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润滑油基础知识培训高级教程工业概要润滑油精炼润滑基础发动机原理发动机油油品分析齿轮油润滑脂传动液合成润滑剂工业用油目录石油工业•自然界存在的原油•石油勘探，开采•原油种类•石油炼制主题•石油的起源石油生成的有机理论•石油是由存在于海洋中的植物和动物，逐渐被泥浆、岩石覆盖，并经受高压、高温，经历数百万年转化形成。这是传统的最为流行的理论。自然界存在的原油石油工业自然界存在的原油（续）石油工业水下的植物和动物浮游生物微小的植物和动物浮游生物生活在海底的植物和动物自然界存在的原油（续）埋藏的有机物类型取决于我们钻探到的储集层：•如果主要是植物，则主要是天然气•如果主要是动物，则主要是石油通常，在储集层中两者都有工业概要石油勘探与开采工业概要原油类型传统上，原油的分类是按照:化学成份发现的地理类型含硫量工业概要水分子H20=2个氢+1个氧原油分子HC=数千个氢和碳的结合化学组成原油类型（续）工业概要原油成份气体甲烷，乙烷，丙烷，丁烷液体汽油，煤油，柴油沥青或渣油（塔低）润滑油，沥青和其它物质原油类型（续）工业概要原油类型（续）化学成份石蜡烃•主要由链烷烃（石蜡烃）分子构成环烷烃•主要由环烷烃分子构成混合型•由石蜡和环烷烃分子混合构成工业概要原油类型（续）工业概要主要的烃类物质种类石蜡烃烯烃丁烷丁烯环烷烃环己烷芳香烃苯石蜡烃（烷烃）甲烷乙烷丙烷原油类型（续）工业概要环烷烃环己烷原油类型（续）工业概要芳香烃原油类型（续）工业概要原油类型（续）烯烃工业概要丁烯原油类型（续）饱和烃不饱和烃石蜡烃：直链烯烃：直链环烷烃：环状芳香烃：环状饱和烃分子稳定；不饱和烃不稳定，大多数的不稳定的不饱和烃容易与氧化合（氧化）工业概要润滑油分子结构原油类型（续）工业概要原油类型（续）不同原油类型的性能特性缺点优点原油类型组合的性能，取决于所包含的主要分子结构类型混合烃•粘度指数低•氧化安定性差•低温性能好•溶解性好环烷烃•低温性能差•溶解性低•粘度指数高•氧化安定性好石蜡烃工业概要原油类型（续）不同原油类型的用途:•石蜡烃：多数用于工业和汽车润滑油，柴油，汽油，喷气机燃料和家用燃料•环烷烃:部分工业润滑油（冷冻机油）橡胶加工等工艺用油工业概要原油类型（续）根据含硫量的分类低硫原油：含硫量低高硫原油：含硫量高工业概要石油炼制石油炼制原油经炼制后变成这些——数千种产品的原料原子和分子碳原子氢原子典型的汽油分子典型的润滑油分子石油炼制蒸馏原理液体成份沸点挥发性受热时蒸发物被冷凝时轻质烃低高最先蒸发最后液化重质烃高低最后蒸发最先液化原油分离的原理：利用原油中不同成分的沸点不同，加以分离石油炼制烃类的沸点范围-18°C以下气体0-204°C左右汽油,溶剂油204-343°C左右柴油，燃油343°C以上润滑油石油炼制蒸馏曲线润滑油和石蜡煤油柴油汽油体积百分比温度沥青石油炼制蒸馏塔丁烷气及更轻的气体32ºC直馏汽油油32º-104ºC石脑油104º-157ºC煤油157º-232ºC轻质柴油232º-343ºC重质柴油343º-427ºC直馏渣油427ºC以上石油炼制典型的分馏塔及其产品原油汽化釜（过热蒸汽）蒸馏塔石油气燃油润滑油渣油碳原子数石油炼制炼制示意图原油精制脱蜡补充精制调合包装汽油煤油柴油重油成品润滑油常压渣油添加剂减压蒸馏沥青丙烷脱沥青常压蒸馏石油炼制炼油的成品油比例原油的天然组分42加仑（每桶）原油从精炼技术获得的组分汽油（10加仑）航空汽油和柴油（12加仑）润滑油，柴油和其它馏分及渣油（20加仑）汽油（26加仑）航空汽油和柴油（9加仑）重油（4加仑）润滑油和石油焦，其它（12加仑）44加仑（的炼制产品）石油炼制U.S.RefineryYields05101520253035404550汽油煤油航空汽油蒸馏燃料油品残渣燃料油品润滑油品石蜡焦沥青其它美国炼油厂的收率石油炼制润滑油的精炼润滑油精炼润滑油精炼减压蒸馏在常压下，润滑油的沸点温度为537°C，这个温度足以破坏或裂解润滑油受热裂解的物质会导致产品质量问题，也会产生常压蒸馏超作的问题在减压蒸馏条件下，温度会下降到安全的水平，油在没有热裂解的状态下就可蒸发。