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润滑油(脂)常用质量指标介绍

1)密度
密度是石油及其产品最简单、最常用的物理性质指标,它是指在规定温度下单位体积内所含物质的质量,单位为:kg/m3
因为在不同温度下,密度会变化,高温测得密度比低温下测得密度要小。为了便于比较,一般油品的密度常用来规定温度下密度来表示。我国GB规定,在标准温度(20℃)下的密度为标准,密度g/cm3。密度在生产贮运中有重要意义,在产品计量、炼油厂工艺设计都用到。在某种程度上,可以判断油品的概括质量,密度还用在换算数量、交货验收的计量。简单判断油品性质,根据密度大致估计原油类型,如含烷烃多的原油密度常较含环烷烃及芳烃的原油密度低。含硫、氧、氮化合物越多及胶质和沥青越多原油密度就越高。
另密度可初步确定油品品种:汽油P=0.7-0.76g/cm3  航空煤油0.77-0.84g/ cm3  润滑油0.87-0.89g/cm3
密度可以近似评定油品质量和化学组成变化,特别是在贮运过程中,如发现某油品密度明显增大或减少,可以判断是否混入重质油或轻质油。
2)粘度
粘度是润滑油的重要理化指标,对各种润滑油分类分级,质量鉴别,确定用途有决定性意义,也是设计计算过程中不可缺少的物理常数。液体、半流体状态物质在受外力作用,而流动时分子间所呈现的内摩擦或内阻力。
我们和国际接轨,用运动粘度m2/s,实际生产中常用mm2/s二者关系为1m2/S=106mm2/S(原油)
润滑油的粘度随温度而变化的程度,为粘温性,一般温度升高,则粘度降低,温度降低,则粘度增大,粘度比指的是油品在两个规定温度下所测得较低温度下运动粘度与较高温度下运动粘度之比值.我国和国际ISO接轨,采用40℃和100℃,粘度指数是指油品粘度随温度变化这个特性一个约定量值,粘度指数高,表示油品随温度变化小,通过表可查出.那么粘度对油品生产和使用有什么意义呢?
(1)在发动机粘度增大,会影响功率,粘度过低会造成起动困难,降低油膜支撑能力。
(2)大多数润滑油都是根据粘度划分的是选用润滑油一个依据。
(3)粘度大冷却作用差。因循环速度慢,通过滤清器次数少,洗涤作用差。
(4)粘度小的油,油膜易破裂。
(5)密封作用不好。
(6)加大润滑油消耗量。
3)油性
油性是指润滑油在金属表面吸附减少摩擦的性能,改善油品性能,保障最小的磨损与最低的摩擦系数。这类添加剂一般都是极性分子,可以定向吸附在金属表面上,形成牢固油膜,能承受高的强度。但不能起极压作用。极压润滑一般温度高,会降低极性分子吸附力。油性剂通常与其他添加剂如抗氧、防锈复合用于主轴油,液压油,导轨油等,所以一般低负荷下加入油性剂,保证足够润滑油性剂有效,高温,高负荷下油性剂几乎无什么效果,而抗磨极压剂在低温,低负荷下反而使磨损增大。
4)  酸值
中和Ig石油产品中酸性物资所需氢氧化钾毫克数称酸值,以mgkoH/g表示,(一般指未加添加剂的测定值)。油品酸值测定中所测得的酸度为有机酸、无机酸和其他酸性物质的总值,但主要是有机酸物质。
测定酸值的作用:
(1)酸值越高,说明油品中所含的酸性物资越多,腐蚀力越强。
(2)判断油品对金属的腐蚀性
油品有机酸含量少,无水分事时,对金属不会有腐蚀作用。当有水存在时,即时微量低分子有机酸也能与金属设备作用,使设备腐蚀,有机酸对金属铝或锌也有腐蚀作用,生成金属皂类,引起油加速氧化变质,同时皂类聚集油中形成沉积物。
(3)判断油变质程度
润滑油使用一段时间后,由于油品受热和氧的作用氧化变质,酸性物质增加,腐蚀设备。
(4)有的油加入添加剂后,由于添加剂本身是酸性,使酸值增加,如:防锈汽轮机油,加剂前酸值在0.03mgkoH/g以内,加剂后酸值在0.3mgkoH/g以内。因此不能一律从酸值大小判断油的质量。
(5)运行中的油,测酸值主要看氧化多深,从而估计寿命多长。当然还要其他性能试验,如防锈才能准确。
5)  倾点、凝点
油品在标准规定的条件下,冷却时能够继续流动的最低温度称为倾点。
油品在标准规定条件下,冷却到液面不移动的最高温度为凝点。
目前世界各国都用倾点表示低温性能。
倾点和凝点是润滑油低温流动性的重要指标。在低温下使用的机械选用润滑剂一般选用比使用温度低10—20℃倾点的润滑油,在高温区没有必要使用低倾点润滑油,因油倾点越低脱腊越深成本越高。影响润滑油低温流动性,还有粘度,对含腊很少或不含腊的油品,润滑油降低到一定温度时,粘度大大增加,也会使润滑油失去流动性。因此选样低温用油时,除考虑倾点时,还应考虑低温粘度。这就粘温凝固。另外是构造凝固,当含腊油温度逐渐降低时,油中所含的腊在达到熔点时就逐渐结晶析出,再继续冷却,腊形成结晶网络,使整个油失去流动性,这就是构造凝固。那么测倾点,凝点意义呢?
