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润滑油基础知识主讲人：许国超2015年4月12日冀东机电设备有限公司技术部因为摩擦，所以润滑摩擦的概念当物体与另一物体沿接触面的切线方向运动或有相对运动的摩擦趋势时，在两物体的接触面之间有阻碍它们相对运动的作用力，这种力叫摩擦力。接触面之间的这种现象或特性叫“摩擦”。摩擦有利也有害，但在多数情况下是不利的，例如，机器运转时的摩擦，造成能量的无益损耗和机器寿命的缩短，并降低了机械效率。因此常用各种方法减少摩擦，如在机器中加润滑油等。但摩擦又是不可缺少的，例如，人的行走，汽车的行驶都必须依靠地面与脚和车轮的摩擦。摩擦力的影响因素：摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关，与其他因素无关因为摩擦，所以润滑1.摩擦按摩擦副运动状态可分为：•静摩擦：两物体表面产生接触，有相对运动趋势但尚未产生相对运动时的摩擦。•动摩擦：两相对运动表面之间的摩擦。2.按相对运动的位移特征分类：•滑动摩擦：两接触物体接触点具有不同速度和(或)方向时的摩擦。•滚动摩擦：两接触物体接触点的速度之大小和方向相同时的摩擦。•自旋摩擦：两接触物体环绕其接触点处的公法线相对旋转时的摩擦。•上述摩擦方式即运动方式的可以叠加，就构成摩擦的复合方式，如滑动滚动摩擦。因为摩擦，所以润滑3.按表面润滑状态分类：•干摩擦：两摩擦表面之间即无润滑剂又无湿气的摩擦。•边界摩擦（即边界润滑）：以具有边界膜隔开相对运动表面时的摩擦。•流体摩擦（即流体润滑）：以流体层隔开相对运动表面时的摩擦，即由流体的粘性阻力或流变阻力引起的摩擦。•混合摩擦（即混合润滑）：半干摩擦和半流体摩擦的统称。•半干摩擦：边界摩擦和干摩擦同时发生的摩擦。•半流体摩擦：流体摩擦和边界摩擦或流体摩擦和干摩擦同时发生的摩擦。•滚动摩擦一般比滑动摩擦要小得多，但它也是一种取决于许多因素的复杂现象。引起滚动摩擦的主要因素是接触处变形的微观滑移、弹性滞后、塑性变形和粘着等。因为摩擦，所以润滑摩擦的危害：•1、摩擦振动的危害性主要表现为：•①产生噪音污染（如汽车、火车制动时的尖叫声）；•②振动冲击（如汽车启动、火车制动时产生的急剧冲击或明显振动令乘客极为不舒服，纺织机械摩擦振动会使布面图案质量大为下降）；•③导致发生严重磨损和造成尺寸不准，降低工作性能和缩短使用寿命；•④危害设备甚至人身安全（如产生共振情况）。•⑤产生热量，不需要的热量时，造成局部温度过高，影响系统可靠性因为摩擦，所以润滑润滑是摩擦学研究的重要内容。改善摩擦副的摩擦状态以降低摩擦阻力减缓磨损的技术措施。一般通过润滑剂来达到润滑的目的。另外，润滑剂还有防锈、减振、密封、传递动力等作用。充分利用现代的润滑技术能显著提高机器的使用性能和寿命并减少能源消耗。正是需要解决摩擦的危害，才有润滑的发展进步。故：因为摩擦，所以润滑。因为润滑，所以润滑油润滑的概述润滑，英文lubrication，改善摩擦副的摩擦状态以降低摩擦阻力、减缓磨损的技术措施。一般通过润滑剂来达到润滑的目的，相对运动物体表面加入第三种物质—润滑剂，降低摩擦、减少磨损。另外，润滑剂还有防锈、减振、密封、传递动力等作用。润滑的种类1、根据润滑剂的不同，润滑可分为：①流体润滑。指使用的润滑剂为流体，又包括气体润滑（采用气体润滑剂，如空气、氢气、氦气、氮气、一氧化碳和水蒸气等）和液体润滑（采用液体润滑剂，如矿物润滑油、合成润滑油、水基液体等）两种。②固体润滑。指使用的润滑剂为固体，如石墨、二硫化钼、氮化硼、尼龙、聚四氟乙烯、氟化石墨等。③半固体润滑。指使用的润滑剂为半固体，是由基础油和稠化剂组成的塑性润滑脂，有时根据需要还加入各种添加剂。因为润滑，所以润滑油2、根据摩擦副之间摩擦状态的不同，润滑分为：①流体摩擦润滑。用流体(厚度在1.5～2微米以上)将摩擦表面隔开的润滑方式。根据润滑膜压力的产生方式不同又可分为流体动压润滑（靠摩擦表面的几何形状和相对运动由粘性流体的动力作用产生压力平衡外载荷)和流体静压润滑(由外部将一定压力的流体送入摩擦表面间，靠流体的静压平衡外载荷）两种。