工業(yè)機械油潤滑油的知識
發(fā)布日期：2014-04-17 10:02 來源：http://www.shengyang.net.cn 點擊：
一、機械油 潤滑油作用
潤滑油是用在各種類型機械上以減少摩擦，保護機械及加工件的液體潤滑劑，主要起潤滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用。潤滑油占全部潤滑材料的85%，種類牌號繁多，現在世界年用量約3800萬噸。對潤滑油總的要求是：
（1） 減摩抗磨，降低摩擦阻力以節(jié)約能源，減少磨損以延長機械壽命，提高經濟效益；
（2） 冷卻，要求隨時將摩擦熱排出機外；
（3） 密封，要求防泄漏、防塵、防串氣；
（4） 抗腐蝕防銹，要求保護摩擦表面不受油變質或外來侵蝕；
（5） 清凈沖洗，要求把摩擦面積垢清洗排除；
（6） 應力分散緩沖，分散負荷和緩和沖擊及減震；
（7） 動能傳遞，液壓系統(tǒng)和遙控馬達及摩擦無級變速等。
二、潤滑油組成
潤滑油一般由基礎油和添加劑兩部分組成?；A油是潤滑油的主要成分，決定著潤滑油的基本性質，添加劑則可彌補和改善基礎油性能方面的不足，賦予某些新的性能，是潤滑油的重要組成部分。
1、潤滑油基礎油
潤滑油基礎油主要分礦物基礎油及合成基礎油兩大類。礦物基礎油應用廣泛，用量很大（約95%以上），但有些應用場合則必須使用合成基礎油調配的產品，因而使合成基礎油得到迅速發(fā)展。
礦油基礎油由原油提煉而成。潤滑油基礎油主要生產過程有：常減壓蒸餾、溶劑脫瀝青、溶劑精制、溶劑脫蠟、白土或加氫補充精制。1995年修訂了我國現行的潤滑油基礎油標準，主要修改了分類方法，并增加了低凝和深度精制兩類專用基礎油標準。礦物型潤滑油的生產，最重要的是選用最佳的原油。
礦物基礎油的化學成分包括高沸點、高分子量烴類和非烴類混合物。其組成一般為烷烴（直鏈、支鏈、多支鏈）、環(huán)烷烴（單環(huán)、雙環(huán)、多環(huán)）、芳烴（單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴）、環(huán)烷基芳烴以及含氧、含氮、含硫有機化合物和膠質、瀝青質等非烴類化合物。
2、添加劑
添加劑是近代高級潤滑油的精髓，正確選用合理加入，可改善其物理化學性質，對潤滑油賦予新的特殊性能，或加強其原來具有的某種性能，滿足更高的要求。根據潤滑油要求的質量和性能，對添加劑精心選擇，仔細平衡，進行合理調配，是保證潤滑油質量的關鍵。一般常用的添加劑有：粘度指數改進劑，傾點下降劑，抗氧化劑，清凈分散劑，摩擦緩和劑，油性劑，極壓劑，抗泡沫劑，金屬鈍化劑，乳化劑，防腐蝕劑，防銹劑，破乳化劑。
三、潤滑油脂的基本性能
潤滑油是一種技術密集型產品，是復雜的碳氫化合物的混合物，而其真正使用性能又是復雜的物理或化學變化過程的綜合效應。潤滑油的基本性能包括一般理化性能、特殊理化性能和模擬臺架試驗。
一般理化性能
每一類潤滑油脂都有其共同的一般理化性能，以表明該產品的內在質量。對潤滑油來說，這些一般理化性能如下：
1、 外觀（色度）
2、 密度
3、粘度
4、粘度指數
5、閃點
6、凝點和傾點
7、水分
8、殘?zhí)?/span>
除了上述一般理化性能之外，每一種潤滑油品還應具有表征其使用特性的特殊理化性質。越是質量要求高，或是專用性強的油品，其特殊理化性能就越突出。反映這些特殊理化性能的試驗方法簡要介紹如下：
（1） 氧化安定性
