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设备润滑知识
设备润滑知识
目录
第一章润滑油知识
一、润滑的定义
二、润滑剂的主要作用
三、润滑油的主要理化指标
四、润滑脂的主要理化指标
五、润滑油的组成
六、润滑脂的组成
七、润滑油的分类和规格
八、润滑油行业组织简介
九、润滑油脂选用原则
十、润滑油的管理
附表一、ISO粘度等级划分标准
附表二、常用润滑油质量分类
附表三、美国润滑脂学会（NLGI）润滑脂分类
第二章常用油品换油指标
第一章设备润滑知识
一、润滑的定义
用润滑剂减少（或控制）两摩擦面间的摩擦与磨损或其他形式的表面破坏的方法叫润滑。
二、润滑剂的主要作用
1、降低摩擦
在摩擦面之间加入润滑剂，形成润滑油膜，避免金属直接接触造成摩擦，从而降低摩擦系数，减少摩擦阻力，减少功率损失。
2、减少磨损
摩擦面间具有一定强度的润滑膜，能够支撑负荷，避免或减少金属表面的直接接触，从而可减轻接触表面的塑性变形、熔化焊接、剪断再粘接等各种程度的粘着磨损。
3、冷却降温
润滑剂能够降低摩擦系数，减少摩擦热产生，而且能够带走产生的摩擦热。
4、密封隔离
润滑剂特别是润滑脂，覆盖于摩擦表面或其他金属表面，可隔离空气、湿气或其他有害介质，保护摩擦面。
5、阻尼减震
润滑剂能将冲击振动的机械能转变为液压能，起到减缓冲击，吸收噪音的作用。
6、冲洗清净
润滑剂在润滑过程中不断流动，可及时冲刷走摩擦表面上的磨屑及污物，防止发生磨粒磨损。
三、润滑油的主要理化指标
（一）润滑油的流动性能：
粘度、粘度指数、倾点和凝点
1、粘度Viscosity：
当润滑油受到外力作用而发生相对移动，在油分子之间产生阻力，使润滑油无法进行顺利流动，其阻力的大小称为粘度。
粘度值随温度的升高而降低。
粘度的度量方法分为绝对粘度和相对粘度两大类。
绝对粘度分为动力粘度、运动粘度两种；相对粘度有恩氏粘度、赛氏粘度和雷氏粘度等几种表示方法。
表1粘度分类
粘度名称
粘度符号
单位
定义
动力粘度（Dynamicviscosity）
η
帕斯卡•秒（Pa•s）。
过去用泊p，厘泊cp
动力粘度表示液体在一定剪切应力下流动时内摩擦力的量度，其值为所加于流动液体的剪切应力和剪切速率之比。
1Pa•s=103cp
运动粘度（Kinematicviscosity）
ν
斯（m2/s），厘斯（cSt）（mm2/s）
运动粘度是液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度，其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度之比。
1cst=1mm2/s
恩氏粘度
Et
条件度（或度）oE
又叫思格勒（Engler）粘度。
在规定条件下，一定体积的试样从恩格勒粘度计的小孔流出200mL试剂所需要的时间（s）与该粘度计测定水的值之比。
雷氏粘度
雷氏1号（Rt表示）和雷氏2号（用RAt表示）
秒S
又叫雷德乌德（Redwood）粘度。
在规定条件下，一定体积的试样从雷德乌德粘度计流出50mL试样所需要量的时间，以s为单位。
赛氏粘度
赛氏通用粘度（SUV）和赛氏重油粘度（SFV）
秒S
又叫赛波特（sagbolt）粘度。
在规定条件下，一定体积的试样从赛波特粘度计流出所需要的时间，以s为单位。
上述三种条件粘度（恩氏粘度、雷氏粘度、赛氏粘度）测定法，在欧美各国常用，我国除采用恩氏粘度计测定深色润滑油及残渣油外，其余两种粘度计很少使用。
三种条件粘度表示方法和单位各不相同，但它们之间的关系可通过图表进行换算，同时恩氏粘度与运动粘度也可换算，这样就方便灵活得多了。
具体的换算方法见图一。
2、粘度指数（Viscosityindex）
粘度指数是表示油品随温度变化这个特性的一个约定量值。
粘度指数越高，表示油品的粘度随温度变化越小。
一般以VI表示。
3、倾点和凝点（PourpointandSolidificationpoint）
倾点是在规定的条件下被冷却的试样能流动时的最低温度，以℃表示。