②边界摩擦润滑。摩擦表面间存在一层薄膜(边界膜)时的润滑状态；它可分为吸附膜（润滑剂中的极性分子吸附在摩擦表面所形成的膜，包括物理吸附膜和化学吸附膜）和化学反应膜（润滑油中的添加剂与金属表面起化学作用生成能承受较大载荷的表面膜）两类。润滑可以延长机器设备的寿命，提高精度、节约能源。③摩擦纳米级润滑。纳米润滑在原子、分子尺度研究相对转动界面上的摩擦磨损与润滑行为，而揭示微观摩擦磨损机理，设计与制备出纳米尺度上的润滑剂及摩耐磨材料的学科。它是随着纳米科学与技术的发展而派出来的。因为润滑，所以润滑油因为润滑，所以润滑油润滑剂概述润滑剂用以润滑、冷却和密封机械的摩擦部分的物质。•根据来源有矿物性润滑剂（如机械油）、植物性润滑剂（如蓖麻油）和动物性润滑剂（如牛脂）。此外，还有合成润滑剂，如硅油、脂肪酸酰胺、油酸、聚酯、合成酯、羧酸等。•根据性状有油状液体的润滑油、油脂状半固体的润滑脂以及固体润滑剂。•根据用途可分为工业润滑剂（包括润滑油和润滑脂）、人体润滑剂。•润滑剂的种类很多，应用广泛。润滑剂也常用于塑料等加工中改进流动性和脱模性，防止在机内或模具内粘着而产生鱼眼等缺陷。在润滑剂最重要的就是润滑油，从使生产、种类、用途、规模都是最大的。润滑油，且学且明白润滑油概述润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质，添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的性能，是润滑油的重要组成部分。基础油润滑油基础油主要分矿物基础油、合成基础油以及生物基础油三大类。矿物基础油应用广泛，用量很大（约95%以上），但有些应用场合则必须使用合成基础油和生物油基础油调配的产品，因而使这两种基础油得到迅速发展。根据原油的性质和加工工艺分类：石蜡基基础油、中间基基础油、环烷基基础油添加剂添加剂是近代高级润滑油的精髓，正确选用合理加入，可改善其物理化学性质，对润滑油赋予新的特殊性能，或加强其原来具有的某种性能，满足更高的要求。根据润滑油要求的质量和性能，对添加剂精心选择，仔细平衡，进行合理调配，是保证润滑油质量的关键。一般常用的添加剂有：粘度指数改进剂，倾点下降剂，抗氧化剂，清净分散剂，摩擦缓和剂，油性剂，极压剂，抗泡沫剂，金属钝化剂，乳化剂，防腐蚀剂，防锈剂，破乳化剂，抗氧抗腐剂等。润滑油，且学且明白需求情况•中国已经是世界第三大润滑油消费国之一，润滑油2013年年消耗量近780万吨。•目前，工业油市场占整个润滑油市场总量的40%以上，随着工业现代化技术装备的日趋改善，对润滑油品质专业化、高性能、环境适应性等提出了更高的要求，工业油中的齿轮用油、电器绝缘用油、橡胶填充油增长迅速，其他用油稳步增长，在一定程度上催生了新一轮润滑油生产制造技术的创新和变革•但高端润滑油技术仍掌握在西方少数大公司手中润滑油，且学且明白•润滑油的类型1．车用润滑油2．工业润滑油机械油（高速润滑油）、织布机油、主轴油、道轨油、轧钢油、气轮机油、压缩机油、冷冻机油、气缸油、船用油、齿轮油、机压齿轮油、车轴油、仪表油、真空泵油润滑油，且学且明白润滑油功能•润滑：减少设备磨损，两者表面之间形成一层油膜，以减低磨擦阻力，使运作更加顺畅•冷却：在运转过程中，机件与机件的相互磨擦产生的热量或高温，润滑油的作用就是冷却及减低有害的温度•洗涤：把机件中有害杂质和未及燃烧的不溶性物质带走，使这些污染物速离润滑表面及避免油泥的形成。•密封：工件与工件之间形成有效的密封性，以防有益介质的泄露和外界的污染物浸入•防锈：减少与空气中氧气接触，防止设备氧化•防腐：提供接触部件完全分离的油膜，会减少机件接触及磨损的机会，避免金属表面受到腐蚀•消除冲击载荷：通过隔离工件之间接触，自身的承载能力，削弱冲击载荷。润滑油，且学且明白润滑油的常用添加剂1．清净分散剂：吸附氧化产物，将其分散在油中。由浮游性组分抗氧化、抗腐蚀、组合、合成润滑2.抗氧抗腐剂：提高油品氧化安全性——防止金属氧化、催化陈旧延缓油品氧化速度隔绝酸性物与金属接触生成保护膜具有抗磨性3．