(1)由于石油产品凝点不同,使用时失去流动性,温度不同,判断其低温流动性
(2)凝点对含腊油来说,可作为估计石蜡含量的指标,因油中石腊含量越多,越易凝固
6)  防锈
是指润滑油中加有一定数量的添加剂,使油品具有阻止金属锈蚀的性能。一般汽轮机油在工作条件下,常有水,汽的存在。大量水汽不仅会使油品乳化,而且严重的能锈蚀设备。润滑油本身对金属的附着能力在有水汽存在时,是容易被破坏的,要加入一定量极强性有机化合物,使其紧紧吸附在金属表面,使水与金属脱离接触,就能起到防锈的作用。防锈性评定办法一般用液相锈蚀试验。据日本机械行业调查锈蚀损失金额约占国民总产值2%,而用于防锈费用则为直接损失的0.06%。可见防锈意义重大。一般防锈多采用防锈油(脂)长久,永久性防锈蚀均采用涂料,电镀,涮镀,防锈油脂大多为石油润滑油为基础油,加入防锈剂制成这种防锈油脂在常温和加热条件下,采用浸泡,噴雾和涂抹等法。涂敷在金属表面上,起防护作用,在保存一段时间,待使用时可洗掉,也有在润滑油系统里,(如内燃机,透平机和液压系统),使用封存和运转通用防锈润滑油,这种油在封存时起防锈作用。当启封开始,不另换新油,直接投入运转。另外也有在包装和封存材料中,含有长期慢性挥发气体防锈剂,一般成品防锈油其粘度多在40℃为15—20mm2/s以下居多。
7)  水分
水在油中存在的状态有三种
(1)悬浮水
水以细小液滴状悬浮在油中,使之成为乳化液,此种情况可采用真空干燥法去除。
(2)溶解水
水以分子状态均匀分散在烃类分子中,就叫溶解水。其溶解量取决油品化学组成和温度,温度越高,熔解量越多。因熔量不多,可以不计。
(3)游离水
析出的细小水粒,聚在大水滴,从油中沉降下来呈油水分离状态存在
通常油品分析中无水(0.03%以下为痕迹)是指没有游离水和悬浮水,溶解水是很难去掉的。那么油中有水有什么危害呢?
A、油中有水冬季结冰,堵塞管道和过滤器
B、水存在增加润滑油腐蚀性和乳化性
C、降低油品介电性能,严重引起短路,烧毁设备
D、润滑油有水,易产生汽泡,降低油膜强度
E、水加速油品氧化
F、水能与杂质和油形成低温沉淀物,称油泥
G、润滑油水高温产生蒸汽,破坏油膜
H、对酯类油,还会水解添加剂,沉淀,这种情况即使把水除掉,也不能恢复添加剂原来性能
M、实验证明,油中加入1滴水缩短轴承疲劳,寿命48%。当水分超过0.10/时,管路可能产气蚀超过0.5试%时导致严重磨损,超过3%会缩短寿命85%,一般控制0.10%以下。
一般润滑油中含水意味着轴承死亡。油中含0.2%水,轴承寿命就减了一半。3%水就只剩下15%,油一旦乳化,必须换新油。因此加油口必须旋紧,油桶放干燥地点。如露天存放,应卧式堆放,减少桶口积水,避免桶“呼吸”吸入水分。
美国磁性密封发明者证实,这类密封可将设备内腔与外面大气彻底隔绝。但又出现问题,腔内任何湿气无法外泄,全部转为冷凝水。任何一种油也难免乳化,直到现抗乳化极强紫油,问题才得以解决。
美国著名DANA的WARREN泵厂,紫油加入30%水后,仍有紫新油时的50%承载力,它的超抗水性极大增高设备运转的安全度。
8)  机械杂质
油品中的机械杂质是悬浮式沉淀在润滑油中的不溶物质。大部分是沙子,粘土,铁屑,铁锈,所造成的危害为:
(1)破坏油膜,增加磨损
(2)堵塞管路和过滤器,造成润滑故障
(3)润滑脂中的机杂比油危害大,因难去掉
