润滑油培训高级教程.ppt
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1、润滑油基础知识培训润滑油基础知识培训高级教程高级教程工业概要润滑油精炼润滑基础发动机原理发动机油油品分析 齿轮油润滑脂传动液合成润滑剂工业用油目录石油工业石油工业自然界存在的原油石油勘探,开采 原油种类石油炼制主题石油的起源石油生成的有机理论石油是由存在于海洋中的植物和动物,逐渐被泥浆、岩石覆盖,并经受高压、高温,经历数百万年转化形成。这是传统的最为流行的理论。自然界存在的原油石油工业自然界存在的原油(续)石油工业水下的植物水下的植物和动物和动物浮游生物浮游生物微小的植物微小的植物和动物和动物浮游生物浮游生物生活在海底的生活在海底的植物和动物植物和动物自然界存在的原油(续)埋藏的有机物类型取决
2、于我们钻探到的储集层:如果主要是植物,则主要是天然气如果主要是动物,则主要是石油通常,在储集层中两者都有工业概要石油勘探与开采石油勘探与开采工业概要原油原油类类型型传统上,原油的分类是按照:化学成份发现的地理类型含硫量工业概要水分子 H20=2个 氢+1个 氧原油分子 HC=数千 个氢和碳的结合化学组成原油类型(续)原油类型(续)工业概要原油成份气体甲烷,乙烷,丙烷,丁烷液体汽油,煤油,柴油沥青或渣油(塔低)润滑油,沥青和其它物质原油类型(续)原油类型(续)工业概要原油原油类类型(型(续续)化学成份石蜡烃 主要由链烷烃(石蜡烃)分子构成环烷烃主要由环烷烃分子构成混合型由石蜡和环烷烃分子混合构成
3、工业概要原油原油类类型(型(续续)工业概要主要的烃类物质种类石蜡烃石蜡烃烯烃烯烃丁烷丁烷丁烯丁烯环烷烃环烷烃环己烷环己烷芳香烃芳香烃苯苯石蜡烃(烷烃)甲烷 乙烷 丙烷原油类型(续)原油类型(续)工业概要环烷烃环己烷原油类型(续)原油类型(续)工业概要芳香烃原油类型(续)原油类型(续)工业概要原油原油类类型(型(续续)烯烃工业概要丁烯原油原油类类型(型(续续)饱和烃不饱和烃石蜡烃:直链 烯烃:直链环烷烃:环状 芳香烃:环状饱和烃分子稳定;不饱和烃不稳定,大多数的不稳定的不饱和烃容易与氧化合(氧化)工业概要润滑油分子结构原油类型(续)原油类型(续)工业概要原油原油类类型(型(续续)不同原油类型的性
4、能特性缺点优点原油类型组合的性能,取决于所包含的主要分子结构类型混合烃 粘度指数低 氧化安定性差 低温性能好 溶解性好环烷烃 低温性能差 溶解性低 粘度指数高 氧化安定性好石蜡烃工业概要原油原油类类型(型(续续)不同原油类型的用途:石蜡烃:多数用于工业和汽车润滑油,柴油,汽油,喷气机燃料和家用燃料环烷烃:部分工业润滑油(冷冻机油)橡胶加工等工艺用油工业概要原油原油类类型(型(续续)根据含硫量的分类低硫原油:含硫量低高硫原油:含硫量高工业概要石油炼制石油炼制 石油炼制原油经炼制后变成这些数千种产品的原料原子和分子碳原子碳原子氢原子氢原子典型的汽油分子典型的汽油分子典型的润滑油分子典型的润滑油分子
5、 石油炼制蒸馏原理液体成份液体成份沸点沸点挥发性挥发性受热时受热时蒸发物被冷凝时蒸发物被冷凝时轻质烃低高最先蒸发最后液化重质烃高低最后蒸发最先液化原油分离的原理:原油分离的原理:利用原油中不同成分的沸点不同,加以分离利用原油中不同成分的沸点不同,加以分离 石油炼制烃类的沸点范围-18C以下 气体0-204 C 左右 汽油,溶剂油204-343 C 左右 柴油,燃油 343C以上润滑油 石油炼制蒸馏曲线润滑油和石蜡煤油柴油汽油体积百分比体积百分比温温度度沥沥青青 石油炼制蒸馏塔丁烷气及更轻的气体0.03 和/或 10%含硫 0.03VI=80-119溶解性密封材料兼容性价格低天然的氧化安定性氧化