氧化安定性說明潤滑油的抗老化性能，一些使用壽命較長的工業(yè)潤滑油都有此項指標要求，因而成為這些種類油品要求的一個特殊性能。測定油品氧化安定性的方法很多，基本上都是一定量的油品在有空氣（或氧氣）及金屬催化劑的存在下，在一定溫度下氧化一定時間，然后測定油品的酸值、粘度變化及沉淀物的生成情況。一切潤滑油都依其化學組成和所處外界條件的不同，而具有不同的自動氧化傾向。隨使用過程而發(fā)生氧化作用，因而逐漸生成一些醛、酮、酸類和膠質、瀝青質等物質，氧化安定性則是抑制上述不利于油品使用的物質生成的性能。
（2） 熱安定性
熱安定性表示油品的耐高溫能力，也就是潤滑油對熱分解的抵抗能力，即熱分解溫度。一些高質量的抗磨液壓油、壓縮機油等都提出了熱安定性的要求。油品的熱安定性主要取決于基礎油的組成，很多分解溫度較低的添加劑往往對油品安定性有不利影響；抗氧劑也不能明顯地改善油品的熱安定性。
（3）油性和極壓性
煤氣柜密封油油性是潤滑油中的極性物在摩擦部位金屬表面上形成堅固的理化吸附膜，從而起到耐高負荷和抗摩擦磨損的作用，而極壓性則是潤滑油的極性物在摩擦部位金屬表面上，受高溫、高負荷發(fā)生摩擦化學作用分解，并和表面金屬發(fā)生摩擦化學反應，形成低熔點的軟質（或稱具可塑性的）極壓膜，從而起到耐沖擊、耐高負荷高溫的潤滑作用。
（4）腐蝕和銹蝕
由于油品的氧化或添加劑的作用，常常會造成鋼和其它有色金屬的腐蝕。腐蝕試驗一般是將紫銅條放入油中，在100℃下放置3小時，然后觀察銅的變化；而銹蝕試驗則是在水和水汽作用下，鋼表面會產生銹蝕，測定防銹性是將30ml蒸餾水或人工海水加入到300ml試油中，再將鋼棒放置其內，在54℃下攪拌24小時，然后觀察鋼棒有無銹蝕。油品應該具有抗金屬腐蝕和防銹蝕作用，在工業(yè)潤滑油標準中，這兩個項目通常都是必測項目。
（5）抗泡性
潤滑油在運轉過程中，由于有空氣存在，常會產生泡沫，尤其是當油品中含有具有表面活性的添加劑時，則更容易產生泡沫，而且泡沫還不易消失。潤滑油使用中產生泡沫會使油膜破壞，使摩擦面發(fā)生燒結或增加磨損，并促進潤滑油氧化變質，還會使?jié)櫥到y(tǒng)氣阻，影響潤滑油循環(huán)。因此抗泡性是潤滑油等的重要質量指標。
（6）水解安定性
水解安定性表征油品在水和金屬（主要是銅）作用下的穩(wěn)定性，當油品酸值較高，或含有遇水易分解成酸性物質的添加劑時，常會使此項指標不合格。它的測定方法是將試油加入一定量的水之后，在銅片和一定溫度下混合攪動一定時間，然后測水層酸值和銅片的失重。
（7）抗乳化性
工業(yè)潤滑油在使用中常常不可避免地要混入一些冷卻水，如果潤滑油的抗乳化性不好，它將與混入的水形成乳化液，使水不易從循環(huán)油箱的底部放出，從而可能造成潤滑不良。因此抗乳化性是工業(yè)潤滑油的一項很重要的理化性能。一般油品是將40ml試油與40ml蒸餾水在一定溫度下劇烈攪拌一定時間，然后觀察油層-水層-乳化層分離成40-37-3ml的時間；工業(yè)齒輪油是將試油與水混合，在一定溫度和6000轉/分下攪拌5分鐘，放置5小時，再測油、水、乳化層的毫升數。
（8）空氣釋放值
液壓油標準中有此要求，因為在液壓系統(tǒng)中，如果溶于油品中的空氣不能及時釋放出來，那么它將影響液壓傳遞的精確性和靈敏性，嚴重時就不能滿足液壓系統(tǒng)的使用要求。測定此性能的方法與抗泡性類似，不過它是測定溶于油品內部的空氣（霧沫）釋放出來的時間。
（9）橡膠密封性
在液壓系統(tǒng)中以橡膠做密封件者居多，在機械中的油品不可避免地要與一些密封件接觸，車用齒輪油橡膠密封性不好的油品可使橡膠溶脹、收縮、硬化、龜裂，影響其密封性，因此要求油品與橡膠有較好的適應性。液壓油標準中要求橡膠密封性指數，它是以一定尺寸的橡膠圈浸油一定時間后的變化來衡量。
