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軸承潤滑脂的性能及其評定指標

來源:龍道軸承 發布時間:2019-04-15熱度: ℃
軸承潤滑脂的使用範圍很廣,工作條件差異也很大。 帶座軸承 清洗将轴承拆下检查时,先用拍照等方法做好外观记载。另外,要供认剩余润滑剂的量并对润滑剂采样,然后再清洗轴承...


軸承潤滑脂的使用範圍很廣,工作條件差異也很大。帶座軸承清洗將軸承拆下檢查時,先用拍照等方法做好外觀記載。另外,要供認剩余潤滑劑的量並對潤滑劑采樣,然後再清洗軸承。不同的機械設備對潤滑脂性能要求很不相同。潤滑脂性能是潤滑脂組成及其制備工藝的綜合體現。軸承潤滑脂性能的評價,不但在生産上和研究工作上有決定性的意義,而且在使用部門對潤滑脂的選擇和檢驗上也是必不可少的。根據汽車及工程機械用脂部位的具體情況,對潤滑脂的基本要求是:適當的稠度,良好的高低溫性能,良好的極壓、抗磨性,良好的抗水、防腐、防鏽和安定性等。
l.稠度
在規定的剪力或剪速下,測定潤滑脂結構體系變形程度以表達體系的結構性,即爲稠度的概念。它是一個與潤滑脂在所潤滑部位上的保持能力和密封性能,以及與潤滑脂的泵送和加注方式有關的重要性能指標。某些潤滑點之所以要使用潤滑脂,就是因爲其有一定的稠度,從而使其具有一定的抵抗流失的能力。不同稠度的潤滑脂所適用的機械轉速、負荷和環境溫度等工作條件不同,因此,稠度是潤滑脂的一個重要指標。
軸承潤滑脂的稠度等級可用錐入度來表示。潤滑脂的錐入度是指在規定時間、溫度條件下,規定重量的標准錐體穿入潤滑脂試樣的深度,以(l/10)mm表示。潤滑脂的錐入度測定可按《潤滑脂錐入度測定法》(GB/T269—91)規定的方法進行。潤滑脂錐入度通常包括不工作、工作、延長工作、塊錐入度四種,不工作錐入度一般不象工作錐入度那樣能有效地代表使用中潤滑脂的稠度,通常檢驗潤滑脂時最好用工作錐入度。延長工作錐入度適用于工作超過60次所測定的錐入度。潤滑脂錐入度測定方法概要:在25℃條件下將錐體組合件從錐入計上釋放,使錐體沈入試樣5s的深度來分別測定潤滑脂的上述四種錐入度。
錐入度反映了潤滑脂在低剪切速率條件下變形與流動性能。錐入度值越高,脂越軟,即稠度越小,越易變形和流動;錐入度值越低,則脂越硬,即稠度越大,越不易變形和流動。由此可見,錐入度可有效地表示潤滑脂的稠度,是選用潤滑脂的重要依據。我國用錐入度範圍來劃分潤滑脂的稠度牌號。GB7631.1—87和國際上廣泛采用的美國潤滑脂協會(NLGI)的稠度編號相一致。
2.高溫性能
溫度對于軸承潤滑脂的流動性具有很大影響,溫度升高,潤滑脂變軟,使得潤滑脂附著性能降低而易于流失。另外,在較高溫度條件下還易使潤滑脂的蒸發損失增大,氧化變質與凝縮分油現象嚴重。潤滑脂失效的主要原因,大多是由于凝膠的萎縮和基礎油的蒸發損關所致,即潤滑脂關效過程的快慢與其使用溫度有關。高溫性能好的潤滑脂可以在較高的使用溫度下保持其附著性能,其變質失效過程也較緩慢。潤滑脂的高溫性能可用滴點、蒸發度和軸承漏失量等指標進行評定。
潤滑脂的滴點是指其在規定條件下達到一定流動性時的最低溫度,以℃表示。滴點沒有絕對的物理意義,它的數值因設備與加熱速率不同而異。潤滑脂的滴點主要取決于稠化劑的種類與含量,潤滑脂的滴點可大致反映其使用溫度的上限。顯然,潤滑脂達到滴點時其已喪失對金屬表面的粘附能力。一般地說,潤滑脂應在滴點以下20℃~30℃或更低的溫度條件下使用。
軸承潤滑脂的滴點可按GB/T4929—85《潤滑脂滴點測定法》進行測定。方法概要:將潤滑脂裝入滴點計的脂杯中,在規定的標准條件下,記錄潤滑脂在試驗過程中達到規定流動性時的溫度。該標准與ISO/DP2176等效。GB/T3498—83是潤滑脂寬溫度範圍滴點測定法。