凝点是试样在规定的条件下冷却至停止移动时的最高温度，以℃表示。
倾点或凝点是一个条件试验值，并不等于实际使用的流动极限。
但是，倾点或凝点越低，油品的低温性越好。
（二）、安全性能
1、氧化安定性（Oxidationstability）
润滑油在加热和金属的催化作用下，抵抗氧化变质的能力，称为润滑油的抗氧化安定性。
它是润滑油在实际使用，储存和运输中氧化变质或老化倾向的质量指标。
对于汽轮机油、压缩机油和变压器油的氧化安定性是一项必须测定的质量指标。
2、酸值（Acidnumber）
中和lg油品中的酸性物质所需的氢氧化钾毫克数称为酸值，以mgKOH/g表示。
酸值用来反映油品中所含有机酸的总量，如环烷酸和油品氧化而生成的有机酸性产物。
油
图一粘度换算表
品氧化越严重，其酸值增值越大，因此，它是油品变质的主要指标。
3、中和值（Neutralizationvalue）
中和值是油品酸碱性的量度，也是油品的酸值或碱值的习惯统称，是以中和一定重
量的油品所需的碱或酸的相当量来表示的数值。
4、腐蚀试验（Corrosiontest）
腐蚀试验是在规定条件下测试油品对金属的腐蚀作用的试验，以定性地判断油品中含酸性物质的多少。
5、抗乳化性（Demulsibility）
抗乳化性是油品和水分离的能力。
6、闪点（Flashpoint）
在规定的条件下，加热润滑油，当油温达到某温度时润滑油的蒸汽和周围空气的混合气一旦与火焰接触，即发生闪火现象，最低的闪火温度，称为润滑油的闪点。
测定闪点的方法有两种：
开口闪点（用规定的开口闪点测定器所测得的闪点，以℃表示）和闭口闪点。
一般说，闪点越高，油品的使用温度也越高。
但是，闪点不等于高温使用极限。
（三）纯洁性能
1、水分（Watercontent）
水分是指油品中的含水量。
油品中一般不允许含水。
2、灰分（Ash）
灰分表示在规定条件下，油品完全燃烧后的残留物（不燃物）。
以质量分数表示。
油品中的灰分会增加发动机内的积炭，加大机件的磨损。
3、机械杂质（Mechanicalimpurities）
机械杂质是存在于油品中所有不溶于溶剂的杂质。
机械杂质在使用上的意义：
1）机械杂质是润滑油质量的重要指标之一，它的存在会破坏油膜，加速运动副的磨损，甚至直接研损机件，造成抱轴，它的存在还会堵塞油路及过滤器、造成设备润滑故障。
2）变压器油中含有机械杂质会降低绝缘性能。
3）油品的机械杂质超过一定量时，就应立即更换新油。
（四）其他：
1、抗泡性（Foamingcharacteristics）
润滑油在实际使用中，由于受到振荡、搅动等作用，使空气进入润滑油中，以致形成气泡。
抗泡性是评定油品生成泡沫倾向性及泡沫稳定性，可判断其中混入空气后油气的分离能力。
2、防锈性（Rustpreventingcharacteristics）
防锈性是油品阻止与其相接触的金属生锈的能力。
3、硫含量（Sulfurcontent）：
硫含量是存在于油品中的硫及其衍生物（硫化氢、硫醇、二硫化物等）的含量，以质量%表示。
它主要反映油品的精制深度和所加工原油的组成特性。
4、馏程（Distillationrange）
馏程是油品在规定条件下蒸馏所得到的、以初馏点和终馏点表示其特征的温度范围。
5、蒸发损失（Evaporationloss）
蒸发损失是油品在规定条件下蒸发后其损失量所占的重量百分数。
润滑油在使用中蒸发，造成油量减少，需要补充。
6、密度和相对密度（DensityandRelativedensity）
密度是指在规定温度下单位体积内所含物质的质量，以g/cm3或kg/m3表示。
相对密度亦称比重，是指物质在给定温度下的密度与标准温度下纯水的密度之比值，没有量纲，因而也就没有单位。
7、色度（Colourity）
色度是在规定条件下，油品的颜色最接近某一号标准色板的颜色时所测得的结果。
色度是用来初步鉴别油品精制深度和使用过程中氧化变质程度的标志。
四、润滑脂的主要理化指标
润滑脂是由一种（或多种）稠化剂和一种（或几种）润滑液体所组成的一种具有塑性的润滑剂。
（一）润滑脂的物理性能
包括外观、滴点、针入度、胶体安定性、水份、机械杂质和蒸发性等.
