混合物润滑。在不得已的情况下，可采用与润滑脂基础油相同的润滑油适当掺台，调配成所需要的稠度。但是，最好事先选用适宜标号的产品使用。必须注意，切不可用废机油与润滑脂掺合。

六、润滑脂的保管

为确保润滑脂的质量，除生产时严把质量关外，的贮运保管也是一个重要的环节。

(1)包装：润滑脂是一种胶体体系，尤其是皂基润滑脂，在长期重力作用下，将会出现分油现象。包装容器越大，这种受压力而分油的现象就越严重。因此，尽量避免使用过大的容器包装。现在逐渐趋向于用小容器包装。

(2)装运：搬运和装卸润滑脂，应尽可能轻取轻放，最好是竖立，避免过重地碰摔。包装容器损坏、密封不严，混入外界杂质或渗入雨水，都可能使润滑脂变质。运输中要作好防风雨的措施。搬运时，最好用车拉，不要在地上滚动。

(3)贮存保管：润滑脂不应露天存放，应当尽可能在室内贮存，避免日晒雨淋。暂无室内贮存条件时，也应搞好防风雨和灰尘污染的措施。油库内温度变化不宜过大，应采取必要的措施，使库内室温保持在10一30℃，因为温度变化过大，会使润滑脂的胶体安定性变差。润滑脂在长期贮存中，会因重力作用不断分油，所以贮存产品应根据实际需要，合理计划，统筹安排，以免长期积压，引起产品变质，造成浪费。一般来讲，对贮存期较长的产品，使用时应当重新取样检验有关指标，方可使用。对于确实变质的产品不能勉强使用，以防致使机械部件损坏。