抗磨剂：在磨擦面的高温部分能与金属反应生成融点低，4．油性剂：都是带有极性分子的活性物质，能在金属表面形成牢固的吸附膜，在边界润滑的条件下，可以防止金属磨擦面的直接接触。5.增粘剂：又称增稠剂，主要是聚俣型有极高分子化合物，增粘剂不仅可以增加油品的粘度，并可改善油品的粘温性能。6．防锈剂：是一些极性化合物，对金属有很强的吸附力，能在金属和油的界面上形成紧密的吸附膜以隔绝水分、潮气和酸性物质的侵蚀；防锈剂还能阻止氧化、防止酸性氧化物的生成，从而起到防锈的作用。7．抗泡剂：使气泡能迅速地溢出油面，失去稳定性并易于破裂，从而缩短了气泡存在的时间。润滑油，且学且明白润滑油脂基本性能的表征1、每一类润滑油脂都有其一般理化性能，以表明该产品的内在质量：•润滑油理化性能指标：外观、粘度、粘度指数、倾点、闪点、水分、机械杂质、硫酸盐灰分•润滑脂理化性能指标：外观、针入度、滴点17润滑油，且学且明白润滑油类•外观(色度）–对于新的成品润滑油，由于添加剂的使用，颜色一般不能判断润滑油质量好坏–一般说来，好的润滑油颜色相对较浅，透明•粘度–粘度反映油品油性和流动性的一项指标–一般而言，粘度越大，油膜强度越高，但流动性越差•粘度指数–粘度指数表示油品粘度随温度变化的程度–粘度指数越高，表示油品粘度受温度的影响越小，其粘温性能越好，反之越差18润滑油，且学且明白润滑油类•凝点和倾点–凝点是指在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度–油品的凝固和纯化合物的凝固有很大的不同–润滑油的凝点和倾点都是表示润滑油低温流动性的重要质量指标，只是测定方法稍有不同–对于生产、运输和使用都有重要意义–一般要求润滑油的凝点应比使用环境的最低温度低5~7℃•闪点–闪点是表示油品蒸发性的一项指标–油品的馏分越轻，蒸发性越大，其闪点也越低–也是石油产品着火危险性的指标，一般认为，闪点比使用温度高20～30℃19润滑油，且学且明白润滑油类•水分–水分是指润滑油中含水量的百分数，通常是重量百分数–润滑油中水分的存在，会破坏润滑油形成的油膜，使润滑效果变差–加速有机酸对金属的腐蚀作用，锈蚀设备，使油品容易产生沉渣•机械杂质–机械杂质是指存在于润滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶剂的沉淀物或胶状悬浮物–大部分是砂石和铁屑之类，以及由添加剂带来的一些难溶于溶剂的有机金属盐–润滑油基础油的机械杂质都控制在0.005%以下(机杂在0.005%以下被认为是无）•灰分和硫酸灰分–在规定条件下，灼烧后剩下的不燃烧物质–一般认为是一些金属元素及其盐类•对不同的油品具有不同的概念20润滑油，且学且明白润滑脂类•润滑脂的外观–通过目测和感观来检查润滑脂质量的一种方法–主要包括润滑脂的颜色、光泽、透明度、纤维结构、稠度、杂质、析油、均匀性等•润滑脂的滴点–润滑脂的滴点是指润滑脂受热融化，开始滴落时的最低温度–表征润滑脂的耐温性能。润滑脂的滴点越高，其耐温性能越好，使用温度也就越高–润滑脂滴点的高低可以确定润滑脂使用的最高温度，润滑脂的使用温度应低于滴点20~30℃•锥入度–润滑脂的锥人度是表征润滑脂稠度或软硬度的指标–锥人度在一定程度上可表示润滑脂能承受负荷的大小，锥人度小的润滑脂可承受的负荷较大–润滑脂的锥人度过大，易流失，过小，则流动性差21润滑油，且学且明白选择润滑油的基本原则•一般首先应按设备制造商推荐选适当的润滑油•自主选择润滑油应考虑的主要因素有：润滑设备类型、载荷、速度、运行温度、其他运行环境–根据设备类型选择相应品种及质量的润滑油–载荷：与粘度有关，载荷高用粘度高，载荷低用粘度低。–速度：与粘度有关，速度高用粘度低，速度低用粘度高。–温度：温度高使用粘度高、温度低使用粘度低。22润滑油，且学且明白润滑油状态监控•通过对使用中油样的分析化验，可以：–直接了解润滑油的变质情况–间接了解设备的磨损状况•润滑油变质分析项目：粘度、闪点、总酸值、总碱值、戊烷不溶物等•常见磨损金属为：铁、铜、铝、锡等•