1、外观：
包括颜色、光亮、透明度、纤维数、均匀性、气味、乳化性、光滑感和软硬度等情况。
外观在使用上的意义：
1）通过外观可以概括地推测润滑脂的质量情况。
如均匀性、软硬度、有无皂块、有无机械杂质等。
2）初步鉴定润滑脂品种。
如钙基、锂基润滑脂是细纤维膏状，钠基润滑脂是长纤维结构。
3）可以了解润滑脂的粘附性和防护性。
如凡士林和烃基润滑脂，具有较强粘稠性、拉丝性和附着力。
4）还可以了解润滑脂机械安定性，即通过用手指捻压，是否容易变稀。
2、滴点：
又叫滴落点。
在规定的条件下加热，润滑脂随温度升高而变软，从脂杯中滴下第一滴的温度称滴点。
滴点在使用上的意义：
1）滴点可以确定润滑脂使用时允许的最高温度。
一般来讲，润滑脂应在低于滴点20-30℃温度下工作。
2）根据测定的滴点再配合外观指标鉴别，大致可以判断润滑脂的品种。
如钙基润滑脂的滴点大约为70-100℃；钙钠基润滑脂的滴点大约为120-150℃；钠基润滑脂的滴点大约为130-160℃；滴点高于200℃，大多为合成润滑脂。
3、锥入度：
锥入度是衡量润滑脂的稠度（即软硬程度）的指标。
其测定方法是将润滑脂保持在一定温度，以规定重量的标准圆锥体，在5s内沉入润滑脂的深度来表示。
单位为1/10mm。
锥入度在使用上的意义：
1）表示润滑脂的稠度。
锥入度大，则稠度小。
锥入度小，则稠度大。
在一定程度上表示润滑脂使用时，所承受负荷的大小，锥入度小的润滑脂承受负荷较大。
2）表示流动性能。
锥入度大的润滑脂软，反之则硬。
锥入度过大易流失，过小流动性差。
锥入度过小的润滑脂，不适宜用于高转速的运动副，也不适宜用于管道压力送脂润滑装置。
3）锥入度可以表示润滑脂的塑性强度，从而初步了解它的抗挤压、抗剪切的能力，便于合理使用。
4）润滑脂的牌号，是根据锥入度的大小来划分的，所以知其牌号则可知其锥入度的范围，知其锥入度则可知其牌号。
4、分油：
润滑脂在储存和使用过程中有产生分油的倾向，质量好的润滑脂分油较少。
润滑油的分油倾向大小（又称胶体安定性好坏），对其使用有很大影响。
5、水分：
水分是指润滑脂含水的质量分数。
即在产品规格上是用来控制含水分的百分率。
水分在使用上的意义：
1）水分在润滑脂中存在有两种形式。
一种是结构水，形成水合物结晶，这种水是润滑脂的稳定剂，是不可缺少的成分，是在润滑脂中允许存在的。
另一种是游离水，被吸附或夹杂在润滑脂中，对润滑脂是有害的，会降低润滑脂的润滑性、机械安定性和化学安定性。
如游离水过多，会对机件产生腐蚀作用。
2）钙基润滑脂含有结构水质量分数为1.5%-3%。
这种含结构水的润滑脂，一般使用温度不超过70-80℃。
否则会失去水分，破坏脂的结构，引起油皂分离，失去润滑作用。
6、机械杂质：
润滑脂中的机械杂质系指稠化剂和固体添加剂以外的固体物质（例如沙粒、尘土、铁锈、金属屑等）。
机械杂质在使用上的意义：
1）机械杂质，对润滑脂的使用极为重要。
因为这些硬性杂质极易引起机件的磨损，要除去润滑脂中的杂质，一般都很困难，它不像液体油，只要经过沉淀、过滤就可以除尽杂质。
为此，在贮存、运输和使用过程中，应严格注意外入杂质侵入润滑脂内。
2）润滑脂中机械杂质超过一定量时，润滑脂应立即报废。
7、蒸发性：
是衡量润滑脂在使用和贮存中由于基础油的蒸发导致润滑脂变干的倾向。
（二）润滑脂的化学性能
主要包括氧化安定性、游离酸和游离碱、腐蚀性等
1、氧化安定性：
润滑脂在贮存和使用过程中抵抗氧化的能力。
氧化安定性是影响润滑脂使用寿命的重要性能之一，尤其对长期高温下使用的润滑脂。