轴承润滑脂的蒸发度是指在规定条件下蒸发后,润滑脂的损失量所占的质量百分数。帶座軸承清洗将轴承拆下检查时,先用拍照等方法做好外观记载。另外,要供认剩余润滑剂的量并对润滑剂采样,然后再清洗轴承。润滑脂的蒸发度主要取决于所采用的基础油的种类、馏分组成和分子量。高温、宽温度条件下使用的润滑脂,其蒸发度的测定尤为重要,蒸发度可以定性地表示润滑脂上限使用温度。润滑脂基础油蒸发损失,就会使润滑脂中的皂基稠化剂含量相对增大,导致脂的稠度发生变化,使用中会造成内摩擦增大,影响润滑脂的使用寿命。因而,蒸发度指标可以从一定程度上表明润滑脂的高温使用性能。
SH/T0337—92是皿式法測定潤滑脂蒸發度的方法。GB/T7325—87是測定潤滑脂和潤滑油蒸發損失的方法,方法概要:
把放在蒸發器裏的潤滑脂試樣,置于規定溫度的恒溫浴中,熱空氣通過試樣表面22h,根據試樣失重計算蒸發損失。
爲了更好地評價車輛及工程機械所用潤滑脂的高溫性能,還要通過模擬試驗,測定高溫條件下軸承的工作特性及測定軸承漏失量。
據統計,絕大部分滾動軸承潤滑都采用軸承潤滑脂,因此,軸承潤滑脂的軸承使用壽命是一項極其重要的性能指標。外球面軸承实际上是深沟球轴承的一种变型,特点是它的外圈外径表面为球面,可以配入轴承座相应的凹球面内起到调心的作用。外球面軸承主要用来承受以径向负荷为主的径向与轴向联合负荷,一般不宜单独承受轴向负荷。润滑脂在高温轴承寿命试验机上的评定,可以模拟润滑脂在一定的高温、负荷、转速条件下的工作性能,因此,测得的结果对实际使用具有一定的参考价值。一般是在试验机上观测,当润滑脂达到使用寿命时,脂膜破坏,出现破坏力矩的峰值,试验自动停车,还会伴随出现轴承温升记录指示值剧升和干摩擦噪声,若经反复启动仍不能转动,则表示润滑脂膜巳遭破坏,试验结束,试验所进行的时间就是润滑脂的高温轴承寿命。一般而言,润滑脂的轴承寿命越长,表示其使用期也越长。
SH/T0428—92是高溫條件下潤滑脂在抗磨軸承中的工作待性測定法。
测定润滑脂轴承漏失是模拟润滑脂在汽车及工程机械轮载滚动轴承中的工作性能。SH/T0326—92《润滑脂漏失量试验》规定了漏失量测定方法,方法概要:取脂样gDg,往轮毅中装脂样85g,小轴承中装脂样29±0.lg,另一个轴承中装脂样39±0.lg。转速为660r/min±3r/min,轴承温度为105℃±l℃,箱中温度为113℃±l 0.5℃,运行时间为10h,以脂在轴承上被甩出量的多少来衡量润滑脂的工作特性,并在试验结束时注意观察轴承的表面状况。显然,漏失量越大说明润滑脂的高温工作性能越差。
3.低溫性能
汽車與工程礬械起步時的溫度與環境溫度近乎一致,在寒冷地區使用時,要求潤滑脂在低溫條件下仍能保待良好的潤滑性能,它取決于潤滑脂低溫條件下的相似粘度及低溫轉矩。
我們知道潤滑油的粘度隨溫度的升高而減小,所以同一種潤滑油,由于溫度不同,粘度也不同,這種特性稱之爲仲早特垮。潤滑脂的粘溫特性則要比潤滑油複雜,因爲潤滑脂結構體系的粘溫特性還要隨剪力的變化而改變。
潤滑脂在一定溫度條件下的粘度是隨著剪切速率而變化的變量,這種粘度稱之爲相似粘度,單位爲:Pa.s。潤滑脂中相似粘度隨著剪切速率的增高而降低,但當剪切速率繼續增加,潤滑脂的相似粘度接近其基礎油的粘度後便不再變化。潤滑脂相似粘度與剪切速率的變化規律稱爲粘度速度特性。粘度隨剪切速率變化愈顯著,其能量損失愈大。一般可以根據低溫條件下潤滑脂相似粘度的允許值來確定潤滑脂的低溫使用極限。
潤滑脂的相似粘度也隨溫度上升而下降,但僅爲基礎油的幾百甚至幾千分之一,所以,潤滑脂的粘溫特性比潤滑油好。
SH/T0048—91規定了潤淆脂相似粘度的測定方法,采用的是非恒定流量毛細管粘度計。
低溫轉矩是表示潤滑脂在低溫條件下使用時阻滯低速度滾珠軸承轉動的程度。低溫轉矩可以表示潤滑脂的低溫使用性能,用9.8N.cm轉矩測出使軸承在1min內轉動一周時的最低溫度,作爲潤滑脂的最低使用溫度。
潤滑脂的低溫轉矩除了與基礎油的低溫粘度有關以外,還與潤滑脂的強度極限有關。
SH/T0338—92《滾珠軸承潤滑脂低溫轉矩測定法》規定了啓動與運轉轉矩的測定方法,該方法可測在20℃條件下滾珠軸承潤滑脂的啓動與運轉轉矩,作爲評價潤滑脂在低溫條件下運轉阻力大小的評定指標。