6、安定性差II芳烃 10%含硫 0.03%VI=80-119抗氧化安定性溶解性密封材料兼容性天然的氧化安定性光亮油损失III芳烃 10%含硫 0.03%VI 120抗氧化安定性低温性能低挥发性(给定的粘度)溶解性密封材料兼容性天然的氧化安定性供应成本IV芳烃 0%含硫 0%同 III类同 III类润滑原理需求与产品石油产品的特性-物理特性:密度-性能测试润滑原理摩擦与磨损边界润滑与流体动力润滑润滑剂的功能润滑油的特性 润滑剂的类型润滑油的添加剂润滑剂的正确选择工业应用;轴承和齿轮润滑故障的排除要点:润滑基础需求与产品客户的需要:动力热光涂料动力传输热传递石油产品:燃油润滑剂工艺油沥青石蜡溶剂润滑
7、基础满足客户的需求了解需求研究需求:设备,设计,运行条件,环境等。适应产品需求产品性能的评估:试验评定,测试性能等。选择满足性能要求的产品 需求与产品润滑基础物理特性密度:给定温度条件下单位体积的某一物质的重量多数情况下表示为:磅/加仑,或克/立方厘米 与产品的分子结构有关有两种表述体系:比重和API重度石油产品的特性润滑基础比重在同一温度下某种物质的密度与等体积的水密度比。水的密度为 1.000物质的密度比水的密度越大,其比重值越高越高大多数石油产品的密度比水低,因而其值也小于小于1.000石油产品的特性润滑基础API 重度API=美国石油学会(American Petroleum Inst
8、itute)在同一温度下某一物质的密度与等量的水的密度比水的密度为10.000物质的密度越高,其重度值越小越小大多数石油产品的密度比水小,因而其重度值也高于高于10.000石油产品的特性润滑基础密度密度受温度变化的影响,因此,所有的密度测量,或校正,必须在标准温度条件下。例如,对石油产品,温度为15.56C(60 F)。石油产品的特性润滑基础石油产品的特性热含量 某一物质燃烧时所释放的热能,用BTUs(英国热量单位British Thermal Units)表示 1 BTU=将1磅水温度提高一华氏度所需要的热量。润滑基础定义润滑剂:用于运动部件之间减少摩擦,放热和磨损的物质(通常是一种油性液体
9、或一种固体)润滑原理润滑基础需要润滑的机械元件轴承 减磨轴承,滑动轴承汽缸 发动机,压缩机,液压系统齿轮 变速箱,差速器,蜗轮蜗杆润滑原理润滑基础摩擦类型滑动摩擦发生在相互接触的相对运动的表面产生大量的热,消耗动力例如:活塞在汽缸内的滑动,轴在滑动轴承中旋转。润滑原理润滑基础摩擦类型(续)滚动摩擦发生在平面滚动的圆柱或球体表面比滑动克服滑动摩擦所需的力量小产生的热和消耗的动力较小例如:滚球轴承和滚柱轴承润滑原理润滑基础摩擦类型(续)液体摩擦产生在流体分子相互之间的滑动产生的热和动力消耗都很少如果一对滑动的物体被液体或液体状的膜分开,它们之间的摩擦是非常有限的一般来说,润滑就是用液体摩擦替代固体
10、摩擦润滑原理润滑基础液体摩擦润滑原理润滑基础润滑剂作用机理润滑剂膜的存在,使固体摩擦变为液体摩擦,减少了摩擦润滑原理润滑基础润滑剂减少润滑剂减少磨磨 损损无润滑无润滑有润滑有润滑摩擦带来的不良影响丧失动力,提高能耗增加放热缩短润滑剂寿命(氧化)缩短零件寿命(“烧毁”轴承)磨损消耗轴承表面的材料过度的磨损导致故障或设备卡死润滑原理润滑原理润滑基础轴承表面磨损类型点状腐蚀化学侵蚀腐蚀磨损擦伤犁削尘土,磨损碎屑磨料磨损胶合刮伤咬死金属与金属粘接烧结磨损状态原因类型剥落重复的周期负荷疲劳磨损润滑原理润滑原理润滑基础烧结烧结磨磨损损润滑原理润滑原理润滑基础塑性塑性变变形形烧结和磨损颗粒的产生烧结和磨损颗
