工程机械润滑脂的选择和使用

工程机械润滑脂的选择和使用
1、润滑脂的主要性能指标
①滴点：指在规定的条件下加热，达到一定流动性时的温度。它大体上可以决定润滑指的使用温度（滴点比使用温弃高15~30度）
②锥入度：指在规定的温度和负荷下试验锥体在5s内自由垂直刺入油脂中的深度（单位为1/10mm）。它是润滑指稠度和软硬程度的衡量指标。
③胶体安定性（析油性）：指在外力作用下润滑指能在其稠化剂的骨架中保存油的能力，用分油量来判定。当润滑脂的析油量超过5%-20%时，此润滑脂基本上不能使用。
④氧化安定性：指在储存和使用中抵抗氧化的能力。
⑤机械安定性：指在机械工作条件下抵抗稠度变化的能力。机械安定性差，易造成润滑脂的稠度下降。
⑥蒸发损失：指在规定条件下，其损失量所占总量的百分数。它是影响润滑脂使用寿命的一项重要因素。
⑦抗水性：指在水中不溶解、不从周围介质中吸收水分和不被水洗掉等的能力。
⑧相似粘度：指其非牛顿流体流动时的剪应力与剪速之比值。转速高时其粘度低，反之则粘度较大。
2、润滑脂的失效分析
（1）物理因素引起的失效
润滑脂在使用中会同时受到机械剪切和离心力的作用下润滑脂会被甩出摩擦界面而使其分油，导致润滑脂油分减少、锥入度减小而硬化，到一定程度后润滑脂将完全失效；在机械剪切作用下，润滑脂结构爱到破坏（如皂纤维脱开或取向），引起其软化、稠度下降和析油量增加等，最终导致失效。通常情况下，润滑脂使用转递速增加2000r/min，其寿命将减少一半左右。在高剪切应力下，转速增加一倍，使用寿命只相当于原寿命的1/10。
（2）化学因素引起的失效
润滑脂与空气中的氧发生化学反庆产生酸性物质，它首先是消耗脂中的抗氧化添加剂，但到一定程度后，生成的有机酸会腐蚀金属元件并破坏脂的结构，使其滴点下降、基础油粘度增加和流动性变差等。大量试验表明，温度越高，润滑脂的寿命下降越明显。如温度在90~100度时，温度每升高19度，脂的寿命约降低一半，而在10~150度时，温度每升高15度，脂的寿命也将下降一半。
此外，润滑脂使用环境中的水分、尘埃和有害气体等也是使其劣化的重要因素。例如：脂中混入铜、铁、铅和青铜等磨损微粒，会地脂的氧化起催化作用。总之，润滑脂的失效原因很多，有时可能由某一原因引起，但更多是多种因素其同作用的结果，或者以一种原因为突破口，然后其他原因共同作用。
3、润滑脂的合理选择
选择润滑脂时，主要应考虑摩擦副的工况（负荷、速度、温度）、工作状态（连续运转、断续运转、有无振动和冲击等）和工作环境（湿度、气温、空气污染程度等）。
（1）润滑脂的使用温度应至少低于其滴点20~30度
在使用温度高时，应选择抗氧化性能好、蒸发损失小和滴点高的脂；在使用温度低时，应选择低启动矩、相似粘度小的脂，如以合油为基础油的脂。
（2）所选的润滑脂应与被润滑摩擦副的使用速度相适应
在高转速时，要选用低粘度基础油制成的锥入度较大的润滑脂；对于低速用的脂，应选择以高粘度基础油制成的高锥入度牌号的润滑脂。
（3）所选润滑脂应与负荷大小相适应。
重负荷时，应选择基础油粘度高、稠化剂含量高的润滑脂。负荷特别大时，应注意选择加有极压添加剂或填料（二硫化钼、石墨）的润滑脂；中低负荷时，一般选用2号稠度皂纤维结构短、中等粘度基础油的润滑脂。
（4）所选润滑脂应与所使用的环境条件相适应
在空气潮湿或与水接触的环境下，应选用如钙基、锂基、复合锂基等抗水性好的脂；尘埃多时，应选择较稠硬（即牌号高一些）的脂，这样密封性较好，可防止杂质混入摩擦副中。在强化学介质环境下，应选用如氟碳润滑脂这样的抗化学介质的合成油润滑脂。
（5）所选润滑脂应与摩擦副的供脂方式相适应
属集中供脂时，应选择00~1号润滑脂；对于定期用脂枪、脂杯等加注脂的部位，应选择1~3号润滑脂；对于长期使用而不换脂的部位，应选用2号或3号润滑脂。
（6）所选润滑脂应与摩擦副的工作状态相适应
如在振动较大时，应用粘度高、粘附性和减振性好的脂，如高粘度环烷基或混合基润滑油稠化的复合皂基润滑脂。
（7）所选润滑脂应与其使用目的相适应
对于润滑用的脂须按摩擦副的类型、工况、工作状态、环境条件和供脂方式等的不同而作具体选择；对于保护用的脂，应能有效地保护金属免受腐蚀，如保护与海水水接触的机件，应选择粘附能力强、抗水能力大的铝基润滑脂；一般保护用脂可选用固体烃稠化高粘度基础油制成的脂。对于密封用脂，应注意其抵抗被密封介质溶剂的性能。