2、游离酸和游离碱：
游离酸和游离碱是指润滑脂在生产过程中未经充分皂化后的有机酸和过剩的碱量。
游离碱含量用含KOH的质量分数来表示。
游离有机酸和游离碱在使用上的意义：
1）极少量的游离碱对润滑脂质量影响不大，允许甚至必须含有少量的游离碱。
润滑脂在长期贮存中，因受氧化作用，某些烃类物质变质后，成为有机酸，这会使游离碱含量减少、中和。
所以一定量的游离碱的存在是必要的，能抑制润滑脂的氧化变质。
但润滑脂中含有游离碱量过大时，润滑脂的胶体安定性和机械安全性都会受到影响，会产生分层、析油、损失润滑性能。
2）润滑脂不允许有游离酸的存在，特别是低分子有机酸，会对金属产生腐蚀作用。
润滑脂呈酸性时，会使脂骨架失效，脂发软变稀。
3、腐蚀性：
润滑脂对金属是否有腐蚀作用。
润滑脂对金属产生腐蚀的原因主要有：
一是本身含有腐蚀性物质，如水、游离酸、碱和活性硫化物等；另一原因是由于氧化产生的有机酸所致。
（三）实用性能
主要包括：
机械安定性、润滑性。
1、机械安定性：
指润滑脂受到机械力作用后其结构被破坏，稠度发生变化的性能。
用其受剪切前后锥入度变化值来表示。
2、润滑性：
润滑脂的润滑性能对其使用关系非常密切，对重载设备，特别是链条和齿轮，要求其必须具有较高的综合磨损值和烧结负荷，防止性能达不到要求而使设备磨损。
评定润滑脂的抗磨和极压性能最常用的方法是四球机法和梯姆肯试验机法。
五、润滑油的组成
润滑油的主要组分是基础油和添加剂。
（一）、基础油
基础油分为矿物油和合成油两大类。
矿物油是指通过润滑油加工工艺从石油中得到的润滑油高、低粘度组分，中国的行业标准按粘度指数（VI）分为五类：
（1）低粘度指数基础油（代号：
LVI，VI<40）
（2）中粘度指数基础油（代号：
MVI，VI＝40～80）
（3）高粘度指数基础油（代号：
HVI，VI≥95）
（4）很高粘度指数的基础油（代号：
VHVI，VI≥120）
（5）超高粘度指数的基础油（代号：
VHVI，VI≥140）
基础油粘度等级采用赛氏通用粘度（秒）划分：
（1）低粘度组分称为中性油（Neutral），以100℉（37.8℃）赛氏通用粘度（秒）表示，如150N等。
（2）高粘度组分称为光亮油（BrightStock），以210℉（98.9℃）赛氏通用粘度（秒）表示，如150BS等。
合成油是指采用有机合成方法制得的具有特定结构和性能的基础油。
目前已广泛采用的合成基础油主要有以下几类：
（1）合成烃：
采用乙烯聚合和以石蜡裂化所得的低分子烯烃聚合而得的合成烃油。
合成烃具有液体温度范围宽、粘温性能好、粘度指数极高（可达135～145）、氧化安定性好（240℃）、热安定性好（可达340℃）、润滑性能好、挥发度好和抗剪切安定性好等优点。
（2）脂肪酸酯：
是有机酸和醇的反应产物。
依醇或酸分子的大小或元素的不同，可生成各种各样的脂肪酸酯。
用做合成油的主要有：
二元酸酯（双酯）、新戊基多元醇酯（三羟甲基烷酯和季戊四酯）和复酯（二元酸与乙二醇的反应产物）。
脂肪酸酯具有优良的粘-温性、高温性和优异的低温性，以及较好的抗磨性、氧化安定性等。
③聚乙二醇及其衍生物：
包括带或不带烷基的聚乙二醇和聚乙二醇醚。
这些化合物不仅具有优良的润滑行，而且具有凝点低、粘-温性和氧化安定性好等优点。
（二）、添加剂
添加剂一般为各种极性化合物、高分子聚合物和含有硫、磷、氯等活性元素的化合物。
在基础油中加入少量的这些化合物，能改善油品的一种或多种性质，甚至赋予润滑油以崭新的特性，得到更为满意的油品。
添加剂可分为两大类：