(4)变压器油中有机杂则降低绝缘性能
要求低于0.10%以下。
9)  抗乳化
抗乳化又称破乳化时间。在规定条件下使润滑油与水混合形成乳化液,然后在一定温度下静止。润滑油与水完全分离所需时间,以分钟(min)表示,时间越短,抗乳化越好,破乳化性能测定法。试验温度为54℃+1℃油品粘度40℃ 28.8_90mm2  /S取试样和蒸馏水各40ml,在额定温度下以1500r/min,搅拌5min后,开始记录乳化液与水分离的时间,如1h静置后,还不能分开,那就抱告,油,水和乳化液的豪升数
报告方法
(1)搅拌1小时以内,乳化层等于或减少3mL,则纪录此时的各层毫升数,并提出报告结果。如20min完全恩分离应记为(40-40-0)20min
(2)如20min未完全分离,乳化层已降到3ml,应记为(40-37-3)20min。
(3)经过1个小时,乳化层仍在3mL以上,如5mL,此时油层为39ml,水为36ml。乳化层为5ml应记为(39-36-5)60min乳化变质是润滑油讨厌的事,乳化破坏油膜,产生泡沫,促成变质,降低润滑油性能,而且会生成可溶性油泥,会堵塞润滑系统,如油中混入杂质,则易乳化,又不好破乳,油品乳化,粘度增加,阻力大,会发生事故,但乳化对抗燃液压油,切削油和轧制油极为需要的,它们又需要良好乳化安定性。油品的抗乳化是工业用油重要性能之一,如工业齿轮油要求极压抗磨,抗氧,防锈,还要良好抗乳化,因齿轮油遇水机遇多,要抗乳化差,遇水乳化,降低润滑和流动性,引起磨损。汽轮机油,经常与水接触,冷凝水进入油中,要求汽轮机油有良好分水能力,同理,抗磨液压油的抗乳化也是重要指标,特别是含锌液压油抗乳化差。汽轮机油不可避免与水蒸汽接触形成暂时乳化,如抗乳化差,油水分不开,将失去润滑作用,加速机件磨损。
10)抗泡
泡沫是汽体分散润滑油中出现的现象,泡沫有大有小。大的迅速破裂,小的维持时间较久。根据斯托克定律,泡沫的分离,速度与汽泡直径平方成正比,与润滑油粘度成反比。另外泡沫的破坏速率与油的表面张力有关,表面张力又与油品加工深度有关。表面张力大的油品维持时间持久,泡沫产生的原因大致有以下几种,加油时随空气进入,润滑油在搅拌时喷射,飞溅也和空气接触,油品从高压区进入低压区时,空气会释放出来,另外极压剂,腐蚀剂,清洁剂大大增加油品起泡,油品产生泡沫后,会造成供油效率损失,使油供应间断和不足,加速油品氧化,润滑系统气阻,液压系统泡沫可被压缩,表现弹性,产生爬行,影响液压系统自动控制的精度,如航空喷气发动机,油系统容量小,如抗泡性差,油可能从通气口溢出。或者液面指示器出现假液面,不能及时发现缺油,抗泡剂的作用是降低泡沫张力和泡沫吸附膜的稳定性,缩短泡沫存在时间。但不能预防泡沫产生。常用抗泡剂二甲基硅油,由于其粘度大,(25℃在100-1000mm2/S)加入量又小,使用时先用热煤油进行稀释(煤油和二甲基硅油=100比1),倒入油中进行强烈搅拌,使硅油均匀分散在油中,硅油加入量为50-10PPM,相当0.001%-0.0005%。硅油对油品抗泡性虽然有好效果,但同时又使空气释放性变差,也发现其消泡持续性差,影响消泡能力。因此现在人们采用聚酯非硅泡剂(T912)。