4.極壓性與抗磨性
塗在相互接觸的金屬表面間的潤滑脂所形成的脂膜,能承受來自軸向與徑向的負荷,脂膜具有的承受負荷的特性就稱做潤滑脂的極壓性。一般而言,在基礎油中添加了皂基稠化劑後,潤滑脂的極壓性就增強了。在苛刻條件下使用的潤滑脂,常添加有極壓劑,以增強其極壓性。目前普遍采用四球試驗機來測定潤滑脂的脂膜強度。SH/T0202—92《潤滑脂極壓性能測定法(四球機法)》規定了潤滑脂極壓性能的測定方法,該方法用綜合磨損值和燒結點來表示。綜合磨損值也稱負荷磨損指數,是用四球法測定潤滑劑極壓性能時,在規定條件下得到的若幹次修正負荷的平均值。燒結點也稱燒結負荷,指在規定條件下使鋼球發生燒結的最低負荷(N)。SH/T0203—92《潤滑脂極壓性能測定法(梯姆肯試驗機法)》用0K值(即最大合用值)來表示潤滑脂的極壓性能。所渭0K值是指在用梯姆肯法測定潤滑劑承壓能力的過程中,出現刮傷或卡咬現象時所加負荷的最小值(N)。
潤滑脂通過保持在運動部件表面間的油膜,防止金屬對金屬相接觸而磨損的能力稱爲抗磨性。潤滑脂的稠化劑本身就是油性劑,具有較好的抗磨性。在苛刻條件下使用的潤滑脂,添加有二硫化钼、石墨等減磨劑和極壓劑,因而具有比普通潤滑脂更強的抗磨性,這種潤滑脂被稱爲極壓型潤滑脂。
SH/T0204—92《潤滑脂抗磨性能測定法(四球機法)》規定了潤滑脂抗磨性能的測定方法。SH/T0427—92《潤滑脂齒輪磨損測定法》是用齒輪磨損試驗機測定潤沿脂抗磨性的方法。
5.抗水性
潤滑脂的抗水性表示潤滑脂在大氣濕度條件下的吸水性能,要求潤滑脂在儲存和使用中不具有吸收水分的能力。潤滑脂吸收水分後,會使稠化劑溶解而致滴點降低,引起腐蝕,從而降低保護作用。有些潤滑脂,如複合鈣基脂,吸收大氣中的水分還會導致變硬,逐步喪失潤滑能力。潤滑脂的抗水性主要取決于稠化劑的抗水性與乳化性。汽車與工程機械在使用過程中,底盤各摩擦點可能與水接觸,這就要求潤滑脂具有良好的抗水性。抗水性差的潤滑脂吸收大氣中水分或遇水後往往造成稠度降低甚至乳化而流失。SH/TO109—92規定了用抗水淋性能測定法測定潤滑脂抗水性的方法。方法概要:在規定條件下,將已知量的試樣加入試驗機軸承中,在運轉中受水噴淋,根據試驗前後軸承中試樣質量差值得出因水噴淋而損失的潤滑脂量。也可用測定潤滑脂溶水性能的方法測定其抗水性。方法概要:在試樣中逐次加入定量的水分,測其10萬次延長工作錐人度再與試驗前60次工作錐入度相比較,其差值大小可評定該試樣的溶水性能。
6.防腐性
防腐性是润滑脂阻止与其相接触金属被腐蚀的能力。润滑脂的稠化剂和基础油本身是不会腐蚀金属的,使润滑脂产生腐蚀性的原因很多,主要是由于氧化产生酸性物质所致。一般而言,过多的游离有机酸、碱都会引起腐蚀。腐蚀试验就是检测润滑脂是否对金属有腐蚀作用,测定的方法有好几种,试验条件也各异,但都是在一定温度和试验时间下,通过观察金属片上的变色或产生斑点等现象未判断润滑脂腐蚀性的大小。SH/T0331—92《润滑脂腐蚀试验法》采用100℃,3h,铜片、钢片进行测定。GB/T 7326—87《润滑脂铜片腐蚀试验》规定了润滑脂对铜部件酸腐蚀性测定方法,采用100℃,24h,铜片进行测定,分甲法与乙法。甲法是将试验锅片与铜片腐蚀标准色板进行比较,确定腐蚀级别;乙法是检查试验铜片有无变色。GB/T5018—85《润滑脂防腐蚀性试验法》规定了润滑脂防腐蚀性能的试验方法。方法概要:将涂有试样的新轴承,在轻的推力负荷下运转60s,使润滑脂象使用情况那样分布。轴承在52℃±l℃,100X相对湿度条件下存放48h,然后清洗并检查轴承外圈滚道的腐蚀迹象。本方法中的腐蚀是指轴承外圈滚道的任何表面损坏(包括麻点、刻蚀、锈蚀等)或黑色污渍。该方法可以评定在潮湿条件下润滑脂阻止与其相接触金属产生锈蚀及其它形式腐蚀的能力。

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