（8）所选润滑脂应尽量保证减少脂的品种，提高经济效益。
在满足要求的情况下，尽量选用锂基脂、复合皂基脂、聚脲脂等多效通用的润滑脂。这样，既减少了脂的品种，简化了脂的管理，且因多效脂使用寿命长而可降低用脂成本，减少维修费用。
4、润滑脂的正确使用
（1）所加注的润滑量要适当
加脂量过大，会使摩擦力矩增大，温度升高，耗脂量增大；而加脂量过少，则不能获得可靠润滑而发生干摩擦。一般来讲，适宜的加脂量为轴承内总空隙体积的1/3~1/2。但根据具情况，有时则应在轴承边缘涂脂而实行空腔润滑。
（2）注意防止不同种类、牌号及新旧润滑脂的混用
避免装脂容器和工具的交叉使用，否则，将对脂产生滴点下降，锥入度增大和机械安定性下降等不良影响。
（3）重视更换新脂工作
由于润脂品种、质量都在不断地改进和变化，老设备改用新润滑脂时，应先经试验，试用后方可正式使用；在更换新脂时，应先清除废润滑脂，将部件清洗干净。在补加润滑脂时，应将废润脂挤出，在排脂口见到新润滑脂时为止。
（4）重视加注润滑脂过程的管理
在领取和加注润滑脂前，要严格注意容器和工具的清洁，设备上的供脂口应事先擦拭干净，严防机械杂质、尘埃和砂粒的混入。
（5）注意季节用脂的及时更换
如设备所处环境的冬季和夏李和温差变化较大，如果夏季用了冬季的脂或者相反，结果都将适得其反。
（6）注意定期加换润滑脂
润滑脂的加换时间应根据具体使用情况而定，既要保证可靠的润滑又不至于引起脂的浪费。
（7）不要用木制或纸制容器包装润滑脂
防止失油变硬、混入水分或被污染变质，并且应存放于阴凉干燥的地方
润滑脂的发展趋势
使用温度宽、多效
根据所服务设备的要求而专业化
使用寿命长或与服务的设备同寿命
与密封材料相容
非润滑功能的体现
可生物降解
世界润滑脂产量及品种构成
98年NLGI调查产量：70.9万吨
品种构成： 铝皂基脂 4.77% （CO-Al 4.58%）
钙皂基脂 14.80%（CO-Ca 3.0%）
锂皂基脂 64.83%（CO-Li 11.7%）
钠基脂 3.52%
聚脲基脂 4.23%
膨润土脂 3.72%
其他 4.13%
美国和加拿大
产量：20.63万吨
品种构成： 铝皂基脂 8.88% （CO-Al 8.75%）
钙皂基脂 5.70%（CO-Ca 1.67%）
锂皂基脂 66.57%（CO-Li 26.39%）
钠基脂 0.85%
聚脲基脂 8.35%
膨润土脂 7.31%
其他 1.7%
日本
产量：7.21万吨
品种构成： 铝皂基脂 2.77% （CO-Al 2.77%）
钙皂基脂 14.53%（CO-Ca 0.31%）
锂皂基脂 58.25%（CO-Li 0.32%）
钠基脂 0.21%
聚脲基脂 12.08%
膨润土脂 0.48%
其他 11.67%

中国
产量：6.695万吨
品种构成： 铝皂基脂 3.43% （CO-Al 3.37%）
钙皂基脂 29.76%（CO-Ca 3.0%）
锂皂基脂 53.84%（CO-Li2.02%）
钠基脂 3.29%
聚脲基脂 0.39%
膨润土脂 3.43%
其他 8.86%
汽车轮毂轴承对润滑脂的要求
(1) 耐热性
汽车在一般的车速和路况下，轮毂轴承的负荷和温度都不高，但在山区下坡道或车速过快刹车时制动鼓的摩擦热会传到轴承，温度能达130~150℃，因此需要润滑脂具有优良的高温性能。
(2) 剪切安定性
汽车轮毂轴承润滑脂在车轮的高速运转中遭受强烈的机械剪切，要求润滑脂长时间使用不软化流失，具有良好的触变性。
(3) 抗水性和防锈性
汽车户外行驶受天气情况、路况影响，润滑脂不可避免与雨水、尘土接触，破坏润滑脂的胶体结构，同时造成轴承腐蚀，所以要求润滑脂具有良好的抗水性和胶体安定性和优良的防锈性。
(4) 低温性
汽车在严寒区行驶时，要求润滑脂具有理想的低温转矩，以满足低温润滑的需要。
(5) 极压抗磨性
汽车在行驶尤其是运输过程中受车速、路况和承载影响，易产生摩擦、磨损，要求润滑脂具有一定的抗磨性。
(6) 抗氧化、长寿命
汽车行驶或刹车时产生的摩擦热使润滑脂较长时间处在一个较高的温度，加速润滑脂的氧化、酸败、变质，影响润滑脂和轴承的使用寿命，所以要求润滑脂抗氧化、长寿命。
(7) 粘附性
汽车轮毂轴承润滑脂为适应车辆运行高速化需要，提高了润滑脂的基础油粘度并添加增粘剂以改善润滑脂的粘附性。
目前汽车轮毂轴承推荐用润滑脂：锂基润滑脂、复合锂基润滑脂、复合铝基润滑脂、聚脲润滑脂等。