抗泡性测定是指油品通入空气时或搅拌时泡沫体积大小及消泡的快慢。方法是:将200ml油样放入1000ml量筒内,按(1)前24℃,(2)93℃,(3)后24℃三个程序产生测定。试样用一定流速(94Mi/mIh)下空气吹入5min后,产生大量泡沫,立即记下油面上的泡沫体积(ml)称泡沫倾向,后停止通气,静止10min后,记录残留的泡沫体积,称泡沫稳定性,作完93℃时,取出量筒冷却在43℃,再放入24℃恒温箱中,测定其在该温度下泡沫体积,整个过程在3h之内完成。
11)   空气释放性
空气释放性是指空气从试油的释放出来的性能,测定空气释放性的方法是将试样加热到25℃,50℃或75℃,通过对试样吹入过量的压液空气(通气7min),使试样剧烈搅动,空气在试样中形成小气泡(雾沫空气),停气后,记录试样中雾沫空气体积减到0.2%的时间(min)该时间为气泡分离的时间。程空气释放性,分离时间越短,表示空气释放性越好。泡性试验是测定油品发泡体积和泡沫稳定性,而空气释放性则测定油品里(直径<0.5mm)空气析出的快慢,通常油品粘度越大,空气释放性,抗泡性越差。一般抗磨液压油HM32.50℃,空气释放值不大于6min,46号不大于10min,汽轮机油32号50℃不大于5min,46号不大于6min。
12)   闪点
在规定条件下加热润滑油,当油蒸汽与空气混合的气体同火接触时,发生闪火现象的最低温度称闪点。所谓“闪火”是仅限于瞬间的燃烧,闪过立即熄灭。如果再加热,使出其蒸发的蒸汽足以维持燃烧起过5s时,这时的最低温度称燃点。润滑的燃点比闪点约高20℃-30℃。
测定闪点有二种方法,开口杯法和闭口杯法。通常蒸发大的轻质石油产品,多用闭口杯法,对于重质润滑油则用开口杯法。通常闭口闪点比开口闪点低20℃-30℃。
测定闪点,对油品使用有何意义呢?
(1)闭口闪点通常作为油料的安全指标。闭口闪点低,表明油中轻质成分多,容易挥发起火,应在储存。使用中注意,一般使用温度比闪点低20℃-30℃。闭口闪点低的油品蒸发损失大,粘度增加,影响正常润滑。
(2)闪点高低,表明油中含轻质馏分多少以确定适宜的使用温度。
(3)使用中的油品闪点下降程度,可以定混入轻质油的含量。
(4)闪点是安全使用,运输的重要指标,使用贮运温度一般低于闪点20℃-30℃。
(5)汽轮机油,变压器油闪点下降(一般下降5-8℃)。表明油品氧化变质严重,应更换新油。
(6)油品着火危险性等级是根据闪点来划分的。闪点在45℃以下的为易燃品。一般汽油类产品(包括溶剂油)闪点都在0℃以下。属绝对易燃易爆品。象飞机,汽车加注汽油,喷气燃料,离开加油点20m熄火。输油管线要接地,严防静电火花引爆,操作人员不许穿钉子鞋,穿防静电工作服,不许用铁锤敲打管线,使用搬手应是铝合金和铜的以免产生火花。世界每年都因为静电引起石油系统火灾而80%发生爆炸。
13)   残炭
残炭是指油品在规定条件下(不通入空气)受热蒸发,裂解和燃烧后形成的焦黑状残留物,以残留物占油的重量百分数表示,一般测定方法有二种,一是康式法,二是电炉法,常用电炉法。其方法是先将符合规定的瓷坩增放入800℃±20℃高温炉中煅烧1h冷却后准确称重,接通电源使残炭测定电炉温度恒定在520℃±5℃范围内。将上述已称过量的坩埚中放入试样盖上盖,当试样在炉中加热到从盖中毛细管逸出蒸气时,立即点燃,燃烧结束后继续维持在520℃±5℃。煅烧残留物从试样加热到残留物煅烧结束共需30min,然后从电炉中取出坩埚,冷却40min后称量,即为电炉法残炭值。
残炭是评价油品在高温条件下生成焦碳倾向的指标。那么测残炭的意义?