（10）剪切安定性
加入增粘劑的油品在使用過程中，由于機械剪切的作用，油品中的高分子聚合物被剪斷，使油品粘度下降，影響正常潤滑。因此剪切安定性是這類油品必測的特殊理化性能。測定剪切安定性的方法很多，有超聲波剪切法、噴嘴剪切法、威克斯泵剪切法、FZG齒輪機剪切法，這些方法最終都是測定油品的粘度下降率。
（11）溶解能力
溶解能力通常用苯胺點來表示。不同級別的油對復合添加劑的溶解極限苯胺點是不同的，低灰分油的極限值比過堿性油要大，單級油的極限值比多級油要大。
（12）揮發(fā)性
基礎油的揮發(fā)性對油耗、粘度穩(wěn)定性、氧化安定性有關。這些性質對多級油和節(jié)能油尤其重要。
（13）防銹性能
這是專指防銹油脂所應具有的特殊理化性能，它的試驗方法包括潮濕試驗、鹽霧試驗、疊片試驗、水置換性試驗，此外還有百葉箱試驗、長期儲存試驗等。
（14）電氣性能
電氣性能是絕緣油的特有性能，主要有介質損失角、介電常數、擊穿電壓、脈沖電壓等。基礎油的精制深度、雜質、水分等均對油品的電氣性能有較大的影響。
（15）潤滑脂的特殊理化性能
潤滑脂除一般理化性能外，專門用途的脂還有其特殊的理化性能。如防水性好的潤滑脂要求進行水淋試驗；低溫脂要測低溫轉矩；多效潤滑脂要測極壓抗磨性和防銹性；長壽命脂要進行軸承壽命試驗等。這些性能的測定也有相應的試驗方法。
（16）其它特殊理化性能
機械油每種油品除一般性能外，都應有自己獨特的特殊性能。例如，淬火油要測定冷卻速度；乳化油要測定乳化穩(wěn)定性；液壓導軌油要測防爬系數；噴霧潤滑油要測油霧彌漫性；冷凍機油要測凝絮點；低溫齒輪油要測成溝點等。這些特性都需要基礎油特殊的化學組成，或者加入某些特殊的添加劑來加以保證。
潤滑油是用在各種類型機械上以減少摩擦，保護機械及加工件的液體潤滑劑，主要起潤滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用。潤滑油占全部潤滑材料的85%，種類牌號繁多，現在世界年用量約3800萬噸。對潤滑油總的要求是：
（1） 減摩抗磨，降低摩擦阻力以節(jié)約能源，減少磨損以延長機械壽命，提高經濟效益；
（2） 冷卻，要求隨時將摩擦熱排出機外；
（3） 密封，要求防泄漏、防塵、防串氣；
（4） 抗腐蝕防銹，要求保護摩擦表面不受油變質或外來侵蝕；
（5） 清凈沖洗，要求把摩擦面積垢清洗排除；
（6） 應力分散緩沖，分散負荷和緩和沖擊及減震；
（7） 動能傳遞，液壓系統(tǒng)和遙控馬達及摩擦無級變速等。
二、潤滑油組成
潤滑油一般由基礎油和添加劑兩部分組成?；A油是潤滑油的主要成分，決定著潤滑油的基本性質，添加劑則可彌補和改善基礎油性能方面的不足，賦予某些新的性能，是潤滑油的重要組成部分。
1、潤滑油基礎油
潤滑油基礎油主要分礦物基礎油及合成基礎油兩大類。礦物基礎油應用廣泛，用量很大（約95%以上），但有些應用場合則必須使用合成基礎油調配的產品，因而使合成基礎油得到迅速發(fā)展。
礦油基礎油由原油提煉而成。潤滑油基礎油主要生產過程有：常減壓蒸餾、溶劑脫瀝青、溶劑精制、溶劑脫蠟、白土或加氫補充精制。1995年修訂了我國現行的潤滑油基礎油標準，主要修改了分類方法，并增加了低凝和深度精制兩類專用基礎油標準。礦物型潤滑油的生產，最重要的是選用最佳的原油。
