润滑脂(见图8-2)是在基础油中加入增稠剂与润滑添加剂制成的半固态机械零件润滑剂。因为润滑脂常温下其外形呈黏稠的半固体油膏状且多半呈深浅不一的黄色(或乳白色),与常见的奶油、牛油很像,因而得名黄油(或牛油)。润滑脂主要用于机械的摩擦部位,起润滑和防止机械磨损的作用,也可用于金属表面,起填充空隙、防止金属腐蚀的保护作用,以及密封防尘的作用。
图8-2 润滑脂
1.润滑脂的分类
润滑脂的种类很多,也有多种分类方法。按基础油进行分类,润滑脂可分为矿物油润滑脂和合成油润滑脂;按用途进行分类,润滑脂可分为减摩润滑脂、防护润滑脂和密封润滑脂;按特性进行分类,润滑脂可分为高温润滑脂、耐寒润滑脂、极压润滑脂;按稠化剂的类别进行分类,润滑脂分为皂基润滑脂和非皂化润滑脂。其中,皂基润滑脂又分为单皂基润滑脂(如钠基、锂基、钙基润滑脂等)、混合皂基润滑脂(如钙钠基润滑脂)和复合基润滑脂(如复合钙、复合锂、复合铝基润滑脂等);非皂化润滑脂分为烃基润滑脂、无机润滑脂、有机润滑脂等。
2.润滑脂的特点
与润滑油相比,润滑脂具有如下特点:
(1)润滑脂具有良好的粘附性,能粘附在摩擦副表面上,不易产生流失或飞溅。
(2)润滑脂承压抗磨性强,在大负荷和冲击载荷下,仍能保持良好的润滑性能。
(3)润滑脂的使用周期较长,无需经常补充,可减少维护工作量。
(4)润滑脂具有更好的密封性和防护作用。
(5)润滑脂的使用温度范围较宽。
但润滑脂的散热能力差,不能像润滑油那样可对摩擦副表面进行冷却;润滑脂流动性差,内摩擦阻力大,运转时功率损失也大。另外,当固体杂质混入其中时不易清除。这些缺点都使得润滑脂在使用范围上受到一定限制。
润滑脂主要应用于一般转速、温度和载荷条件下,尤其是滚动轴承的润滑多采用润滑脂。
3.润滑脂的组成
润滑脂主要由稠化剂、基础油、添加剂及填料4部分组成。一般润滑脂中稠化剂占10%~20%,基础油占75%~90%,添加剂及填料占5%以下。
基础油是润滑脂中起润滑作用的主要成分,它对润滑油的使用性能有较大的影响。通常采用中等黏度及高黏度的矿物油作为基础油,也有一些为满足在苛刻条件下工作的机械润滑及密封的需要,采用合成润滑油作为基础油,如酯类油、硅油、聚α-烯烃油等。
稠化剂是润滑脂的固体组分,它能在基础油中分散和形成骨架结构,并使基础油被吸附和固定在骨架结构中,它的性质和含量决定了润滑脂的黏稠程度以及抗水性和耐热性。常用的稠化剂有皂基稠化剂、烃基稠化剂、有机稠化剂、无机稠化剂等。稠化剂的种类不同,润滑脂的基本性能也不同,使用较广泛的稠化剂是皂基稠化剂。
添加剂是添加到润滑脂中用以改进其使用性能的物质,它可以改进基础油本身固有的性能或增加基础油原来不具有的性能。添加剂主要有稳定剂、抗氧化剂、金属纯化剂、防锈剂、抗腐蚀剂和极压抗磨剂等。(www.daowen.com)
填料主要是指石墨、二硫化钼等固体润滑剂等。
4.润滑脂的性能指标
由于润滑脂的组成和结构特性与润滑油不同,因此,润滑脂具有一些不同的特殊使用性能。目前,评定润滑脂使用性能的指标主要是稠度、滴点、高温性能、抗磨性、抗水性、防锈性、胶体安定性、氧化安定性、机械安定性等性能指标。
(1)稠度是润滑脂的浓稠程度。适当的稠度可以使润滑脂容易加注并保持在摩擦副表面上,以保持持久的润滑作用。
(2)滴点是指润滑脂在规定的试验条件下,由固态变为液态时的温度。为了使润滑脂在润滑位置长期地工作而不流失,滴点应高于润滑位置的工作温度15~30℃或更高。滴点越高,润滑脂的耐热性越好。
(3)高温性能好的润滑脂可以在较高的使用温度下保持其附着性能,其变质失效过程也比较缓慢。
(4)抗磨性是指润滑脂通过保持在摩擦副部件之间的油膜,防止金属和金属相接触而磨损的能力。
(5)抗水性是指润滑脂在水中不溶解,不从周围介质中吸收水分,不被水洗掉等的能力。抗水性差的润滑脂,遇水后其稠度会下降,甚至乳化而流失。
(6)防锈性是指润滑脂阻止与其相接触的金属材料被腐蚀、锈蚀的能力。
(7)胶体安定性是指润滑脂在储存和使用过程中,避免胶体分解、防止润滑油析出的能力。
(8)氧化安定性是指润滑脂在储存和使用过程中抵抗氧化的能力。
(9)机械安定性是指润滑脂在机械工作条件下抵抗稠度变化的能力。
5.润滑脂的选用
选用润滑脂时,应根据润滑部位的工作温度、运动速度、承载负荷和工作环境这些条件来选择。
(1)工作温度。一般来说,润滑部位的工作温度对润滑脂的使用效果和使用寿命影响很大,如轴承的工作温度升高10~15℃,则润滑脂的使用寿命下降一半。如果对润滑脂使用寿命影响最大的是工作温度,则应选用适宜滴点的润滑脂。即摩擦副的工作温度越高,选用的润滑脂的滴点越高;摩擦副的工作温度越低,选用的润滑脂的滴点越低。同时,工作温度高的摩擦副,应选用抗氧化安定性好、热蒸发损失少、滴点高、分油量少的润滑脂;工作温度低的摩擦副,应选用低温起动性能好、黏度小的润滑脂。
(2)运动速度。摩擦副的运动速度越大,润滑脂的黏度下降得越大,会导致润滑脂润滑作用减弱,其使用寿命缩短。因此,如果摩擦副的运动速度对润滑脂的使用效能影响较大,就应选用适宜黏度的润滑脂。一般来说,摩擦副的运动速度越大,选用的润滑脂的黏度越大;反之,应选用低黏度的润滑脂。
(3)承载负荷。一般来说,承载负荷较小的摩擦副应选用稠度较小的润滑脂;重负荷摩擦副应选用稠度较大的润滑脂。
(4)工作环境。它是指气温、湿度、水、灰尘、腐蚀介质等。如果摩擦副直接与水接触,就应选用抗水性强的润滑脂。
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