(1)根据残炭值的大小,可以大致判断油品中结炭倾向。结合其他指标可以判定润滑油精制深度,一般精制深的油品残炭小,润滑油中残炭多会增大机械设备摩擦,磨损。油中形成残 炭的主要物质是油中胶质,沥青质及多环芳烃等。
(2)残炭值主要是内燃机油及空压机油质量指标之一。这些机器工作时,部分油蒸发,燃烧,分解,氧化,形成胶膜与未燃油,其他杂质一起沉积形成积炭,影响设备散热,使火花塞点火不灵。沉积在阀门上不但会烧坏,而且会引起爆炸事故。残炭过高造成拉缸甚至抱缸。
14)   腐蚀
腐蚀试验是测定润滑油在一定温度下对金属腐蚀所引起颜色变化,其具体作法是将磨光后溶剂清洗干净的金属片(铜),钢片或其他金属片,一般用铜片,悬挂在玻璃棒上,浸入润滑油中,在规定的温度(100℃)保持时间(3h)后,取出来用溶剂洗干净,观察金属片颜色的变化,据此来判断被腐蚀的痕迹。
腐蚀标准的方向
分级
名    称
说            明
1
轻度变色
1a淡橙色,几乎与新磨光的铜片一样
1b深橙色
2
中等变色
2a紫红色
2b淡紫色
2c淡紫兰色或二者都有,并分别覆盖紫红色上多彩色
2d银色
2e黄铜色或金黄色
3
深度变色
3a洋红色覆盖在黄铜色上的多彩色
3b有红和绿色的多彩色(孔雀绿)但不带灰色
4
腐    蚀
4a透明的黑色,深灰色或仅带有孔雀绿的棕色
4b石墨黑色或无光泽的黑色
4c有光泽的黑色或黑发亮的黑色
根据其颜色变化来定性检查试油中是否有腐蚀,金属如活性硫化物或游离硫,铜片腐蚀对硫化氢和元素硫存在是很敏感的。这些少量活性硫化物和水溶性低分子有机酸,均由于油品精制不好造成的,那么腐蚀试验有什么意义呢?
(1)润滑油中低分中有机酸和无机酸对铜,铝,锡等金属及其合金有了强烈腐蚀性,增加磨损和油泥在设备中会损坏运动付。
(2)腐蚀性硫化物会使发动机油加速变质,产生大量油泥和积炭。
(3)油品中的活硫,游离硫和酸化合物对铜,铝,金属有强烈腐蚀性,但中性硫化物的极性分子能提高油品性能,加入后能形成较强反应膜。
(4)油品使用过程中,酸值增加到一定程度,对机件就会造成腐蚀,所以腐蚀试验也是鉴定油品变质程度,若不合格应立即更换。
美标ASTM-130铜蚀(2700F)
测定中耐3小时即格,紫油则耐200小时,超出60多倍。对恶劣环境有极大保护力。
紫油的超群渗透力,抗锈防蚀使钢丝绳内部得以计好保护。经超声探测发现,紫油对钢缆的断裂保护,数倍于各大石油公司专用缆索油。有防止集装箱坠落。
15)   氧化安定性
润滑油在使用过程中,在温升,氧气,金属催化等因素下,会逐渐氧化变质。我们把润滑油在加热和金属催化作用下抵抗氧化变质的能力称为润滑油氧化安定性。也是润滑油抗老化的能力是润滑油耐用性指标,也是使用贮存和运输过程中氧化变质重要特性。
油品氧化后
(1)产生酸性物资。酸值升高,对金属有腐蚀作用,降低油的绝缘性能。氧化后生成的胶质,沥青腐蚀设备
(2)粘度增加。机械设备就要多消耗一些功率,粘度增加后,油品传热性差,冷却效果变坏。
(3)产生沉淀:即油泥。从褐色到黑色粘膏状物,其组成大体是润滑油50-70%,水5-30%,胶质沥青5-20%及一些机械杂质,它们会堵塞管路,油孔过滤器等。
所有润滑油都依其化学组成和所处条件不同,而具有不同自动氧化倾向。由于抗氧化安定性不同,换油期也不同。如氧化安定性良好汽轮机油,有的可以连续使用10年以上。而差的不到2-3年,甚至更短。润滑油在常温下,氧化很慢,到50℃以上。如有催化作用氧化显著。大致可以分3个阶段,125℃以下慢慢氧化,生成酸沉淀。125-200℃,润滑油剧烈氧化,形成薄膜和结焦。200℃以上时更为剧烈,一部分燃烧,焦化,不能使用。另外润滑油氧化也受压力影响,每单位体积空气中含氧量增加(氧分压)氧化也越大,特别纯氧情况下,即压力不高也会发生剧烈反应,引起爆炸。所以氧气压缩机或氧气瓶都禁止用润滑油,而用甘油或肥皂水,那么氧化安定性在使用中有什么意义呢?