礦物基礎油的化學成分包括高沸點、高分子量烴類和非烴類混合物。其組成一般為烷烴（直鏈、支鏈、多支鏈）、環(huán)烷烴（單環(huán)、雙環(huán)、多環(huán)）、芳烴（單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴）、環(huán)烷基芳烴以及含氧、含氮、含硫有機化合物和膠質、瀝青質等非烴類化合物。
2、添加劑
添加劑是近代高級潤滑油的精髓，正確選用合理加入，可改善其物理化學性質，對潤滑油賦予新的特殊性能，或加強其原來具有的某種性能，滿足更高的要求。根據潤滑油要求的質量和性能，對添加劑精心選擇，仔細平衡，進行合理調配，是保證潤滑油質量的關鍵。一般常用的添加劑有：粘度指數改進劑，傾點下降劑，抗氧化劑，清凈分散劑，摩擦緩和劑，油性劑，極壓劑，抗泡沫劑，金屬鈍化劑，乳化劑，防腐蝕劑，防銹劑，破乳化劑。
三、潤滑油脂的基本性能
潤滑油是一種技術密集型產品，是復雜的碳氫化合物的混合物，而其真正使用性能又是復雜的物理或化學變化過程的綜合效應。潤滑油的基本性能包括一般理化性能、特殊理化性能和模擬臺架試驗。
一般理化性能
每一類潤滑油脂都有其共同的一般理化性能，以表明該產品的內在質量。對潤滑油來說，這些一般理化性能如下：
1、 外觀（色度）
2、 密度
3、粘度
4、粘度指數
5、閃點
6、凝點和傾點
7、水分
8、殘?zhí)?/span>
除了上述一般理化性能之外，每一種潤滑油品還應具有表征其使用特性的特殊理化性質。越是質量要求高，或是專用性強的油品，其特殊理化性能就越突出。反映這些特殊理化性能的試驗方法簡要介紹如下：
（1） 氧化安定性
氧化安定性說明潤滑油的抗老化性能，一些使用壽命較長的工業(yè)潤滑油都有此項指標要求，因而成為這些種類油品要求的一個特殊性能。測定油品氧化安定性的方法很多，基本上都是一定量的油品在有空氣（或氧氣）及金屬催化劑的存在下，在一定溫度下氧化一定時間，然后測定油品的酸值、粘度變化及沉淀物的生成情況。一切潤滑油都依其化學組成和所處外界條件的不同，而具有不同的自動氧化傾向。隨使用過程而發(fā)生氧化作用，因而逐漸生成一些醛、酮、酸類和膠質、瀝青質等物質，氧化安定性則是抑制上述不利于油品使用的物質生成的性能。
（2） 熱安定性
熱安定性表示油品的耐高溫能力，也就是潤滑油對熱分解的抵抗能力，即熱分解溫度。一些高質量的抗磨液壓油、壓縮機油等都提出了熱安定性的要求。油品的熱安定性主要取決于基礎油的組成，很多分解溫度較低的添加劑往往對油品安定性有不利影響；抗氧劑也不能明顯地改善油品的熱安定性。
（3）油性和極壓性
煤氣柜密封油油性是潤滑油中的極性物在摩擦部位金屬表面上形成堅固的理化吸附膜，從而起到耐高負荷和抗摩擦磨損的作用，而極壓性則是潤滑油的極性物在摩擦部位金屬表面上，受高溫、高負荷發(fā)生摩擦化學作用分解，并和表面金屬發(fā)生摩擦化學反應，形成低熔點的軟質（或稱具可塑性的）極壓膜，從而起到耐沖擊、耐高負荷高溫的潤滑作用。
（4）腐蝕和銹蝕
由于油品的氧化或添加劑的作用，常常會造成鋼和其它有色金屬的腐蝕。腐蝕試驗一般是將紫銅條放入油中，在100℃下放置3小時，然后觀察銅的變化；而銹蝕試驗則是在水和水汽作用下，鋼表面會產生銹蝕，測定防銹性是將30ml蒸餾水或人工海水加入到300ml試油中，再將鋼棒放置其內，在54℃下攪拌24小時，然后觀察鋼棒有無銹蝕。油品應該具有抗金屬腐蝕和防銹蝕作用，在工業(yè)潤滑油標準中，這兩個項目通常都是必測項目。
（5）抗泡性
