2.润滑油脂基础知识

润滑油脂基础知识09年12月2内容摩擦、磨损、润滑润滑油脂基本功能润滑油脂的组成与分类润滑油脂的基本特性润滑油脂使用过程中的管理润滑油脂的储存3什么是摩擦简单的说摩擦就是阻碍运动的现象发生在两个或两个以上的接触面上可分为液体摩擦固体摩擦—静摩擦—动摩擦—滚动摩擦4磨损的类型粘结摩擦产生的热量使接触面熔合、焊接研磨接触面之间有固体颗粒（磨粒）存在腐蚀同环境物质发生反应，然后脱落疲劳滚动接触时表面疲劳气蚀气泡的迅速形成和破裂造成压力的急剧变化，冲击金属表面5润滑润滑减少或避免两个接触表面的摩擦和磨损可以有各种形式固体（如石墨、二硫化钼）液体（主要为石油制品），可分为–流体动压润滑–混合润滑–边界润滑–弹性动压润滑6润滑的原理摩擦与磨损的产生来源于摩擦副表面的微观不平产生的接触，油膜能起到有效隔离作用7润滑的种类流体动压润滑-条件：有油楔存在，有一定的相对运动和油的粘度或高速低负荷8润滑的种类弹性动压润滑（发生在点线接触副）边界润滑9润滑的种类混合润滑10润滑润滑的主要作用减少摩擦减少磨损冷却系统防止生锈清洁系统11摩擦与润滑相互关系摩擦→能量损失世界能源1/3～1/2摩擦磨损流体的内摩擦例外润滑→降低摩擦、减少磨损12能耗/油耗比较中国美国日本英国德国法国单位产值耗能(油)量(吨/千美元)1.4310.4270.2570.40.3920.373单位产值耗润滑油量(公斤/千美元)5.82.581.531.511.642.23单位产值耗电量(度/千美元)139565050358663368713润滑剂的种类固体润滑剂石墨二硫化钼气体润滑剂空气油雾半固体润滑剂润滑脂液体润滑剂矿物油合成油动植物油14润滑油脂基本功能减少摩擦减少磨损降低温度防腐、防锈清洗动力传动防震密封导热绝缘两个主要特性：1、粘度：稀还是稠2、性能：表现好还是一般，好在哪里15润滑油脂类型润滑油的类型一般按照应用来分根据相应的国际标准，润滑油为L组，润滑油按照应用分为19类]表示：如抗磨液压油为L-HM46。16润滑油的粘度分类对每类润滑油，规定油的粘度及质量级别，可唯一确定一个润滑油不同的粘度分类——为特殊用途的润滑油粘度分类有四种：工业油：ISO－工业油粘度分类车辆齿轮油：SAE－车辆齿轮油粘度分类内燃机油：SAE－内燃机油粘度分类润滑脂：NLGI－润滑脂稠度分类17工业油粘度分类粘度等级粘度中间值运动粘度40℃/厘斯40℃/厘斯不低于不高于ISOVG22.21.982.42ISOVG33.22.883.52ISOVG54.64.145.06ISOVG76.86.127.48ISOVG10109.0011.0ISOVG151513.516.5ISOVG222219.824.2ISOVG323228.835.2ISOVG464641.450.6ISOVG686861.274.8ISOVG10010090.0110ISOVG150150135165ISOVG220220198242ISOVG320320288352ISOVG460460414506ISOVG680680612748ISOVG100010009001100ISOVG1500150013501650工业油一般按油品的40℃运动粘度进行分类18SAEJ300内燃机油粘度分类SAE粘度级别低温启动粘度/mPa.s泵送临界温度/℃最大值60000mPa.s100℃运动粘度/mm2.s-1高温高剪切粘度mPa.s,最小最大值℃最小最大0W6200-35-403.85W6600-30-353.810W7000-25-304.115W7000-20-255.620W9500-15-205.625W13000-10-159.3205.69.32.6309.312.52.94012.516.32.9*4012.516.33.7**5016.321.93.76021.926.13