(1)氧化后生成酸腐蚀设备,应予以特别重视。
(2)尽量减少油品与空气的接触,如减少储缸空间。
(3)尽量防止油品直接接触强催化性能的铜铝等,缩短油品在金属容器的储存时间。
(4)尽可能降低油品使用和保管的温度。
(5)残存油箱中氧化变质油,在换油时必须清除干净。因为只要有少量(5%-10%)的废油混入新油中,便会显著降低新油氧化安定性。
(6)既然氧化安定性可以决定油品使用寿命,那么精密机床,液压系统用油,以及用油量很大设备,应选氧化安定性好的润滑油或在油中添加抗氧添加剂。
(7)压缩机油,油经常与热油接触,极易氧化分解,分解的油气与氧气混合一定浓度和温度时,可能自燃,引起爆炸,所以氧化安定性是一项很重要的指标。
一般测定的方法,在一定温度下,通入氧气,再加入催化金属物,使油品氧化一定时间后,测粘度,酸值以及沉淀物,用以判断抗氧性能。通常有几种办法。
A加抑制剂矿物油氧化特性测定法(GB/12581-90)
将试样在95℃时和水,特,铜催化剂存在下,同氧反应,每小时通入氧气3L,连续通氧后,使油品酸值达到2mgkoH/g,所需时间以小时计,时间越长,则油品抗氧越好。例如:TSA汽轮机油32号,46号要达到3000h液压油气化1000h,酸值不大于2。
B极压润滑油氧化特性测定法,(SH/0123)。
将试油中通入空气,每小时10升,在95℃容器中氧化31h后,测油的粘度增加百分率,用离心法测定沉淀值。工业闭式齿轮油ckc按95℃氧化后,粘度增加不大于10%℃kD按212℃氧化后,粘度增加不大于6%,沉淀值不大于0.1ml。这一质量要求以达美钢224齿轮油标准。
C老化特性。
空压机油在高温下工作必须有良好抗氧性能。我国参照国外也有标准SH/T0192,试验条件为在200℃,通入空气15L/h,加入空气15L/h,加入Fe2O3氧化24h后,测油的蒸发损失率和康氏残炭值增加百分率(即POT值)。DAA压缩机油不加Fe3O3,氧化后蒸发损失不大于15%。POT值不大于1.5%-2%,DAB压缩机油加Fe2O3氧化后POT值0.3%-1%。
D旋转氧弹法   SH/T0193称RBOT法
用10%水和试油加入装有铜线圈的氧弹中,在室温下给氧弹完氧至6kgf/cm2在150℃恒温油溶中,氧弹的压力升至14kgf/cm2氧弹与水程30℃斜置1r/min,试验中油吸氧被氧化,氧压逐渐下降,当下降从最高点至1.7kgf/cm2,所需时间以min计,抗氧性能较强,油品时间均较长,一般有抗氧剂油品时间在200min以上。
16)   锥入度(针入度)
润滑脂的锥入度是鉴定润滑脂稠度常用指标和最基本的性能要求。锥入度值是润滑脂划分牌号的基础。
锥入度的测定是将规定质量标准圆锥体在5S钟之内刺入润滑脂中的深度,叫润滑脂锥入度。以0.1mm为单位,如锥入度为300刺入深入30mm,简要过程是:将润滑脂试样调和均匀,仔细装入工作器内,在规定的温度(25℃±0.5℃)范围内恒温后,以每分钟60次的速度,连续上下工作60次,完后卸下盖,在无空穴状况下填满工作杯,呈平面后,松释锥体,使之自由下落5s±0.1s,随后夹住锥杆,从指示盘上读出下1/10mm值。锥入度越大,润滑脂越软,锥入度越小,润滑脂越硬。
那么测定锥入度对润滑脂性能有何影响?
