常用润滑剂及选择

机械装置中常用的润滑剂按物态可分为液体润滑剂（润滑油）、半固体润滑剂（润滑脂）、固体润滑剂。

一、润滑油

润滑油是使用最广泛的润滑剂。

1.润滑油的性能指标

（1）黏度

润滑油在外力作用下流动，由于液体分子之间的引力，流层间产生剪切力，阻碍彼此相对运动，使各层的速度不相等，这种性质称为黏性。润滑油的黏性是一个非常重要的特性，其大小用黏度来反映，分为动力黏度、运动黏度、相对黏度。

图15-1 润滑油流动的速度黏度

图15-1两平行平板间充满润滑油，设板B静止动，板A以速度v沿x方向运动，由于润滑油对表面的吸附作用，板B表面层的润滑油与板B均静止不动，板A表面层润滑油与板A以相同速度v一起运动，在两板之间润滑油的速度变化为一斜线，即可看成液体作一层层的错动。

实验表明，牛顿液体流动时，剪切力与动力黏度及速度变化率成正比。表达式为：

式中，τ为液体层单位面积上的摩擦阻力；η为常数，即液体的动力黏度；“-”表示方向与速度增量方向相反。

假设A、B板的面积各为1m2，相对距离h=1m，作用在板A的力为1N时，板A产生的速度恰好为1m/s，这种液体的动力黏度为1N·s/m2或1Pa·s。

工业上常用动力黏度与同温下该液体的密度的比值表示的黏度，称为运动黏度。工业中所用黏度计测出的就是这个比值，且润滑油的分类、选择都是按运动黏度高低来确定的，因此运动黏度用得最多。其表达式为：

式中，υ为液体的运动黏度，m2/s；η为液体的动力黏度，Pa·s；ρ为同温下液体的密度， kg/m3。

运动黏度的国际单位（m2/s）太大，工程上常用斯（St）、厘斯（c St），换算关系：1c St=1mm2/s=10-2St=10-6m/s

润滑油的黏度越大，形成的油膜越厚，能承受载荷越大，但其内部阻力较大，流动性越差。

（2）黏温特性

温度变化时，润滑油的黏度也随之变化。温度升高，黏度降低；温度降低，黏度增大。用黏度指数来反映这一特性，如果黏度指数越大，表示黏度随温度的变化越小，并认为该油的黏温特性越好。

（3）凝点、倾点

凝点是指在规定的冷却条件下，润滑油停止流动的最高温度，润滑油的使用温度应比凝点高5℃～7℃。倾点是润滑油在规定的条件下冷却到能继续流动的最低温度，润滑油的使用温度应高于倾点3℃以上。

（4）闪点

闪点表示润滑油蒸发性的指标。油蒸发性越大，其闪点越低；另一方面闪点表示着火危险性指标。润滑油的使用温度应低于闪点20℃～30℃。

2.常用润滑油

润滑油分为矿物润滑油和合成润滑油两类。

矿物润滑油是从石油原油中经过提取燃油后剩下的重油经蒸馏精制而得到的。这类润滑油原料充足，价格便宜，因而应用最广。

合成润滑油是中性液体介质，是有机溶液、树脂工业聚合物处理过程中的衍生物。它具有独特的使用性能，可以用于一般矿物润滑油不能满足的地方，如高温、低温、防燃以及需与橡胶、塑料接触的场合。但合成润滑油价格昂贵，不少润滑油有些毒性，因此其使用受到限制。

润滑油的选择原则：载荷大或变载、冲击时，选黏度较高的润滑油；速度高时，为减少润滑油内部摩擦功耗，选黏度小的润滑油；加工粗糙或未经跑合的表面，选黏度高的润滑油；循环润滑、芯捻润滑，选黏度低的润滑油。

常用润滑油的主要质量指标及用途见表15-1。

表15-1 常用润滑油的主要质量指标和用途

二、润滑脂

1.润滑脂的组成

润滑脂习惯称黄油，是一种稠化的润滑油，它易于保持在摩擦表面，使用周期长。

润滑脂由基础油（矿物润滑油、合成润滑油）和稠化剂（皂类、固体类）调和而成，为了改善些特殊性能，有时还适当加入一些添加剂。基础油含量约70%～90%，决定了润滑脂的性能；稠化剂含量约10%～30%。润滑脂常用于不易加油、重载低速场合。

2.润滑脂的性能指标

锥入度（或稠度）是指在规定测定条件下5秒钟内，重150g的标准锥体，沉入25℃的润滑脂的深度（以0.1mm为单位）。它表示润滑脂内阻力的大小和流动性的强弱，主要取决于稠化剂的性质，与基础油无关。锥入度越小，润滑脂越稠，附着性、密封性越好，承载能力越高。

2.滴点

滴点是指在规定的条件下，润滑脂从标准的测量杯孔滴下第一滴油时的温度。它反映润滑脂的耐高温能力，选择润滑脂时，工作温度应低于滴点15℃～20℃。

3.常用润滑脂

常用润滑脂的主要质量指标及用途见表15-2。

表15-2 常用润滑脂的主要质量指标和用途

三、固体润滑剂

用固体粉末代替润滑油膜的润滑称为固体润滑，最常用的固体润滑剂有石墨、二硫化钼、二硫化钨、聚四氟乙烯等。固体润滑剂耐高温、高压，因此适用于速度很低、载荷特重或温度很高、很低的特殊条件及不允许有油、脂污染的场合。此外还可以作为润滑油或润滑脂的添加剂使用及制作润滑材料用。