润滑油研修教程.pptx
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1、润滑油的作用与种类工程机械所使用的润滑油包括:机油、齿轮油和润滑脂等3类润滑油的作用:减摩、密封、冷却、清洗和防锈等多种重要作用第1页/共94页第一节 摩擦与润滑1、摩擦摩 擦静止摩擦运动摩擦滚动摩擦滑动摩擦第2页/共94页静止摩擦凝着滑动摩擦阻力滚动摩擦阻力运动摩擦比静止摩擦小滚动摩擦比滑动摩擦小得多第3页/共94页2、摩擦法则摩擦力与垂直作用于固体表面的力成正比WW运动方向FW运动方向FF(摩擦力)=(摩擦系数)W(垂直作用力)第4页/共94页3、润滑在物体与物体之间加入液体或固体的薄膜,能大幅度减少摩擦。这种效果叫润滑。第5页/共94页边界润滑:几乎处于无润滑作用的状态。经常在粘度不足、
2、供油不足时发生。混合润滑:固体与固体之间直接接触产生摩擦,同时,在固体表面间有一层极簿的油膜,是边界润滑和流体润滑现象混合存在的润滑状态。流体润滑:由于固体表面有一层润滑油膜,使固体之间不直接接触,因此不易产生磨损、烧结等现象。这是一种较为理想的润滑状态。4、润滑种类第6页/共94页第二节润滑油概论1、润滑油的发展史首先使用润滑油的是公元前19世纪的埃及。至19世纪前叶为止,都是以橄榄油、菜籽油、葵花油和棕榈油等植物油和鲸鱼油、猪油、羊毛脂等动物油作为润滑油而使用。从17世纪至19世纪前叶是产业革命的时代,润滑油技术在这一时代得到了飞跃发展。为了适应蒸汽机的润滑及随着各种产业机械的需要,成功开
3、发了各种各样的润滑油。19世纪后开始使用石油系润滑油第7页/共94页2、润滑油定义 只要是介于两个相对运动的物体之间,有减少两个物体因接触而产生的磨损防止磨损的物质,即为润滑油。润滑油产品基础油添加剂第8页/共94页3、润滑油的作用另外还有:防震防腐液压传动热传导绝缘等作用第9页/共94页4、润滑油的重要特性粘度特性作为润滑油的最基本的特性是粘度粘度指数反映粘度随温度变化的关系。粘度指数高粘度指数低0100粘度温度 (高)粘度随着温度的升高而变低。温度越低,粘度越高。提高粘度指数有两个方法:A、用粘度指数高的基础油;B、添加粘度指数提高剂第10页/共94页抗磨性、耐烧结性在混合润滑或者边界润滑
4、时,防止因金属之间接触发生磨损、烧结而使用抗磨剂。极性强的物质,在金属表面形成强有力的吸 附膜,防止金属之间直接接触。另外,在混合润滑条件下可以起到减少摩擦的作用。吸附型反应型在摩擦面油膜破裂,发生金属之间的接触,这时将会产生热。反应型抗磨剂与金属反应后在摩擦面生成保护膜,可以减少金属之间的接触,防止磨损、烧结。抗磨剂类型:第11页/共94页5、润滑油的分类(1)根据性质分类润 滑 油液体润滑油半固体润滑油固体润滑油矿物系润滑油合成润滑油动、植物油(如:牛油、猪油)润滑脂动、植物油脂(膏状)复合物结晶型固体润滑油(如:石墨、二硫化钼)膜型固体润滑油(表面处理)动、植物油脂(腊)自身润滑性材料第
5、12页/共94页(2)根据目的分类润 滑 油以润滑为主要目的不以润滑为目的作为原料使用发动机油机械油金属加工油绝缘油防锈油热处理油基础油载热油第13页/共94页(3)根据用途分类润 滑 油车用润滑油船舶用润滑油工业用润滑油车用机油车用齿轮油船舶用机油工业齿轮油冷冻机油透平油液压油压缩机油车床用油金属加工油第14页/共94页第三节基础油1、何谓基础油所谓基础油就是润滑油的原油。一般基 础油占到润滑油组成的80%以上。一般的基础油都是从原油中提炼出来的,润滑油的基本性能中的粘度特性、低温 流动性、热稳定性、蒸发性等多依赖于 基础油的性质。添加剂的功效也受基础油特性的左右。第15页/共94页2、基础
6、油的种类(1)根据原料分类矿物系基础油:从原油中提炼出合成系基础油:用化学合成的方法制成植物系基础油:从菜籽油等植物中提炼(2)根据提炼程度分类高粘度指数基础油:主要是氢化提炼物低粘度指数基础油:主要是溶剂提炼物第16页/共94页(3)根据粘度分类低粘度基础油:4090 中性的中粘度基础油:100150 中性的高粘度基础油:300500 中性的透明油:150BS(4)根据粘度指数分类超高粘度指数基础油:粘度指数在120以上高粘度指数基础油:粘度指数在100左右低粘度指数基础油:粘度指数在85以下第17页/共94页3、基础油的提炼、制造方法原 油常压蒸馏装置减压蒸馏装置糠醛抽提装置氢精炼装置脱蜡