.719SAEJ306车辆齿轮油粘度分类SAE粘度级别表观粘度达150000cP时的最高温度,℃100℃运动粘度,cSt最小最大70W-554.1--75W-404.1--80W-267.0--85W-1211.0--807.011.08511.013.59013.524.014024.041.025041.0--20NLGI润滑脂稠度分类级数工作锥入度(于25℃操作60次后)1/4锥入度性状000445～475112～120半流体00400～430100～108半流体0355～38588～96非常软1310～34076～84软2265～29564～72中软3220～25052～60中硬4175～20540～48硬5130～16028～36非常硬685～11516～24块状脂(砖头)21粘(稠)度的选择按设备厂的推荐选择按照使用条件22润滑剂的常用粘(稠)度液压油：32~68齿轮油：150~320汽轮机油：32~46空压机油68~150活塞32~46螺杆大齿轮润滑油：220~320(V100)润滑脂手工涂抹3集中润滑0~1半流体齿轮脂00~00023质量分类润滑油的质量评定比较复杂一般采用和实际使用相似的设备来评定内燃机油采用标准的发动机来评定车辆齿轮油采用实际车辆的齿轮试验来评定液压油采用液压泵来评定采用不同的方法、设备评定油品不同方面的性能抗磨损、寿命等24润滑油质量分类润滑油不同的质量分类由实际应用决定由标准试验设备来评定润滑油的质量不同的组成、工艺是润滑油质量不同的原因品种特别多25润滑脂质量分类（GB/T7631.8-90）代号用途使用要求操作温度范围水污染代号字母负荷EP代号字母稠度号最低温度℃字母代号最高温度℃代号字母X用润滑脂的场合0-20-30-40-40ABCDE6090120140160180180ABCDEFG在水污染的条件下，润滑脂的润滑性、抗水性和防锈性ABCDEFGHI低负荷脂极压脂AB000012345626润滑脂质量分类(按稠化剂)碱或碱土金属的脂肪酸皂钙皂、钠皂、钙-钠皂、锂皂、铅皂复合皂基复合钙、复合锂、复合铝有机稠化剂对苯二酰胺盐类聚脲(双脲、四脲等）染料、颜料(阴丹士林，酞菁铜）聚合物(PTFE等）无机稠化剂活化膨润土、改质硅胶、MoS2、碳黑烃类稠化剂地蜡、石蜡、石油脂27润滑脂的特点优点：粘附性好，能附着于摩擦表面，不易流失或飞溅防护性能较好，特别是防锈能力比润滑油强特别适用于滚动轴承的润滑密封性好，可以防止外界尘土侵入轴承可在较宽广的温度下操作其表观粘度较不受温度影响比油有较低的摩擦系数可混合固体添加剂使用缺点：散热能力差，不能像油那样对摩擦件进行循环冷却，因此不宜用在高转速的轴承对绝大多数滑动轴承不适用，其流动性差，内摩擦阻力大，无法形成流体动力油膜输送性能比润滑油差得多储存程序容易变质，受到污染后无法净化28润滑油脂的组成润滑油脂的组成基础油添加剂稠化剂典型的润滑油组成基础油：75%～99.5%添加剂：25%～0.5%29稠化剂的类型及基本性能稠化剂类型滴点℃最高适用温度℃抗水性机械安定性钙皂复合钙皂85~105260~30070~80120~150优优好优钠皂酰钠150~180260~300120~150150~175乳化优良优铝皂复合铝皂90~110240~27070~80110~135好好良~差好~优羟基酸锂皂复合锂皂175~200260~300120~140150~175良良优优聚脲(芳基脲）240~260150~175优良~优活化膨润土260140~175良好~优地蜡60~8050~160优差30基础油类型矿物油通过物理蒸馏方法从石油中提炼出的基础油称为矿物油，加工流程一般为溶剂精制、酮苯脱蜡、白土补充精制加氢油采用加氢化学反应处理润滑油原料的加氢工艺：加氢处理、加氢裂化、加氢异构化、加氢精制、催化脱蜡，其特点是改变基础油化学组成合成油合成型基础油来自乙烯、丙烯或化工原料经聚合、催化等化学反应得到的基础油。