润滑油培训高级教程.ppt
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1、润滑油基础知识培训高级教程,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,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,自然界存在的原油(续),埋藏的有机物类型取决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,工业概要,原油类型
2、,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),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),工业概要,原油类型(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,工业概要,原油类型(续),工业概要,石蜡烃(烷烃),甲烷 乙烷 丙烷,原油类型(续),工业概要,环烷烃,环己烷,原油类型(续),工业概要,芳香烃,原油类型(续),工业概要,原油类型
3、(续),烯烃,工业概要,丁烯,原油类型(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),工业概要,原油类型(续),不同原油类型的性能特性,工业概要,原油类型(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,原油类型(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,原油经炼制后变成这些数千种产品的原料,原子和
4、分子,碳原子,氢原子,典型的汽油分子,典型的润滑油分子,石油炼制,蒸馏原理,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,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,体积百分比,温度,沥青,石油炼制,蒸馏塔,丁烷气及更轻的气体32C直馏汽油油32-104C 石脑油104-157C煤油157-232C轻质柴油232-343C重质柴油343-427C直馏渣油 427C以上,石油炼制,典型的分馏塔及其产品,石油炼制,炼制示意图,石油炼制,炼油的成品油比例,石油炼制,U.S.Refi
5、nery Yields,美国炼油厂的收率,石油炼制,润滑油的精炼,润滑油精炼,润滑油精炼,减压蒸馏在常压下,润滑油的沸点温度为537C,这个温度足以破坏或裂解润滑油受热裂解的物质会导致产品质量问题,也会产生常压蒸馏超作的问题在减压蒸馏条件下,温度会下降到安全的水平,油在没有热裂解的状态下就可蒸发。,润滑油精炼,润滑油精炼,润滑油精炼,润滑油精炼,基础油类型中性油命名来自其pH值呈中性用于调合自动变速箱油,发动机油,液压油等的低到中等粘度油的成份.光亮油命名来自其光亮的外观用于重负荷发动机油,齿轮油和工业用油的高粘度成份,润滑油精炼,API 基础油分类,润滑油精炼,润滑油精炼,润滑油精炼,润滑油
6、精炼,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,润滑基础,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
7、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,其比重值越高大多数石油产品的密度比水低,因而其值也小于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 Institute)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,其重度值越小大多数石油产品的密度比水小,因而其重度值也高于10.000,石油产品的特性,润滑基础,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
8、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
9、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,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,润滑基础,轴承表面磨
10、损类型,润滑原理,润滑基础,烧结磨损,润滑原理,润滑基础,磨料磨损,润滑原理,润滑基础,腐蚀磨损,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,疲劳磨损,润滑原理,润滑基础,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油膜润滑无金属接触,无磨损,润滑原理,润滑基础,固体摩擦,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
11、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,润滑基础,在50至300psi
12、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,润滑基础,润滑类型(续),润滑原理,润滑基础,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,轴颈轴承的弹性流体动力润滑,润滑原理,润滑基础,流体动力润滑的要求轴承的油楔区域充足的转速轴承
13、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,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
14、度,是液体阻止流动的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