润滑油精炼润滑油精炼润滑油精炼原油精制脱蜡补充精制调合包装汽油煤油柴油重油成品润滑油常压渣油添加剂减压蒸馏沥青丙烷脱沥青常压蒸馏润滑油精炼基础油类型中性油•命名来自其pH值呈中性•用于调合自动变速箱油，发动机油，液压油等的低到中等粘度油的成份.光亮油•命名来自其光亮的外观•用于重负荷发动机油，齿轮油和工业用油的高粘度成份润滑油精炼API基础油分类润滑油精炼润滑油精炼分类硫，％饱和度％粘度指数说明I0.03和/或9080-119溶剂精炼II≤0.03和≥9080-119加氢处理III≤0.03和≥90≥120深度加氢处理IV所有的聚α-烯烃油（PAO）V所有未包含在I～IV类中的所有其它类型的基础油润滑油精炼润滑油精炼API分类特性优点缺点I芳烃10%含硫0.03VI=80-119溶解性密封材料兼容性价格低天然的氧化安定性氧化安定性差II芳烃10%含硫0.03%VI=80-119抗氧化安定性溶解性密封材料兼容性天然的氧化安定性光亮油损失III芳烃10%含硫0.03%VI≥120抗氧化安定性低温性能低挥发性（给定的粘度）溶解性密封材料兼容性天然的氧化安定性供应成本IV芳烃0%含硫0%同III类同III类润滑原理•需求与产品•石油产品的特性物理特性：密度性能测试•润滑原理–摩擦与磨损–边界润滑与流体动力润滑–润滑剂的功能•润滑油的特性–润滑剂的类型–润滑油的添加剂•润滑剂的正确选择–工业应用；轴承和齿轮•润滑故障的排除要点：润滑基础需求与产品客户的需要：动力热光涂料动力传输热传递石油产品：燃油润滑剂工艺油沥青石蜡溶剂润滑基础满足客户的需求了解需求•研究需求:设备,设计,运行条件,环境等。适应产品需求•产品性能的评估：试验评定，测试性能等。•选择满足性能要求的产品需求与产品润滑基础物理特性密度：给定温度条件下单位体积的某一物质的重量•多数情况下表示为：磅/加仑，或克/立方厘米•与产品的分子结构有关•有两种表述体系：比重和API重度石油产品的特性润滑基础比重•在同一温度下某种物质的密度与等体积的水密度比。•水的密度为1.000•物质的密度比水的密度越大，其比重值越高•大多数石油产品的密度比水低，因而其值也小于1.000石油产品的特性润滑基础API重度•API=美国石油学会（AmericanPetroleumInstitute）•在同一温度下某一物质的密度与等量的水的密度比•水的密度为10.000•物质的密度越高，其重度值越小•大多数石油产品的密度比水小，因而其重度值也高于10.000石油产品的特性润滑基础密度受温度变化的影响，因此，所有的密度测量，或校正，必须在标准温度条件下。例如，对石油产品，温度为15.56°C（60°F）。石油产品的特性润滑基础石油产品的特性热含量•某一物质燃烧时所释放的热能，用BTUs(英国热量单位BritishThermalUnits)表示•1BTU=将1磅水温度提高一华氏度所需要的热量。润滑基础定义润滑剂：用于运动部件之间减少摩擦，放热和磨损的物质（通常是一种油性液体或一种固体）润滑原理润滑基础需要润滑的机械元件轴承－减磨轴承，滑动轴承汽缸－发动机，压缩机，液压系统齿轮－变速箱，差速器，蜗轮蜗杆润滑原理润滑基础摩擦类型•滑动摩擦–发生在相互接触的相对运动的表面产生大量的热，消耗动力例如：活塞在汽缸内的滑动，轴在滑动轴承中旋转。