（1）影响润滑油物理性质的添加剂，如降凝剂、粘度指数改进剂或增粘剂、抗泡剂等；
（2）在化学方面起作用的添加剂，如清净剂、分散剂、抗氧剂、防锈剂、极压抗磨剂、防腐剂、摩擦改进剂、乳化剂和抗乳化剂等。
降凝剂（Pourdepressants）可使油品中的蜡晶细化，降低油品的凝点，改善油品的低温流动性。
粘度指数改进剂（Viscosityindeximprovers）能显著地改善油品的粘-温性能，主要用于多级内燃机油。
抗泡剂（Antifoamadditive）可降低油品泡.A.的表面张力，阻止泡.A.的形成。
清静剂（Detergent）可防止内燃机内形成烟灰、漆状物沉积，中和酸性物质，减少腐蚀磨损。
无灰分散剂（Ashlessdispersingagent）与清净剂复合有等同效应，能防止生成低温油泥。
抗氧剂（Antioxidant）能延缓油品的氧化，延长油品的使用期。
极压抗磨剂（EPAntiwearagent）可改善油品在高温、重负荷下的抗擦伤和抗磨损性能。
防锈剂（Rustinhibitor）可提高油品阻止水份与氧离子对金属的锈蚀作用，保护金属表面，延缓锈蚀。
摩擦改进剂（Frictionmodifier）可提高油品的润滑性，降低摩擦，减少磨损。
乳化剂和抗乳化剂（Emulsifuingagentanddemulsifyingagent）是一类不同结构的表面活性剂。
乳化剂可防止乳化粒子结合，使乳化液稳定。
抗乳化剂可以加速油水分离，防止乳化液形成。
防腐剂（Anticorrisionadditive）是为防止或延缓金属发生腐蚀而加入的添加剂。
六、润滑脂的组成
润滑脂的主要组成是基础油、稠化剂和添加剂（添加剂和填料）。
一般选用矿物油作基础油，在有特殊要求的条件下，也可选用合成油作基础油。
稠化剂是润滑脂中重要的特征组成部分。
它是被相对均匀地分散在基础油中而形成润滑脂结构的固体颗粒，作用主要是将流动的液体润滑油增稠成不流动的半固体状况。
稠化剂的种类不同，将对润滑脂的一系列性能起重要影响。
稠化剂可分为皂基和非皂基（烃基，有机和无机）两大类。
皂基分①单金属皂（钙基、钠基、锂基、铝基、钡基等）；②复合皂（复合钙皂、复合锂皂、复合铝皂等）③混合金属皂（钙－钠基、锂－钙基）。
非皂基稠化剂的烃基主要是地蜡、石蜡以及石油脂；有机稠化剂包括酰胺、脲基、氟碳等；无机稠化剂包括膨润土、硅胶、氮化硼。
根据使用性能要求，也可加入胶溶剂、抗氧剂、极压抗磨剂、防锈剂、防水剂和丝性增强剂等添加剂。
七、润滑油的分类和规格
1、润滑油的分类
润滑油是广泛应用于机械设备的液体润滑剂。
润滑油在金属表面上不仅能够减少摩擦、降低磨损，而且还能够不断地从摩擦表面上吸取热量，降低摩擦表面的温度，起到冷却作用，从而保持机械设备正常运转，减少故障和损坏，延长其使用寿命。
表2国际标准化组织（ISO）和国标GB润滑剂分类标准对照表制
组别
应用场合
已发布的分组标准
我国
A
全损耗系统Totallosssystems
ISO6743/1-1981
GB/T7631.13－95
B
脱模Mouldrelease
C
齿轮Gears
ISO6743/6-1990
GB/T7631.7－89
D
压缩机（包括冷冻机和真空泵）Compressors（includingrefrigerationandvacuumpumps）
ISO6743/3A-1987
ISO6743/3B-1987
GB/T7631.9－92
E
内燃机Internalcombustionengine
GB/T7631.3－89
F