11、粒的产生磨料磨损润滑原理润滑原理润滑基础Hard Abrasive Particles Penetrate Surface and Displace Material as Chips or Slivers.Hard Abrasive Particles Penetrate Surface and Displace Material as Chips or Slivers.运动碎片碎片坚硬的磨屑颗粒象裂片或毛刺一样刺入表层并取代表层伤伤痕痕腐蚀磨损润滑原理润滑原理润滑基础化学反应导致腐蚀,点蚀和氧化。该过程会产生碎屑和异形物质,进而产生磨料磨损和粘附磨损PittingSalts and Irr
12、egularitiesRust and Debris腐蚀和碎屑腐蚀和碎屑盐和异形物盐和异形物蚀点蚀点疲劳磨损润滑原理润滑原理润滑基础Rolling MotionFragment RemovalSurface and Subsurface CracksRepeatedHeavyLoading滚动滚动碎片脱落表层和下层的裂缝重复的重复的重负荷重负荷润滑剂的作用润滑剂减少了摩擦和磨损确保设备性能最佳有助于最大的延长设备寿命减少停工和维修费用提高生产效率润滑原理润滑原理润滑基础润滑类型 固体(干)摩擦少量或没有润滑金属与金属大面积接触,很高的磨损边界润滑或薄油膜润滑金属与金属接触,中等磨损流体润滑或全
13、油膜润滑无金属接触,无磨损润滑原理润滑原理润滑基础固体摩擦固体摩擦润滑原理润滑原理少量或没有润滑。金属与金属大面积接触,很高的磨损润滑基础润滑类型(续)边界润滑或薄油膜润滑发生在润滑油膜不够厚,不足以将两个相对运动的表面完全分离的时候低速,重负荷,往复运动发生金属与金属的接触摩擦程度取决于表面的特性(表面的光洁度,金属的种类)和除粘度以外的润滑剂的特性减磨添加剂也重要例如:齿轮,发动机气阀机构润滑原理润滑原理润滑基础边界润滑表面接触承载负荷主要依靠边界膜产生润滑润滑原理润滑原理润滑基础润滑类型(续)流体润滑或全油膜润滑发生在润滑膜将负荷下的运动组件表面完全分离的时候油膜厚度高于粗糙表面保持低的
14、流体摩擦并消除磨损在操作温度下的粘度是最重要的润滑剂特性例如:轴颈轴承,发动机的主轴润滑原理润滑原理润滑基础在50至300psi的负荷下,表面被大约25微米的润滑膜完全分开流体润滑或全油膜润滑润滑原理润滑原理润滑基础润滑类型(续)润滑原理润滑基础没有水没有水很高的摩擦很高的摩擦动力要求很高动力要求很高磨损高磨损高触底触底很高的摩擦很高的摩擦动力要求很高动力要求很高有些磨损高有些磨损高几乎刚刚起动几乎刚刚起动很小的摩擦很小的摩擦动力要求很小动力要求很小没有磨损没有磨损高速高速高流体摩擦高流体摩擦动力要求高动力要求高没有磨损没有磨损润滑类型(续)弹性流体动力润滑在重负荷下,两种不同物质表面之间的润
15、滑剂薄膜发生弹性变形在接触面间的高压导致温度增加和润滑剂粘度的增加,因而负荷承载力也增加在操作温度下的粘度和粘度压力关系是很重要的参数例如:齿轮,滚动轴承润滑原理润滑基础弹性流体动力润滑油膜厚度大约为 0.25 至1.25微米,负荷大约为 30,000 至 400,000 psi润滑原理润滑基础压力压力轴颈轴承的弹性流体动力润滑润滑原理润滑基础负荷负荷供油口供油口负荷负荷润滑剂润滑剂轴轴速度速度油油楔楔区域区域停止停止运转运转流体动力润滑的要求轴承的油楔区域充足的转速轴承适当的支撑面积适当的润滑剂供给足够的润滑剂粘度润滑原理润滑基础滑动轴承的Stribeck 曲线润滑原理润滑基础边界润滑区域边