7、装置天然气汽油煤油柴油塔底油轻油V-2V-3丙烷脱沥装置沥青抽提液150N500N150BS石蜡第18页/共94页第四节添加剂1 1、添加剂的定义:润滑油中加入少许特殊物质后,以改变其特性,提高其特殊功能的物质通称为润滑油的添加剂。添加剂多为特殊化学制品。2 2、添加剂的目的:润滑油的添加剂是加强基础油所具有的性能以及增加基础油里没有的性能。这两点是添加剂的目的。3 3、基础油本身具有的性能:粘度、流动性、溶解性、冷却性和密封性。加强基础油所具有的特性:粘度指数、低温流动性、抗氧化性、热稳定性。增加基础油中没有的特性:消泡性、极压性、清净分散性、防腐蚀性。第19页/共94页4 4、添加剂的主要
8、种类(1)抗氧化剂润滑油与空气接触,会发生氧化,颜色逐渐变深,粘度也逐渐上升。抗氧化剂可使油中的活性氧变成不活性氧,阻止氧化、劣化。因抗氧化剂会被消耗掉,同时燃料燃烧生成的酸性氧化物会促进油的氧化、劣化,所以有必要进行定期换油。第20页/共94页(2)消泡剂(物理添加剂)油中混入空气,会产生大量的气泡。油中的气泡会使两物体表面间产生干磨现象。润滑油与空气的接触面积扩大,会促进氧化。消泡剂具有消泡性和放气性。可以消除油中气泡。第21页/共94页(3)降凝剂高分子重合物。当它进入蜡与蜡之间,可以防止蜡结晶化。(4)粘度指数提高剂高分子化合物,用于提高基础油粘度指数的物质。低温时收缩,使流动阻力变小
9、;高温时膨胀,使流动阻力变大。第22页/共94页(5)清净分散剂发动机气缸壁、活塞及曲轴等部位会附着因燃烧所产生在的积炭和油泥。清净分散剂具有清洁作用一方面将积炭和油泥从金属表面清除下来,分散成细小的可溶物质溶于油中。另一方面防止细小的物质在油中聚合在一起,阻塞油路和吸盘。第23页/共94页(6)油性提高剂吸附于摩擦表面,以达到减摩的目的。注意:高温状态及严酷条件下不能使用。(7)抗磨剂在金属摩擦热的作用下,形成反应保护膜,起到防止磨损的作用。(8 8)极压剂在金属表面形成化学反应膜,防止重负荷的齿轮和承受震动负荷齿轮的磨损和烧结。第24页/共94页第五节润滑油的理化指标1、密度20(g/cm
10、3)互算石油产品的容量及质量时所必须的标准。密度(20)表示每单位体积的质量,与产品质量的好坏无关。2、闪点()闪点是指石油产品在规定条件下,加热到它的蒸汽与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度。油品越轻,闪点越低。作为衡量燃料油中是否有易燃的危险物、是否混入挥发性的物质的标准。第25页/共94页3、粘度即为使流体流动时的内部抵抗。运动粘度(mm2/s)等于动力粘度除以流体密度的值。4、粘度指数表示粘度随温度变化的值。粘度指数是根据在100及40时实测到的运动粘度的值来计算的。第26页/共94页5、倾点()倾点即为在油冷却时,能保持流动状态的最低温度。是了解低温状态下油的流动性能的标准。6、色相因
11、原油的种类、馏分及精炼程度的不同,润滑油的颜色会有差异,颜色本身与产品质量无关。根据使用油的颜色变化,可了解油的劣化程度。第27页/共94页7 7、残留炭分、灰分残留炭分是测量基础油精炼程度的标准。一般残留炭分越少,说明精炼的程度越高。灰分表示石油产品中所含的无机物质及金属的量。测量使用油的灰分可判断添加剂的消耗程度及了解是否混入杂物、机械磨损程度。8、水分(vol%)指石油产品所含的水分。燃料油中如水分过多则会造成燃烧不良,低温时过滤器堵塞等现象。润滑油中如含有水分则会加快润滑油的劣化速度,必须除去水分。第28页/共94页9、硫磺成分(wt%)硫磺成分在燃料油中会成为硫磺氧化物,同时腐蚀机械
12、,造成大气污染。因此,最理想的是尽量减少硫磺成分。在齿轮油中,硫磺化合物作为提高耐负载性能的添加剂使用。10、铜板腐蚀在规定条件下,检测标准铜板在油中的变色程度。通常用14的变色号码表示。在使用油中,是判断油的劣化程度的标准。第29页/共94页11、氧化稳定性、热稳定度表示油与氧、温度、气体、金属等接触的稳定程度。12、抗乳化性润滑油中的水分,不仅降低油的润滑性能,而且易使油氧化、劣化。抗乳化性是指分离润滑油中水分的能力。第30页/共94页13、中和值(KOHmg/g)表示中和1g油中包含的酸性及碱性成分所必需的氢氧化钾KOH量。有全酸值、强酸值、全碱、强碱值4个种类。一般润滑油是测定全酸、全