潤滑油在運轉過程中，由于有空氣存在，常會產生泡沫，尤其是當油品中含有具有表面活性的添加劑時，則更容易產生泡沫，而且泡沫還不易消失。潤滑油使用中產生泡沫會使油膜破壞，使摩擦面發(fā)生燒結或增加磨損，并促進潤滑油氧化變質，還會使?jié)櫥到y(tǒng)氣阻，影響潤滑油循環(huán)。因此抗泡性是潤滑油等的重要質量指標。
（6）水解安定性
水解安定性表征油品在水和金屬（主要是銅）作用下的穩(wěn)定性，當油品酸值較高，或含有遇水易分解成酸性物質的添加劑時，常會使此項指標不合格。它的測定方法是將試油加入一定量的水之后，在銅片和一定溫度下混合攪動一定時間，然后測水層酸值和銅片的失重。
（7）抗乳化性
工業(yè)潤滑油在使用中常常不可避免地要混入一些冷卻水，如果潤滑油的抗乳化性不好，它將與混入的水形成乳化液，使水不易從循環(huán)油箱的底部放出，從而可能造成潤滑不良。因此抗乳化性是工業(yè)潤滑油的一項很重要的理化性能。一般油品是將40ml試油與40ml蒸餾水在一定溫度下劇烈攪拌一定時間，然后觀察油層-水層-乳化層分離成40-37-3ml的時間；工業(yè)齒輪油是將試油與水混合，在一定溫度和6000轉/分下攪拌5分鐘，放置5小時，再測油、水、乳化層的毫升數。
（8）空氣釋放值
液壓油標準中有此要求，因為在液壓系統(tǒng)中，如果溶于油品中的空氣不能及時釋放出來，那么它將影響液壓傳遞的精確性和靈敏性，嚴重時就不能滿足液壓系統(tǒng)的使用要求。測定此性能的方法與抗泡性類似，不過它是測定溶于油品內部的空氣（霧沫）釋放出來的時間。
（9）橡膠密封性
在液壓系統(tǒng)中以橡膠做密封件者居多，在機械中的油品不可避免地要與一些密封件接觸，車用齒輪油橡膠密封性不好的油品可使橡膠溶脹、收縮、硬化、龜裂，影響其密封性，因此要求油品與橡膠有較好的適應性。液壓油標準中要求橡膠密封性指數，它是以一定尺寸的橡膠圈浸油一定時間后的變化來衡量。
（10）剪切安定性
加入增粘劑的油品在使用過程中，由于機械剪切的作用，油品中的高分子聚合物被剪斷，使油品粘度下降，影響正常潤滑。因此剪切安定性是這類油品必測的特殊理化性能。測定剪切安定性的方法很多，有超聲波剪切法、噴嘴剪切法、威克斯泵剪切法、FZG齒輪機剪切法，這些方法最終都是測定油品的粘度下降率。
（11）溶解能力
溶解能力通常用苯胺點來表示。不同級別的油對復合添加劑的溶解極限苯胺點是不同的，低灰分油的極限值比過堿性油要大，單級油的極限值比多級油要大。
（12）揮發(fā)性
基礎油的揮發(fā)性對油耗、粘度穩(wěn)定性、氧化安定性有關。這些性質對多級油和節(jié)能油尤其重要。
（13）防銹性能
這是專指防銹油脂所應具有的特殊理化性能，它的試驗方法包括潮濕試驗、鹽霧試驗、疊片試驗、水置換性試驗，此外還有百葉箱試驗、長期儲存試驗等。
（14）電氣性能
電氣性能是絕緣油的特有性能，主要有介質損失角、介電常數、擊穿電壓、脈沖電壓等。基礎油的精制深度、雜質、水分等均對油品的電氣性能有較大的影響。
（15）潤滑脂的特殊理化性能
潤滑脂除一般理化性能外，專門用途的脂還有其特殊的理化性能。如防水性好的潤滑脂要求進行水淋試驗；低溫脂要測低溫轉矩；多效潤滑脂要測極壓抗磨性和防銹性；長壽命脂要進行軸承壽命試驗等。這些性能的測定也有相應的試驗方法。
（16）其它特殊理化性能
機械油每種油品除一般性能外，都應有自己獨特的特殊性能。例如，淬火油要測定冷卻速度；乳化油要測定乳化穩(wěn)定性；液壓導軌油要測防爬系數；噴霧潤滑油要測油霧彌漫性；冷凍機油要測凝絮點；低溫齒輪油要測成溝點等。這些特性都需要基礎油特殊的化學組成，或者加入某些特殊的添加劑來加以保證。