16、界润滑区域混合膜区域混合膜区域流体摩擦区域流体摩擦区域最小摩擦系数点最小摩擦系数点摩摩擦擦系系数数粘度粘度 X 速度速度负荷负荷润滑的作用减少摩擦减少磨损冷却降温密封清洗减震润滑原理润滑基础润滑的次要作用这些作用不完全是润滑剂提供的传递动力液压系统,液力变扭器,液力联轴器防锈防腐成形或铸模的脱模剂印刷和加工工艺油的稀释剂或载体变压器和开关的绝缘油润滑原理润滑基础润滑剂类型润滑油矿物油(石蜡基或环烷基),再精制的油植物油和动物油脂合成油(PAOs,酯类油,聚醚)润滑脂单一的,混合的,或复合的皂基稠化剂非皂基稠化剂(聚脲,粘土,硅胶)固体润滑剂二硫化钼,石墨润滑油的特性润滑基础粘度是液体阻止流动的
17、能力的度量粘度越高,阻止流动的力度就越大(更粘稠)它是为机械选择适当润滑剂的最重要的一个参数它也表示运动部件之间的油膜厚度不同的温度和压力,粘度不同温度越高,粘度越小,反之亦然在高压下,粘度会增加 润滑油的特性润滑基础不同的粘度要求低粘度油用于:高速低温轻负荷高粘度油用于:低速高温重负荷润滑油的特性润滑基础不同的粘度要求(续)选择适当粘度的润滑油在操作条件下充足的粘度以确保适当的油膜 适当的流动性,避免因摩擦阻力损失动力,并促进热传导 经验法则:在要求的速度条件下,选择能承载负荷的最小粘度的油,因为粘度高的油会增加内在的流体摩擦润滑油的特性润滑基础 赛氏粘度(Saybolt Viscosity
18、)-单位:-Saybolt Universal Seconds(SUS)-Saybolt Seconds Universal(SSU)粘度测量系统润滑油的特性润滑基础油油温度计温度计温度温度调节器调节器加热加热器器运动粘度Kinematic Viscosity单位:厘斯Centistoke(cSt)粘度测量系统(续)润滑油的特性润滑基础取样方法取样方法放入恒温槽放入恒温槽将液面调节至将液面调节至高于起点高于起点5MM测量液面从起点流到测量液面从起点流到止点的时间止点的时间起点起点 润滑油的特性润滑基础国际标准组织的粘度分级(ISO)Viscosity Grades粘度级别对照润滑油的特性润滑基
19、础2502508A Comp10001500465070001401407 EP8 EP7 Comp8 Comp4606802150315090905 EP6 EP56100120502203201000150085 W3 EP4 EP346580304010015046570080 W802 EP1220W466821531575 W75755W10W22321051501015755723齿轮润滑油 SAE 等级AGMA 等级航空油 SAE 等级曲轴箱油 SAE 等级ISO-VG 等级以前的 ASTM(SUS)等级粘度对照ISO 工业润滑油粘度级别R&OEP以前的现行的粘度级别对照表润滑油
20、的特性润滑基础粘度粘度/温度关系温度关系图图润滑油的特性润滑基础温度(温度(C)运运动动粘粘度度 厘厘斯斯赛赛氏氏粘粘度度 秒秒润滑油添加剂阻止润滑油在使用中的化学变化或老化抗氧剂杀菌剂金属减活剂防止机械外部污染防锈和防腐剂清净/分散剂(Detergents/dispersants)碱性剂润滑油的特性润滑基础润滑油添加剂(续)减少机械磨损极压剂EP(Extreme pressure)硫,磷,氯化合物抗磨剂AW(Antiwear)二烷基二硫代磷酸锌 ZDDP(zinc dithiophosphate)油性剂植物油或动物油脂固体润滑剂二硫化钼,石墨(分散在油中)润滑油的特性润滑基础润滑油添加剂(续