(1)稠厚程度
当机械表面负荷很大时,应用锥入度小的润滑脂,不然因不能承受负荷而被挤出。如摩擦力很小时,应用锥入度较大的脂。否则不易形成油膜。通常2号、3号,因软硬程度比较适合,用的比较广。
(2)强度
锥入度在一定程度上可以表示润滑脂塑性强度,从而可以初步了解润滑脂抗挤压和抗剪断能力。
(3)流动性
锥入度值可以反映出润滑脂受外力作用下产生流动的难易程度。锥入度越大、越软,越易流动。通常锥入度为220_340,如果锥入度超过400,即失去可塑性,变成半流体。此时就失去润滑脂维持固定形状的特点,需要补充新脂。我们常把脂的压送锥入度控制在290以内(即2号)。我国把润滑脂稠度分为9个等级:
     稠入度等级           锥入度
     000                  445_475
     00                   400_430
     0                    355_386
     1                    310_340
     2                    265_295
     3                    200_250
     4                    175_205
     5                    130_160
     6                    85_115
(4)润滑脂机械安定性
机械安定性,又称剪切安定性。取决于稠化剂纤维本身的强度。在高速\大型强烈振动下工作的轴承,必须选用机械安定性好的润滑脂。因机械安定性一定程度反应润滑脂寿命长短。机械安定性是以连续剪断前后锥入度的差来衡量,一种方法是把润滑脂放入电动捣脂器中,每分钟60次,5000次,1万次,十万次不等。测其剪断前后锥入度变化值。在实际中,锥入度测定中有二种方法
1)全尺寸锥入度
其测定范围对于标准锥体可达620。全尺寸锥入度又可用下列几种方法
a)工作锥入度,泛指锥入度即为工作锥入度,试样经工作器工作经60次往复工作后测定。
b)工作锥入度,试样少搅动就装入工作器内,不经工作直接测定。
c)延长工作锥入度,指工作次数多于60次。如1万次,10万次后测定,又称剪切安定性。
d)块锥入度,切割成块,不用工作器以锥体直接测定。
e)石油脂锥入度,试样经热熔冷却后在直径100mm深65mm,圆筒容器内,以锥体直接测定。
2)实际工作中,还有1/2锥入度和1/4锥入度。主要用于样品数量较少时。但只应用于全尺寸锥入度值175_385范围内。缺点是测定结果误差范围较大。1/4锥入度又叫微锥入度。
     全尺寸锥入度=1/4锥入度X3.75+24
     全尺寸锥入度=1/2锥入度X2+5
000号     很软      适用集中润滑
           如流体
00号      如流体    适用集中润滑
0号       如流体    适用于集中润滑或涂抹
1号         软      适用脂杯脂枪或集中润滑
2号        较软     适用脂杯\脂枪
3号        稠       适用脂杯\脂枪
4号        发硬     适用脂杯\脂枪
5号       硬如皂块  适用脂杯填充
6号       硬如皂块  适用脂杯填充
17)   滴点
滴点是润滑脂在规定条件下加热时,从仪器脂杯中滴下一滴液体(或流出柱长25mm)时的温度。滴点是衡量润滑脂耐热程度一个指标。
滴点的测定是按GB/T4929_85法进行,
测定时按规定将脂样装入杯内,并将脂杯和温度计一起拌入试管中,然后把试管放入油浴内,按规定的速度加热,脂样受热软化,逐渐从杯孔露出,当其滴出第一滴流体时的温度,即为该脂样的滴点。
测滴点有什么意义呢?
(1)可大致了解润滑脂类型,成份,使用温度上限。一般讲滴点越高,耐热性就越好。一般使用温度低于滴点30-50℃。几种常见脂滴点范围
    钙基脂    70-100℃
    钙基脂    170℃以上
    复合钙    180℃以上
可以从滴点大致判断出脂的类型。
在短时间几秒钟之内,滴点温度作为使用界限。应当注意的是,滴点不是确定润滑脂最高使用温度唯一参数,还应看高温下的稠度,基础油稠化剂抗氧能力,高温下胶体安定性等参数。
(2)表示熔点,只能近似。但不能作为准确熔点。
(3)表示分油,在测定热氧化安定性不好的滴点时,往往皂油分离而滴油,此时也不代表熔点,而代表明显分油温度。
(4)表示软化,对某些脂,仅仅变软,没有熔化,软到一定程度(大约相当锥入度400以上)测成油柱而自然垂下,拉长条而不成滴。
18)   蒸发性
