潤滑脂的組成
潤滑脂是由基礎(chǔ)油和稠化劑再加入改善性能的添加劑所制成的一種半固體(通常是油膏狀)的潤滑劑,其成分有基礎(chǔ)油、稠化劑、穩(wěn)定劑和添加劑等。
1.基礎(chǔ)油
基礎(chǔ)油是潤滑脂中含量*多(占70%-90% )的組分,是起潤滑作用的主要物質(zhì)。礦物油和合成油都可作基礎(chǔ)油。礦物油是制造普通潤滑脂的主要基礎(chǔ)油,其價格低,但使用溫度范圍較窄,不能同時滿足高、低溫要求。合成油用于制造高、低溫或某些特殊用途的潤滑脂?;A(chǔ)油的粘度必須根據(jù)潤滑脂的使用條件決定,低溫、輕負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速應(yīng)選低粘度油,反之,則應(yīng)選中粘度或高粘度油。
2.稠化劑
稠化劑在潤滑脂中的含量約占10%-30%,其作用是使基礎(chǔ)油被吸附和固定在結(jié)構(gòu)骨架之中。稠化劑有四類:烴基、皂基、有機和無機稠化劑。
3.穩(wěn)定劑
穩(wěn)定劑的作用是使稠化劑和基礎(chǔ)油穩(wěn)定地結(jié)合而不產(chǎn)生析油現(xiàn)象。不同潤滑脂使用的穩(wěn)定劑也不同,如鈣基脂用微量水(1%~2%)作穩(wěn)定劑,一旦鈣基脂失去水分,脂的結(jié)構(gòu)就完全被破壞,從而造成嚴(yán)重的油皂分離。
4.添加劑
常用添加劑有抗氧劑、極壓抗磨劑、防銹劑、粘附劑、填充劑和染料劑等。
潤滑脂的作用機理
潤滑脂的潤滑作用,部分是由于稠化劑的作用,部分是由于基礎(chǔ)油的特殊結(jié)合所帶來的既不同于基礎(chǔ)油又不同于稠化劑的潤滑特性?;A(chǔ)油分三部分保持在潤滑脂結(jié)構(gòu)中,在皂膠團表面的基礎(chǔ)油因皂分子碳?xì)滏溎┒酥g的吸引力而維系在結(jié)構(gòu)內(nèi),常稱這部分基礎(chǔ)油為游離油;在皂分子的二維排列層之間的基礎(chǔ)油,除鏈末端之間的吸引力維系外,層間還有類似毛細(xì)管的作用,因此稱之為毛細(xì)管吸附油;而處于皂分子晶體內(nèi)的基礎(chǔ)油,由于皂分子羧基端的離子場的影響而被牢固地維系在晶體內(nèi),常稱這部分基礎(chǔ)油為膨化油。由于外力的作用,皂膠團被壓縮,首先分離出來的是游離油,其次是毛細(xì)管吸附油,而膨化油只有當(dāng)潤滑脂結(jié)構(gòu)被破壞時才分離出來。前面僅就潤滑脂的析油作了討論,但到底滾動軸承內(nèi)潤滑脂的動態(tài)如何?又是以何種機理進(jìn)行潤滑的呢?滾動軸承內(nèi)的潤滑脂經(jīng)過初期的復(fù)雜流動后而達(dá)到穩(wěn)定分布狀態(tài),長時間的潤滑可以認(rèn)為是這樣的,摩擦部位殘留的特別少量流動的潤滑脂和軸承內(nèi)、外靜止?fàn)顟B(tài)的潤滑脂,與由于受熱、振動、離心力等作用而析出的基礎(chǔ)油共同起潤滑作用。同時,滾動體近旁靜止的潤滑脂與滾動體表面附著的潤滑脂膜之間,可能存在著微量潤滑脂的不斷交換。軸承空腔內(nèi)及密封蓋里附著的靜止?jié)櫥芷鸱乐沽鲃踊瘽櫥鞒龅拿芊庾饔煤凸┙o基礎(chǔ)油的作用。因此,軸承空腔、密封蓋的容積或形狀,也對潤滑效果有較大的影響。
潤滑脂一般可被看作是加有表面活性物(稠化劑)的潤滑油。這類表面活性物含有極性基團和烴基鏈分子,并形成一定厚度的潤滑層。在個別情況下,這潤滑層可達(dá)400~500個單分子層??梢姡@樣多分子層隔開的摩擦副對偶表面要比常見潤滑油單分子層隔開摩擦副對偶表面的摩擦小得多。因此,在邊界潤滑條件下,潤滑脂比潤滑油更適用于苛刻條件下的齒輪、重載軸承等的潤滑。