21、)油性剂(摩擦改进剂)在金属表面形成吸附膜,从而形成保护性化学涂层用于中等条件(65至93C)抗磨添加剂与极压添加剂比较,是在温和条件下提供保护极压添加剂在高温条件下与金属表面发生反应形成保护膜用于严酷条件下润滑油的特性润滑基础抗磨剂抗磨剂阻止凸轮随动件的磨损可接受的不可接受的润滑基础极极压压添加添加剂剂极压添加剂以化学反应在轴承金属表面形成保护性氧化层润滑油的特性润滑基础化学膜化学膜 接触面接触面润滑油膜润滑油膜润滑油添加剂(续)提高润滑剂的物理性能,或增加新的性能粘度指数改进剂降凝剂抗泡剂增粘剂乳化剂/破乳剂气味掩饰剂雾化抑制剂润滑油的特性润滑基础固体润滑剂二硫化钼,石墨,云母边界润滑条件
22、下的干膜润滑作用分散在油或脂中当润滑剂被挤出以后还保持润滑具有低剪切强度特性具有超过油温承受范围的高温稳定性(烤炉的链条润滑剂)分散于粘合剂中的固体润滑剂特殊用途润滑油添加剂(续)润滑油的特性润滑基础粘度指数:粘度指数:是粘度随温度变化大小的度量 粘度指数越高,粘度随温度变化越小倾点:倾点:是表示油品在不搅动的情况下能够流动的最低温度与油品中的石蜡含量有关是油品在低温条件下使用的重要指标润滑油的特性润滑基础粘度指数Viscosity Index(VI)润滑油的特性润滑基础倾点试验(ASTM D-97)润滑油的特性润滑基础浊浊点点开始结晶倾倾点点无表面移动达5秒钟用于测浊点的温度计位置用于测倾点
23、的温度计位置氧化安定性氧化安定性是油品抵抗氧化反应的能力油品在空气和受热的条件下,与氧反应会形成酸,不溶性的油泥,和漆膜酸会腐蚀某些金属氧化产物会增加油品的粘度在60C以上,每增加10 C,氧化速度会增加一倍油品的抗氧化安定性越高,使用寿命越长润滑油的特性润滑基础油品严重的氧化润滑基础抗乳化性:抗乳化性:表示油品油品与水分水分离的能力当水进入油后,过分的搅动会导致油品乳化,使润滑性能下降 水会促进锈蚀,起泡和氧化抗泡性:抗泡性:表示油品油品在搅拌下抵抗与空气空气形成泡沫的能力泡沫会导致系统内缺少润滑油,阻碍润滑油到达轴承润滑面,在液压系统内导致“海绵”效应润滑油的特性润滑基础抗乳化试验Demu
24、lsibility Test(ASTM D-1401)润滑油的特性润滑基础抗泡试验Foam Test ASTM D-892润滑油的特性润滑基础负荷承载能力是表示油品的抗磨和/或极压剂的机械性能。主要试验如下:Timken四球SAEFalexFZG润滑油的特性润滑基础机械性能试验机械性能试验负荷承载试验:极压试验机润滑油的特性润滑基础在油槽中三个钢球固定,一个钢球旋转两个钢环在不同的速度下运行V型钢块在外部挤压旋转的钢轴钢环相对于固定棒转动四球试验负荷负荷负荷机械性能试验机械性能试验ASTM D 2509:Timken 极压试验 试验零件举例润滑油的特性润滑基础机械性能试验机械性能试验试验结果举
25、例润滑油的特性润滑基础机械性能试验机械性能试验ASTM D-2266:润滑油的抗磨损性能(四球极压试验)负荷承载能力FZG 试验机润滑油的特性润滑基础机械性能试验机械性能试验润滑剂的正确选择使用润滑剂的首要原则:正确的润滑剂油还是脂?什么类型?正确的用量用在正确的地方如何使用润滑剂?正确的时间使用的频率?润滑基础如何选择正如何选择正确的润滑剂确的润滑剂?润滑剂的正确选择正确使用润滑剂取决于:设备类型曲轴箱,变速箱,液压系统,齿轮箱,空气压缩机,电机轴承轴承或齿轮类型制造厂的推荐这是维护的依据,并且他们知道他们的机器所要求的最佳润滑符合机器要求的正确的粘度和添加剂润滑基础润滑剂的正确选择正确使用
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