润滑脂的性能平衡
抗水性 抗高温性能
防腐蚀性能
稠度
极压性和抗磨性
低温泵送性
机械稳定性 油分离性
相容性
润滑脂的性能
• 针入度 • 滴点 • 抗水性 • 氧化稳定性 • 润滑性 • 抗磨损性 • 极压性
润滑脂的稠度
润滑脂稠度的测量
润滑脂稠度的测量
ASTM D 217, IP 50
• 用针入度表示润滑脂软硬程度 用标准圆锥体放于25C润滑脂试样表面，经 5 秒 钟后圆锥体所沉入的深度(单位为1/10毫米)，称为 该润滑脂的针入度
500
1000 1500 2000 5000 3000
10000
20000
100
1000
平均直径 dm , mm
粘度比
• 粘度比 k = υ/υ1
υ – 油在工作温度时的粘度 υ1 – 轴承实际需要的粘度
• 粘度比 k > 1 时，可延长轴承寿命。但是，k 过高会导致轴承工 作温度上升。
• k < 1，建议使用含EP添加剂的润滑剂 • k < 0.4，必须使用含EP添加剂的润滑剂 • k > 1，含EP添加剂的润滑剂可增加大中型滚子轴承的可靠性
锂：低成本，可满足润滑脂的基本需求 (70%) 铝：成本很低 钙：老技术，用量在下降 钠：老技术，成本高 聚脲：长寿命，良好抗氧化特性，适用于较高的工作温度 粘土：成本高，高温性能好，作为特种脂应用
复合皂基润滑脂可用于较高的工作温度
润滑脂基础油
基础油的类型： • 矿物油
- 石蜡基 - 环烷基 • 合成油 - PAO -酯 - 聚乙二醇 - 烷基苯 • 植物油 • 特种 - 硅油 - 氟油
基础油粘度对润滑的影响： • 低黏度
- 高速、低载、低温 • 高黏度
- 低速、重载、高温
基础油黏度是影响润滑的最重要的因素
ISO 100 及更低黏度等级: 适用于高速 ( >3600 rpm)，轻负荷，有时需要极压添加剂来提高抗负荷性能
ISO 150/220: 中等速度 (不超过 3600 rpm)，良好的承载能力
固体添加剂： • 二硫化钼 • 聚四氟乙烯 • 碳酸钙 • 石墨
润滑脂的组成对操作温度的影响
矿物油 Li
最高操作温度(C) 130 最低操作温度(C) -20
矿物油 Li X
140 -30
PAO Li X
150 -40
Specialty
180-200+ <-50
在极端温度下合成油比矿物油表现出色 • PAO润滑脂与矿物油润滑脂相比，操作温度高 10-20C • 特种合成润滑脂(PAG、氟油及硅油)与PAO润滑脂相比，操作温度高 30-50C
000
445-475 半流体
00
400-430 半流体
0
355-385
软
1
310-340
较软
2
265-295 中软性
3
220-250 中软性
4
175-205
较硬
5
130-160 非常硬
6
85-115
非常硬
润滑脂表面 针入度，1/10 mm
7 6 5 4 3 2 1 cm 0
润滑脂的滴点 (ASTM D 2265)
10
简单锂基
1
0
50
100
150
200
250
温度，C
润滑脂的结构稳定性
影响润滑脂泵送性能的因素
• 润滑脂的软硬度 (NLGI 级别) • 润滑脂的温度
- 每下降10F，表观黏度大约增加一倍 • 基础油的粘度
- 基础油粘度高的润滑脂难于泵送，低温时表现更明显 • 稠化剂的含量
- 稠化剂的含量越高，泵送越困难 • 粘性介质
- 粘性介质越少越容易泵送 • 管路长度及配送系统的型式
润滑脂的主要性能
应用
基础油黏度
稠度
油分离
快
低
硬
多
慢
高
软
少
润滑脂的相容性举例
针入度，mm/10
450 400 350 300 250
两种不相容的润滑脂
NLGI 00 NLGI 0
h
NLGI 1 NLGI 2
2hr Roll
200
100% / 0% 75% / 25% 50% / 50% 25% / 75% 0% / 100%
ISO 460: 适用的速度范围及承载能力与 ISO 150/220 类似，抗水能力更好
ISO 1500 及更高黏度级别: 适用于低速 ( <100 rpm)，优异的承载能力，具有高度抗水性能
润滑脂的添加剂
可溶性添加剂： • 抗氧化剂 • 极压/抗磨添加剂 • 防腐蚀剂 • 抗水添加剂 • 增粘剂 • 聚合物 • 摩擦改进剂