主轴、轴承和离合器Spindlebearings,bearingsandassociatedclutches
ISO6743/2-1981
GB/T7631.4－89
G
导轨Slideways
ISO6743/13-1989
GB/T7631.11－94
H
液压系统Hydraulicsystems
ISO6743/4-1982
GB/T7631.2－87
M
金属加工Metalworking
ISO6743/7-1986
GB/T7631.5－89
N
电器绝缘Electricalinsulation
P
风动工具Pneumatictools
ISO6743/11-1990
Q
热传导Heattransfer
ISO6743/12-1989
GB/T7631.12－94
R
暂时保护防腐蚀Temporaryprotectionagainstcorrosion
ISO6743/8-1987
GB/T7631.6－89
T
汽轮机Turbines
ISO6743/5-1988
GB/T7631.10－92
U
热处理Heattreatment
X
用润滑脂的场合Applicationsrequiringgrease
ISO6743/9-1987
GB/T7631.8－90
Y
其他应用场合Otherapplications
ISO6743/10-1989
Z
蒸汽气缸Steamcylinders
S
特殊润滑剂应用场合Applicationsofparticularlubricants
注：
ISO6743/6＝GB7631.7。
ISO6743/6-1990为工业齿轮油，而GB/T7631.7－89为车辆齿轮油的分类。
2、润滑脂的分类
ISO6743/9（X组）为润滑脂国际标准，中国相应地颁布了GB7631.8（X组）润滑脂国家标准。
这个分类标准适用于润滑各种设备、机械部件、车辆等所有种类的润滑脂；不适用于特殊用途的润滑脂，例如接触食品、辐射、高真空等。
也就是说，对只起润滑作用的润滑脂适用，对起密封、防护等作用的润滑脂均不适用。
这个分类标准是按照润滑脂应用时的操作条件，如温度、负荷和水污染等进行分类。
3、润滑油脂规格标准
润滑油脂的规格标准在国内一般分为三类：
①国家标准：
GB（强制性）和GB/T（非强制性）；
②石化行业标准：
SH/T（非强制性）；
③石化企业标准Q/SHXXX
一般来说，企业标准应该比国家标准、行业标准更为严格，以便于企业控制的技术指标更容易达到国家标准和行业标准。
由于石化企业标准和石化行业标准较多，因此只能列出以下有关润滑油脂的国家标准供参考。
汽油机油
GB11121-1995
柴油机油
GB11122-1997
车辆齿轮油
GB13895-1992
工业齿轮油
GB5903-1995
液压油
GB11118.1-1994
内燃机车柴油机油
GB17038-1997
全损耗系统用油
GB443-1989
汽轮机油
GB11120-1989
空气压缩机油
GB12691-1991
冷冻机油
GB/T16630-1996
蒸汽气缸油
GB/T447-1994
变压器油
GB2536-1990
电容器油
GB4624-1988
合成制动液
GB12981-1991
钙基润滑脂
GB491-1987
通用锂基润滑脂
GB7324-1994
汽车通用锂基润滑脂
GB/T5671-1995
极压锂基润滑脂
GB7323-1994
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