15、度(Saybolt Viscosity)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,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,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,润滑基础,粘度级别对照表,润滑油的特性,润滑基础,粘度/温度关系图,润滑油的特性,润滑基础,润滑油添加剂,阻止润滑油在使用中的化学变化或老化抗
16、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),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
17、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,极压添加剂,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,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(
18、续),润滑油的特性,润滑基础,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: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,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
19、基础,油品严重的氧化,润滑基础,抗乳化性:表示油品与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:表示油品在搅拌下抵抗与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Demulsibility 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
20、,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,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,试验结果举例,润滑油的特性,润滑基础,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,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
21、,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,正确使用润滑剂取决于:超作条件环境和运行温度负荷或者压力速度空气污染(粉尘和水分)设备状况正常或严苛的运行条件,润滑基础,润滑剂的正确选择,超作条件正常运行在很少受外在污染的清洁环境下正常负荷、速度和温度反常或严苛的运行超速、超重,粉尘或腐蚀环境,极端的温度超长的运行时间,润滑基础,润滑剂的正确选择,正确使用润滑剂取决于:如何使用润滑剂飞溅或浸润强制循环系统喷雾或油雾润滑系统加脂枪,集中加脂系统 润滑状况的评估根据原来机器的
22、设计,可能要求变更推荐的润滑剂,润滑基础,润滑故障的排除,润滑剂的污染源和零件寿命的缩短粉尘、砂土磨料磨损,特别是滚动轴承极端温度太稠难以泵送,太稀无法提供保护超长换油添加剂消耗,氧化形成酸缺少使用经验产品混用,误用,润滑基础,润滑故障的排除,其它潜在的问题从故障系统带来的摩擦碎片用错油/或者弄错粘度储存时没有防水和粉尘污染受污染或污秽的容器及分发系统注意:润滑剂无法解决装配不但或未调试而产生的机械问题,润滑基础,良好的润滑操作,遵守制造商的推荐选择正确的润滑剂类型确定适当的粘度保持油品清洁正确操作在适当时间间隔上油将润滑部位清洁干净在加脂前清洗加脂嘴适当加油:不要加多,也不要加少在适当时间换
23、油,再补加不要加脂过多和不足,润滑故障的排除,润滑基础,小结,润滑剂可以减少摩擦和磨损粘度时润滑剂最重要的指标润滑剂的选用基于:OEM 推荐速度、负荷、温度、设备类型等合理润滑的好处:确保设备性能有助于延长设备寿命减少停工和维修费用,润滑基础,车用齿轮箱的类型,齿轮油车用,汽车齿轮油的粘度,齿轮油车用,汽车齿轮油规格,API GL-1到 GL-5(SAE J308b)基于应用的种型的性能(添加剂水平,齿轮种类)MIL-PRF-2105E粘度规格,成沟点及性能,齿轮油车用,齿轮油车用,API 应用指南,齿轮油工业用,基本的齿轮类型,齿轮油工业用,工业齿轮油的功能,齿轮油工业用,润滑 冷却 清洗
24、密封 减震,工业齿轮油的功能,齿轮将动力从一个轴传递到另一个轴,经常是改变了速度、方向和扭矩所有的齿轮的轮齿和轴承必须使用润滑剂以防止摩擦损失和磨损所需的润滑剂类型要根据齿轮的类型和所使用润滑系统来确定,齿轮油工业用,齿轮的轮齿之间不能形成完全的油膜粘度太高的润滑油会减少轮齿的接触然而,高粘度的润滑油会导致过多的流体摩擦和热,齿轮润滑剂要考虑的因素,齿轮油工业用,抗氧化性能 防止粘度增加和产生沉积物具有抗磨的极压活性和油性受热激活和增加润滑性防锈和抗乳化性 保护齿面,快速分水抗泡性能 防止轴承供油不足,抗氧化,工业齿轮油的性能,齿轮油工业用,闭式齿轮的润滑,正齿轮、螺旋齿轮、斜齿轮用于轻负荷的
25、抗氧防锈(R&O)和抗磨(AW)润滑油用于重负荷和冲击负荷的极压(EP)润滑油准双曲线齿轮因为这种齿轮的高偏置和重负荷,要求最高的极压活性(多数汽车系统,某些工业系统)蜗轮蜗杆由于发生高滑动,所以需要油性剂混合物对于黄色金属(青铜),不能使用极压剂,齿轮油工业用,开式齿轮的润滑,开式齿轮使用沥青或渣油润滑热熔型或溶剂稀释型合成聚合物型润滑剂最重要的是具有粘附和抗水性能采用脂润滑在小型齿轮、易泄漏的齿轮箱系统采用半流体脂润滑润滑脂润滑低速开式齿轮,齿轮油工业用,工业齿轮油规范,AGMA 9005基于操作条件,齿轮的类型防锈、抗氧齿轮油复合型齿轮润滑剂极压润滑剂合成齿轮油粘度范围U.S.Steel
- 配套讲稿:
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