钙基
12-Hydroxy
C C X C
复合 钙基
I I I I
粘土
I I I C
锂基
I I I C
锂基
12-Hydroxy
I I I B
复合 锂基
C I I C
聚脲
I I I I
钠基
I X I I
CCXC
C
BCC
C
CIX
I
I
I
I
B
CI
I
I
CC I
I
I
I
C
C
ICI
I
I
I
I
I
I
I
C
C
I
I
C
C
CIB
I
I
I
低温
低稠度
耐高温稠化剂 工作温度范围宽
低温扭矩
易受水汽影响 高稠度
重载
极压/抗磨性
多用途
极压/抗磨性 防锈性
润滑脂主要性能要求
高粘度基础油
高稠度
低粘度基础油 低挥发 氧化稳定性 防锈、防腐蚀性 高粘度基础油 泵送性 抗水性能
低温扭矩 泵送性 防锈性 抗水性能 固体添加剂(如果需要) 氧化稳定性
实例 – 补脂周期和补脂量
轴承工作环境恶劣(如潮湿环境、灰尘环境等)，补脂周期应酌情缩短
补脂量 G = 0.005 D B
G – 润滑脂重量, g D – 轴承外径, mm B – 轴承宽度, mm
样品比例
润滑脂的相容性
一般概念 如果二种滑脂混和(模拟实际应用)其混合后的软硬度与原脂相比在一个 NLGI等级里面(30-45 mm/10) 或者小一些，这两种滑脂可能相容
警告! • 即使被认为相容, 在加新脂前，原有的滑脂必须从系统中彻底排出 • 如果除了滑脂软硬度变化外还存在着潜在的危险,必须加做另外的试验
• 滴点是润滑脂在规定的加热条件下，从不流动 状态为流动态的温度
• 这种状态上的变化是含有皂基稠化剂类的润滑 脂的特点，对于非皂基稠化剂类润滑脂，可能 没有这种状态的变化，而仅表现为油的析出
• 滴点的高低受稠化剂类型的影响，如复合皂基 润滑脂与简单皂基润滑脂相比，滴点要高一些
• 简单皂基脂的最高工作温度要比其滴点低大约 20~30C
• 工作针入度 将25C的润滑脂试样立刻置于ASTM标准油脂处 理器中，在经受60次冲击后测得的针入度
• 原始针入度 在25C时，试样从试样瓶转到测试器的过程中， 仅受到最低限度的处理，在没有经受油脂处理器 处理的情况下测得的针入度
NLGI 润滑脂分类
NLGI 工作针入度 级别 25 C, 0.1mm
120 ~ 135 150 ~ 175
180 ~ 200
60 ~ 70 90 ~ 110 190 ~ 220
190 ~ 220
135 ~ 150 175 ~ 190
复合皂基与简单皂基
黏度，泊 (poise)
复合皂基与单皂基比较，不仅具有更高 的滴点，而且当温度上升时不易“变稀”
1000
100
复合锂基
Na 复合皂基
180 C
Li 单皂
150
150 C
Na 单皂
100
90 C
50
Al/Ca 单皂
滴点与工作温度
稠化剂类型
简单锂基 复合锂基
聚脲基
水合钙基 无水钙基 复合钙基
改性粘土
钠基 复合钠基
滴点，C
175 250 +
250 +
90 140 260 +
280 +
190 250 +
最高工作温度，C
润滑脂基础
Ren Qiang
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2007年4月23日 杭州
什么是润滑脂？
润滑脂是由润滑流体及分散其中的稠化剂所组成的一种半流体或固体状润滑剂， 并添加有提高其使用性能的不同种类的添加剂
基础油
稠化剂
添加剂
SKF手册
例题
球面滚子轴承 内径 d = 130 mm 外径 D = 280 mm 转速 N = 500 rpm 工作温度 T = 90 ºC
粘度, cSt
例题
1000
100
10
1 10
100
转速 N, rpm
2
5 10 20
50 100 200
平均直径 dm , mm
500
1000 1500
2000 3000
补脂周期
t

14,000,000 K N d1/2

4d
t – 补脂周期, hr d – 轴承内径, mm n – 轴承转速, rpm
K=1, 球面滚子轴承或圆锥滚子轴承 K= 5, 圆柱滚子轴承或滚针轴承 K=10, 球轴承