13、碱值。14、防锈性防止因油中混入水分而产生锈蚀的能力。第31页/共94页15、抗泡性(ml)油中产生气泡会造成运转不良,润滑不良,冷却性能下降,油劣化等现象。因此,要求油品具有良好的抗泡性。16、耐负载能力(kgf/cm2N)表示在一定条件下运转的试验机械,在摩擦表面不发生烧结及其它损伤的情况下,润滑油所能支撑的最大负载及最大压力。第32页/共94页第六节车用润滑油的规格1、API-美国石油学会标准。表示润滑油的等级标准。汽机油第一个字母为“S”即:SA、SB、SC、SDSL柴 机 油 第 一 个 字 母 为“C”即:CA、CB、CC、CDCH-4英文字母越后,表示油品级别越高。车 辆 齿 轮
14、 油 前 二 个 字 母 为“GL”即:GL-1、GL-2GL-5字母后的数字越大,表示油品级别越高重点第33页/共94页汽机油的API分类分类分类适用车型适用车型SASB19301939SC19641967SD19681971SE19721979SF1980SG1989SH1993SJ1996SL2001第34页/共94页柴机油的API分类分类分类适用车型适用车型CACBCCCD1972CD-1972CE1987CF-41991CF-21994CF1994CG-41994CH-41998第35页/共94页车用齿轮油的API分类分类分类适用适用GL-1低速、低负载齿轮用,也用于部分卡车。低速、
15、低负载齿轮用,也用于部分卡车。GL-2蜗轮式主传动终减速齿轮。蜗轮式主传动终减速齿轮。GL-3适用于中等速度、中负载的齿轮,如手动变速器等。适用于中等速度、中负载的齿轮,如手动变速器等。GL-4适用于高速、低转矩或低速、高转矩齿轮。如手动适用于高速、低转矩或低速、高转矩齿轮。如手动变速器及中等双曲线齿轮。变速器及中等双曲线齿轮。GL-5适用于高速冲击负载、高速、低转矩的齿轮、还可适用于高速冲击负载、高速、低转矩的齿轮、还可向高负载的双曲线齿轮及各式齿轮推荐。向高负载的双曲线齿轮及各式齿轮推荐。第36页/共94页2、SAE-美国汽车工程师协会标准 表示润滑油粘度指标(1)发动机油SAE粘度分类
16、(SAEJ300 1999年12月)低温粘度低温粘度高温粘度高温粘度低温表观粘度低温表观粘度CCS粘粘度最大值(度最大值(mPas)泵送粘度泵送粘度MRV粘度粘度最大值(最大值(mPas)运动粘度运动粘度100(mm2/s)高温高剪切粘度高温高剪切粘度HTHS最小值最小值(mPas)0W6200(-35)60000(-40)3.85W6600(-30)60000(-35)3.810W7000(-25)60000(-30)4.115W7000(-20)60000(-25)5.620W9500(-15)60000(-20)5.625W13000(-10)60000(-15)9.3205.69.32
17、.6309.312.52.94012.516.32.93.75016.321.93.76021.926.13.7第37页/共94页根据外界温度选用发动机油粘度的参照表 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 外界温度()(高温下容易保持适当粘度)耐高温数字越大(低温下不易结成硬块)耐寒冷数字越小单级油多级油SAE粘度分类10W-3015W-4020W-50304050第38页/共94页(2)车用齿轮油SAE粘度分类粘度粘度低温粘度特性低温粘度特性(BF粘度)粘度)运动粘度运动粘度(100)mm2/s70W-55以下以下4.1以上以上75W-40以下以下4.1以上以上80