润滑脂的蒸发性,是按规定温度和其他试验条件下。在一定时间内的蒸发量来表示0/0(重)。润滑脂的蒸发主要是基础油的蒸发,造成脂中皂浓度相应增大,一般润滑脂到200-300℃就开始蒸发,到350-450℃蒸发显著,最后导致脂的稠度改变,内摩擦增大。脂硬化,滴点改变,酸值增加,氧化分油缩短使用寿命。如果脂中基础油损失50%,就会造成润滑失效。因此,蒸发对高温,宽温度范围使用的脂寿命,影响很大。
蒸发量大的脂,不能入注密封轴承。电机轴承以及难于补充脂,而检修周期的轴承。日本新日铁公司,规定灌注润滑用的脂,按J1SK2565B法,通过98.5℃,热空气22h后,脂蒸发量不得超20%。我国GB7322-94规定极压锂,蒸发量小于2%。SH/T34-90极压复合锂,蒸发量小于1%。
蒸发性测定办法为:
SH/T0337。将盛满1mm润滑脂试样的钢皿(内径21mm)置于专门恒器中。在规定温度下,保持一定时间,测定其损失质量百分数。
润滑脂在真空使用时,由于蒸发往往引起特殊问题,如火箭,人造卫星及其他空间载运体,都暴露极低压力下。这样条件下,即使相当低的温度下,蒸发速度也会大大加快。使油量减少。油蒸汽对某些光学仪器镜面形成油膜,不能使用,卫星上控制用传感器,一旦附上油,它吸收红外光,损失传感器功能。
19)   胶体安定性
润滑脂在长期使用或长期储存中会有少量的析油。这种现象称为分油。润滑脂抵抗分油的能力叫胶体安定性。
润滑脂是一个胶体体系。在稠化剂纤维之间依靠毛细管的作用吸附着一定量的基础油。当胶体体系受到重力和外力,温度升高时,都会使胶体结构变化而析出油。当胶体体系被破坏,就会发生纤维结构解体而析出更多的油。从而丧失润滑脂的能力。一个理想的润滑脂润滑电机轴承,要有适当的分油,因为这有力轴承的润滑。如分油速度在0.20%/h或2-10%/500h为好。
如润滑脂的分油量损失达到原含油量50%左右,就会失去润滑作用。
润滑脂胶体安定性,用分油量%表示,测定润滑脂的分油量常用钢网分油测定法(SH/T0324-92)具体做法是:用不锈钢丝制成的锥形网,网眼60,将10g脂装入锥形网中,把锥网吊在烧杯内,将此烧杯置于100℃烘箱中,经30h后,测定从锥网流下的油重,以百分数表示,一般汽车通用锂100℃,3h钢网分油不超过5%,通用锂100℃,24h分油,1#不超过10%,2#,3#不超过5%。
还有一种压力分油测定法(GB/T392-77)
加压分油器是一活塞,涂在活塞内的脂为一圆饼形40mm,厚度2mm,下面垫有滤纸,用以吸取压力的油。活塞上部压力1kg重的锥体,在室温15-25℃进行。历经压30min,然后测定分油量,一般合成复合铝基脂压力分油1号不大于10%,2号不大于8%,3号不大于6%,4号不大于4%。
再一种是漏斗分油测定法。(SH/T0321-91)
是将一定量润滑脂试样装在放有一张滤纸的漏斗中。在一定温度下经过规定时间,将分出的计数质量百分数。如2#航空脂75℃,24h不大于30-6%。
20)   机械安定性(剪切安定性)
润滑脂受机械剪切后,产生稠度变化的性能称机械安定性。润滑脂在机械工作中,受到剪切作用有些部位剪切速度很高的,因某些部位补加润滑脂受到限制,只有等检修才能加脂这样轴承要求机械安定性更为严格。
目前采用两种方法评定机械安定性。
(1)10万次剪切后的锥入度变化。把脂样装入工作器,在自动剪切机连续运转20.7h,运行结束后立即测锥入度,剪切前后锥入度的差,即机械安定性。一般剪切后变软,锥入度加大。我们要求差值越小安定性越好。灌注式润滑用脂差值不应大于30,差值小的,机械安定性均好。壳牌一种锂基脂10万次剪切后锥入度差值在25,我国锂基脂10万次剪切后,锥入度之差大于50。
(2)滚筒安定性锥入度试验(SY2725-765)装50g脂样在滚筒内,50℃以165r/min速度运行4h,然后测脂样,微锥入度,滚动前后微锥入度之差就表示脂的安定性。滚筒试验法更接近模拟润滑脂在轴承上工作状况。
机械安定性通常用105次和60次工作锥入度差值来表示。这个差值越小,机械安定性越好。一般说,差值大于30次为优,差值为30-60为良,差值60-100尚可。
21)   润滑脂氧化安定性
润滑脂在贮存和使用过程中,抵抗氧化的能力称氧化安定性。润滑脂氧化作用的结果。
(10游离碱含量降低或游离有机酸含量增大。
(2)滴点下降。
(3)外观颜色变深,出现异臭味。
(4)稠度,强度极限,相似粘度下降。
(5)生成腐蚀性产物,对金属有腐蚀现象,轴承磨损加大。
(6)生成破坏润滑脂结构的物质,造成皂油分离。
由于氧化的结果,直接关系到润滑脂最高使用温度和使用寿命长短一个重要指标。
为了提高润滑脂氧化安定性,除了使用抗氧化性能较好的基础油外,一般向润滑脂中加抗氧化添加剂。
氧化安定性按SH/T325氧弹法
将脂样称量后放在破玻璃杯内,然后放在不锈钢的氧弹中,在99℃,100h,0.77MP,使氧弹中脂样氧化。
沈阳轴承

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