润滑油与润滑脂的选用原则

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【一】
不同运动摩擦副的润滑有着不同的特点，润滑状况是否良好，主要取决于其结构设计、润滑系统和所使用的润滑剂。在一般情况下可根据其工况条件如温度、负荷、转速、寿命等，环境条件与介质等选用不同类型的润滑油、润滑脂的品种，保证在一定时间内给予适当的油（脂）量，使运动摩擦副得以正常而可靠地运行。对某些运动摩擦副，有时还要考虑到不同的特性，例如：轴承的速度因数（转速n×轴承平均直径dm）、导轨的比压p与速度v的乘积等。对各类不同的应用场合所使用的润滑油、脂有其本身的特殊要求。在简单的场合，无需考虑众多的复杂因素，而对于复杂的重大成套设备，在初步选定所用润滑油、脂以后，还要进行简化的与模拟的台架试验以及实际使用试验验证才能定型投入使用。1、润滑油的选用
        一般而言，润滑油的最主要的指标是粘度，常用的质量特性和评价指标见表-1  。

质量特性	评价指标
流动性	粘度、粘度指数、倾点（凝点）
抗腐蚀性	防锈性、铜片腐蚀
寿命	抗氧化安定性
抗磨损性	抗磨损性（齿轮试验、泵送试验）、极压性（四球试验、梯姆肯试验）、油性（摩擦系数）、(鲍登试验)
精制程度、添加剂热安定性	色度、中和值（酸值、碱值）、残炭、灰分、微量元素含量、热安定性、闪点

  （1）工作载荷：运动摩擦副的工作载荷与所使用润滑油的流动性和抗磨损性有直接关系。运动摩擦副所受载荷大，所使用的润滑油的粘度较大，油性及极压性等应该良好。载荷小，所使用的油品粘度要小些，对油性和极压性的要求要低些。（2）运动速度：通常运动摩擦副的速度高，则需使用较低粘度的润滑油以较低摩擦阻力，减少所消耗的功率和发热。速度低，可使用较高粘度的油。（3）工作温度：工作温度的高低，影响到所使用的润滑油的粘度变化和氧化速度。工作温度升高，润滑油的粘度变低，反之则粘度升高，而且在高温下润滑油的氧化速度加快并变质，寿命缩短。因此，处于高温下的润滑点，应使用粘度大、粘度指数高、闪点高和抗氧化安定性好的润滑油。一般润滑油的闪点应比最高工作温度高20～30℃。矿物润滑的最高使用温度为120～150℃，酯类合成油的最高使用温度为200～250℃，硅油为200～250℃。长期在低温条件下工作特性是冬季在高寒地区露天作业的设备和车辆，则因在低温下粘度过高，泵送性较差而难以起动，因此应选用低温性能好的润滑油、脂，通常所使用的润滑油的凝点（或倾点）应低于环境温度8～10℃。（4）环境条件：除了上述工作温度以外，应考虑运动摩擦副所处的潮湿环境和介质环境。对于处于潮湿环境如潮湿“梅雨”季节、盐雾、水蒸气、冷却液或乳化液等环境条件下运行的设备润滑点，一般润滑油、脂容易变质、乳化或被水冲走而流失，这时应选用抗乳化性强、防锈性和抗腐蚀性好和粘附性强的润滑油、脂；同时还要采用相应的密封措施，防止水分和湿气、盐雾等的侵入。介质环境如化学介质、腐蚀性介质（强酸、强碱、盐类等）等易于造成润滑油、脂的腐蚀性加大，为此应选用化学稳定性好的润滑油品。此外，在超真空（1.33×10-6Pa以下）条件下工作的润滑油品，蒸发度应较低。对在辐射条件下工作的油品，应有较强的抗辐射性。而在高温易燃条件下工作的油品，应有较强的抗辐射性。而在高温易燃条件下工作的系统所使用的介质应选用难燃介质。
表-2  是当选用的矿物润滑油不能满足轴承要求时可考虑采用的解决方案。

问题	可能解决的办法
负荷太大	1）较粘的油；2）极压油；3）润滑脂；4）固体润滑剂
速度太高（可能使温度过高）	1）增加润滑油量或油循环量；2）粘度较小的油；3）气体润滑
温度太高	1）添加剂或合成油；2）较粘的油；3）增加油量和油循环量；4）固体润滑剂
温度太低	1）较低粘度油；2）合成油；3）固体润滑剂；4）气体润滑
太多磨屑	增加油量或油循环量
污染	1）油循环系统；2）润滑脂；3）固体润滑剂
需要较长寿命	1）较粘的油；2）添加剂或合成油；3）增加油量或油循环系统；4）润滑脂