其特点是品质较好，抗劣化能力强31矿物油基础油从石油直接提炼而得组成复杂依产地、加工工艺而不同按组成分类石蜡基，K=12.5～12.9，典型：大连(大庆)中间基，K=11.5～12.5，典型：兰炼(新疆)环烷基，K=10.5～11.5，典型：克炼32矿物油生产工艺原油→常、减压蒸馏→减压馏分油、减压残渣油→精制→基础油石蜡、中间基油减压蒸馏→溶剂精制→溶剂脱蜡→加氢或白土补充精制环烷基油常减压蒸馏→加氢精制常减压蒸馏→溶剂精制→加氢或白土补充精制33矿物油生产工艺(续)残渣油先经过溶剂脱沥青(丙烷、戊烷、丁醇)34矿物油发展趋势加氢处理、加氢裂化成为发展趋势→HVI油(VI=115～125)→VHVI油(VI=140～150)性能可接近PAO技术：MOBIL、CHEVRON、IFP、石科院……已建成：兰炼、大庆、克炼、荆门(20万吨)、上炼(30万吨)计划中：茂名(40万吨)……未来5年内产能达180万吨用途：高档汽油机油、汽轮机油……成本大约提高20%35矿物油牌号国际：APIⅠ、Ⅱ、Ⅲ中国石蜡基•SN(中低粘度，溶剂精制中性油)，如150SN•BS(残渣高粘度，光亮基础油)，如150BS中间基•ZN(中低粘度，中等粘度指数)，如150ZN•ZNZ(残渣高粘度，中等粘度指数重质)，如125ZNZ36矿物油牌号(续)中国环烷基•DN(中低粘度，低粘度指数)，150DN•DNZ(残渣高粘度，低粘度指数重质)，如90DNZ锂料油，典型：大港37矿物油性能优点可以得到不同粘度级别•从锭子油→过热汽缸油润滑性优良可用添加剂改善，如防腐蚀、粘温、极压……多数密封材料OK多数油漆OK廉价38矿物油性能(续)缺点低温性能差(加氢后有改善)V100℃=～10cSt，倾点•老三套：-10℃•加氢裂化：-15℃使用温度上限与粘度有关：中等粘度～120℃高粘度～160℃39矿物油性能(续)缺点：＞140℃～160℃(一次性损耗使用)，迅速氧化、老化，严重积炭粘温特性差，即使加氢，也赶不上大多数合成油40合成润滑油发展上世纪20～40年代德国、美国德国合成烃综合性能研究添加剂酯类油加氢油41合成基础油合成基础油的特点高粘度指数-需要较少的粘度指数改进剂，沉淀少-减少了活塞环的粘结和研磨现象，品质更稳定不易挥发-耗油量低，排放少-品质更稳定低倾点-低温流动性好-启动性能好，磨损低氧化安定性好-油泥、沉淀少-换油期长成本较高、溶解性问题、密封材料相容性问题常用的合成油及其应用举例酯类油•AviationOils航空、航天聚醚•IndustrialOils工业油烷基苯•RefrigerantOils冷冻机油、绝缘油聚a-烯烃（PAO）•EngineOils，IndustrialOils发动机油、工业油磷酸酯•IndustrialFireResistantFluids工业抗燃油硅油•IndustrialHeatTransferOils工业导热油42添加剂机械工业的发展，对润滑油的要求也愈来愈高润滑油中加入各种添加剂来提高油品的质量，经济、比较有效润滑油添加剂按作用可分为抗磨剂、清净剂、分散剂、抗氧剂、抗腐防锈剂、减摩剂、粘度指数改进剂、降凝剂、抗泡剂等类型43抗磨剂目的：减少摩擦和磨损典型化合物：含硫、磷、氯、铅等的化合物。如硫化烯烃、氯化石蜡、ZDDP、硼酸盐等，它们在摩擦表面形成吸附膜或反应膜，从而保护摩擦表面。吸附膜反应膜44清净剂目的：保持摩擦表面清洁，中和润滑油劣化产生的酸性物质典型化合物：磺酸盐、烷基酚盐、硫化聚异丁烯钡盐、烷基水杨酸盐等45分散剂目的：使油中不溶物保持悬浮不沉积在油道或摩擦副中，防止进一步凝聚典型化合物：具有长链的酯型化合物46抗氧剂目的：防止润滑油的氧化典型化合物：酚盐、ZDDP、胺盐、硫/磷化合物等，一般都是通过牺牲自己从而保护润滑油47