18、W-26以下以下7.0以上以上85W-12以下以下11.0以上以上807.0-10.98511.0-13.49012.5-23.914024.0-40.925041.0以上以上:表示150,000mPas粘度时的最高温度 第39页/共94页 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 外界温度()单级油多级油9080W-9075W-9080W-140140根据外界温度选用车辆齿轮油粘度参照表第40页/共94页第七节 车用润滑油的换油基准分析项目分析项目换油基准值换油基准值运动粘度运动粘度MAX20%40全酸值全酸值MAX增加增加23mgKOH/g全碱值全碱值MAX0.5KO
19、H/g正戊烷不溶成分正戊烷不溶成分MAX0.30.4%聚合正戊烷不溶成分聚合正戊烷不溶成分MAX34%(1)汽机油的换油基准 第41页/共94页(2)柴机油换油基准分析项目分析项目换油基准值换油基准值运动粘度运动粘度MAX+40%,-25%40全酸值全酸值MAX增加增加23mgKOH/g全碱值全碱值MIN2mgKOH/g(高氯酸法)(高氯酸法)1mgKOH/g(盐酸法)(盐酸法)燃料稀释量燃料稀释量MAX3.5Vol%不溶解成分(聚合法)不溶解成分(聚合法)MAX34wt%油中金属成分油中金属成分Fe分分MAXCu分分MAX100ppm50ppm乙二醇成分乙二醇成分*1000ppm注:*表示是
20、由于防冻液混入产生的 第42页/共94页(3)车用齿轮油的换油基准性状性状使用界限使用界限概要概要粘度变化(粘度变化(%)与新油(与新油(40cSt)相比)相比20%以内以内氧化、劣化以及混入氧化、劣化以及混入其他油种等其他油种等水分水分(Vol%)0.2以下以下水分凝结、冷却系统水分凝结、冷却系统的水分渗入的水分渗入不溶解成分(不溶解成分(wt%)n-正戊烷正戊烷甲苯甲苯1.0以下以下0.5以下以下基础油、含有添加剂基础油、含有添加剂劣化生成物的不溶成劣化生成物的不溶成分、磨损屑、尘埃、分、磨损屑、尘埃、添加剂劣化物添加剂劣化物全酸值(全酸值(mgKOH/g)与新油相比与新油相比0.5以下以
21、下氧化、劣化氧化、劣化第43页/共94页第八节液压油1、何谓液压和液压油“液压”具有“用微小的力量成就大事”的特长液压油就是液压装置在工作时的压力媒体第44页/共94页2、液压原理帕斯卡原理对密封并静止的液体的一部分所施加的压力,能够按照原来的大小,传递到液体的所有部分。所谓用微小的力量成就大事,就是利用了帕斯卡原理。静止中的液体有以下特征:压力可成直角作用于液体表面。液体表面的压力无论什么方向都相等密封的容器内,只要在一部分液体上施加压力,同时就会以同样的强度传导给所有液体。第45页/共94页P=F/A W=BP F:压力 kgf A:小圆筒的面积 cm2 B:大圆筒的面积 P:压强 kgf
22、/cm2W:负载 kgf第46页/共94页3、液压装置应用实例第47页/共94页4、液压油的种类(1)根据原料分类液 压 油 石油系液压油合成液压油水成形液压油一般液压油添加涡轮油特殊液压油磷酸酯系液压油脂肪酸酯系液压油水GLYCOL系液压油油中水滴形乳化液(W/O)水中油滴形乳化液(O/W)抗磨液压油高粘度指数液压油低温液压油高温液压油难燃性液压油第48页/共94页(2)根据ISO粘度分类粘度等级(粘度等级(ISO)中心值中心值mm2/s40粘度范围粘度范围mm2/s40VG22.21.982.42VG33.22.883.52VG54.64.145.06VG76.86.127.48VG101
23、09.0011.0VG151513.516.5VG222219.824.2VG323228.835.2VG464641.150.6VG686861.274.8VG10010090.0110VG150150135165VG220220198242VG320320288352VG460460414506VG680680612748VG100010009001100VG1500150013501650第49页/共94页5、液压油所必须具备的性能1)适合机械的(制造厂家推荐的)适当粘度。(粘度)2)粘度不随着温度的变化而发生较大的变化。(粘度指数)3)在低温状态下也具有流动性(低温流动性)。(倾点)4
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