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2、润滑脂的选用

润滑脂的主要指标是稠度或工作锥入度，常用的质量特性和评价指标见表-3  。

质量特性	评价指标
物理状态	外观、滴点、稠度
化学成分	含皂量、含油量、含水量、灰分、机械杂质、挥发量、含酸或碱量
流动性及力学性能	强度极限、粘度-温度特性、触变安定性、机械安定性、转矩、抗压性、抗磨损性
防护性质	滑落温度、油膜保持能力、防锈性、抗水性
化学安定性	防腐蚀性、氧化安定性
胶体安定性	分油量

在选用润滑脂时，首先应明确润滑脂所起的作用，即在润滑减摩用润滑脂，主要应考虑耐高低温的范围，负荷与转速等。作为防护润滑脂，主要应考虑所接触的介质，着重考虑对金属、非金属的防护性质与安定性，如防锈、抗水性、氧化安定性等。

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作为密封润滑脂则应考虑接触的密封件材质与介质，根据润滑脂与材质（特别是橡胶）的相容性来选择适宜的润滑脂。对于静密封，应选择粘稠一点的密封脂，而对于动密封，则应选择基础油粘度低一些的密封脂。介质是水或醇类，应选用大粘度石蜡基的基础油制成的酰胺脂、脲基脂，而介质是油类的则应选用耐油密封脂。

（1）工作温度：润滑点的工作温度对润滑脂的润滑作用和使用寿命有很大影响，一般认为润滑点工作温度超过润滑脂允许的使用温度上限后，温度每升高10～15℃，润滑脂的寿命约降低1/2，这是由于润滑脂基础油对蒸发损失、氧化变质和胶体萎缩分油现象加速所致。

润滑点的工作温度还随周围环境介质温度的变化而变化，我国幅员广阔，南北地区和冬夏之间气温有较大差别，如北方某些严寒区冬季气温有可能降至-40℃以下，在选用润滑脂时应考虑气温变化对起动力矩和润滑性的影响。除外，负荷、速度、长期连续运行、润滑脂装填得太多等等因素也对润滑点的工作温度有一定影响。

（2）速度：润滑部件的运转速度越高，润滑脂所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，脂的使用寿命就会缩短。

在温度、负荷条件相同时，速度是影响润滑脂应用的主要因素。通常滚动轴承平均直径dm（mm）与运转速度n（r/min）的乘积dm.n，即速度因数的大小，来选择相应的润滑剂，见表-4，此处dm＝（外径＋内径）/2

表-4  润滑脂的dm.n值    （mm.r/min）

轴承类型	脂润滑的dm.n值	油浴润滑的dm.n值
深沟球轴承 角接触球轴承 圆柱滚子轴承 圆锥滚子轴承 推力球轴承	300000 300000 300000 250000 70000	500000 500000 400000 350000 100000

（3）负荷：对于重负荷润滑点应选用基础粘度高、稠化剂含量高、具有较高极压性和抗磨性的润滑脂。

（4）环境条件：环境条件是指润滑点的工作环境和周围介质，如空气湿度、尘埃和是否有腐蚀性介质等。在潮湿环境和与水接触的情况下，可选用抗水性较好的润滑脂。处在有强烈化学介质的环境中的润滑点。应选用抗化学介质的合成润滑脂，如氟碳润滑脂等。

（5）其他：除了以上几点而外，在选用润滑脂时，还要考虑使用时的经济性，综合分析使用此种润滑剂以后是否延长了润滑周期、加注次数、脂消耗量、运动部品的失效率和维护成本等。表-5  是润滑脂的品种及其适用范围。

脂型	性能	典型应用实例
按稠化剂分
铝皂	具有明亮的外观，粘附性强，抗水	车辆底盘，链轨辊柱
钡皂	高熔点，抗水性强，工作稳定	多效，工业通用
膨润土基	不致熔化，耐高温	多效，工业通用
钙皂	抗水性好，价格不高	车辆底盘，拖拉机链轨辊柱，杯脂
复合钙皂	高熔点，抗水性强，工作稳定	工业，车轮轴承，丝扣脂
铅皂①	能抵抗擦伤和水温，但污染环境	蜗轮等极压装置
锂皂	熔点高，抗水性好，工作稳定	在高、低温和潮湿条件下采用，多效，工业通用
细硅胶	不致熔化，耐高温，耐化学药品	工业和特殊用途
钠皂	熔点高，工作稳定	工业，车轮轴承；纺织机
按基础油分
双酯	使用温度范围广	飞机润滑
氟碳②	能抗氧化性强的化学剂，不致起火	用于存在油浓密的矿物酸、碱、过氧化氢及其它化学剂的地方
硅油	使用温度范围广，在高温时较矿物油稳定	因这种液体对钢与钢之间的润滑作用差故只用于高温底数机械
聚烷基乙二醇	使用温度范围广， 在高温时液体产物蒸发而不形成焦炭	只供特殊用途

①铅皂经常与其他种皂类联合使用。

②氟酯的粘温性能特差，而塑料无须。

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希望能对大家有点帮助！

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