润滑原理润滑基础摩擦类型（续）•滚动摩擦–发生在平面滚动的圆柱或球体表面–比滑动克服滑动摩擦所需的力量小–产生的热和消耗的动力较小–例如：滚球轴承和滚柱轴承润滑原理润滑基础摩擦类型（续）液体摩擦–产生在流体分子相互之间的滑动–产生的热和动力消耗都很少–如果一对滑动的物体被液体或液体状的膜分开，它们之间的摩擦是非常有限的–一般来说，润滑就是用液体摩擦替代固体摩擦润滑原理润滑基础液体摩擦润滑原理润滑基础润滑剂作用机理润滑剂膜的存在，使固体摩擦变为液体摩擦，减少了摩擦润滑原理润滑基础润滑剂减少磨损无润滑有润滑摩擦带来的不良影响•丧失动力，提高能耗•增加放热–缩短润滑剂寿命（氧化）–缩短零件寿命（“烧毁”轴承）•磨损–消耗轴承表面的材料–过度的磨损导致故障或设备卡死润滑原理润滑基础轴承表面磨损类型点状腐蚀化学侵蚀腐蚀磨损擦伤犁削尘土，磨损碎屑磨料磨损胶合刮伤咬死金属与金属粘接烧结磨损状态原因类型剥落重复的周期负荷疲劳磨损润滑原理润滑基础烧结磨损润滑原理润滑基础塑性变形烧结和磨损颗粒的产生磨料磨损润滑原理润滑基础HardAbrasiveParticlesPenetrateSurfaceandDisplaceMaterialasChipsorSlivers.HardAbrasiveParticlesPenetrateSurfaceandDisplaceMaterialasChipsorSlivers.运动碎片坚硬的磨屑颗粒象裂片或毛刺一样刺入表层并取代表层伤痕腐蚀磨损润滑原理润滑基础化学反应导致腐蚀，点蚀和氧化。该过程会产生碎屑和异形物质，进而产生磨料磨损和粘附磨损PittingSaltsandIrregularitiesRustandDebris腐蚀和碎屑盐和异形物蚀点疲劳磨损润滑原理润滑基础RollingMotionFragmentRemovalSurfaceandSubsurfaceCracksRepeatedHeavyLoading滚动碎片脱落表层和下层的裂缝重复的重负荷润滑剂的作用•润滑剂减少了摩擦和磨损•确保设备性能最佳•有助于最大的延长设备寿命•减少停工和维修费用•提高生产效率润滑原理润滑基础润滑类型•固体（干）摩擦–少量或没有润滑–金属与金属大面积接触，很高的磨损•边界润滑或薄油膜润滑–金属与金属接触，中等磨损•流体润滑或全油膜润滑–无金属接触，无磨损润滑原理润滑基础固体摩擦润滑原理少量或没有润滑。金属与金属大面积接触，很高的磨损润滑基础润滑类型（续）•边界润滑或薄油膜润滑–发生在润滑油膜不够厚，不足以将两个相对运动的表面完全分离的时候•低速，重负荷，往复运动–发生金属与金属的接触–摩擦程度取决于表面的特性（表面的光洁度，金属的种类）和除粘度以外的润滑剂的特性–减磨添加剂也重要–例如：齿轮，发动机气阀机构润滑原理润滑基础边界润滑表面接触承载负荷——主要依靠边界膜产生润滑润滑原理润滑基础润滑类型（续）流体润滑或全油膜润滑–发生在润滑膜将负荷下的运动组件表面完全分离的时候–油膜厚度高于粗糙表面–保持低的流体摩擦并消除磨损–在操作温度下的粘度是最重要的润滑剂特性–例如：轴颈轴承，发动机的主轴润滑原理润滑基础在50至300psi的负荷下，表面被大约25微米的润滑膜完全分开流体润滑或全油膜润滑润滑原理润滑基础润滑类型（续）润滑原理润滑基础没有水很高的摩擦动力要求很高磨损高触底很高的摩擦动力要求很高有些磨损高几乎刚刚起动很小的摩擦动力要求很小没有磨损高速高流体摩擦动力要求高没有磨损润滑类型（续）弹性流体动力润滑–在重负荷下，两种不同物质表面之间的润滑剂薄膜发生弹性变形–在接触面间的高压导致温度增加和润滑剂粘度的增加，因而负荷承载力也增加–在操作温度下的粘度和粘度－压力关系是很重要的参数–例如：齿轮，滚动轴承润滑原理润滑基础弹性流体动力润滑油膜厚度大约为0.25至1.25微米，负荷大约为30,000至400,000psi润滑原理润滑基础压力轴颈轴承的弹性流体动力润滑润滑原理润滑基础负荷供油口负荷润滑剂轴速度油楔区域停止运转流体动力润滑的要求•轴承的油楔区域•充足的转速轴承•适当的支撑面积•适当的润滑剂供给•足够的润滑剂粘度润滑原理润滑基础滑动轴承的Stribeck曲线润滑原理润滑基础边界润滑区域混合膜区域流体摩擦区域最小摩擦系数点摩擦系数粘度X速度负荷润滑的作用•减少摩擦•减少磨损•冷却降温•密封•清洗•减震润滑原理润滑基础润滑的次要作用•这些作用不完全是润滑剂提供的–传递动力•液压