第1章 润滑材料及应用
1.1 润滑材料概述
凡是能降低摩擦力的介质都可作为润滑材料，润滑材料亦称润滑剂。必须合理选择和使用润滑材料，采用正确的换油方法，才会延长设备的寿命周期，减少设备维护费用，节约能源，减少环境污染。
1.1.1 润滑材料的作用
使用润滑剂是为了润滑机械的摩擦部位，减少摩擦抵抗、防止烧结和磨损、减少动力的消耗，以及减振、冷却、密封、防锈、清净等，归纳如下。
（1）减少摩擦
在摩擦面之间加入润滑剂，能使摩擦因数降低，从而减少了摩擦阻力，节约能源的消耗。在流体润滑条件下，润滑油的黏度和油膜厚度对减少摩擦起到十分重要的作用。随着摩擦副接触面间金属-金属接触点的增多，出现了边界润滑条件，此时润滑剂的化学性质（添加剂的化学活性）就显得极为重要了。
（2）降低磨损
机械零件的黏着磨损、表面疲劳磨损和腐蚀磨损与润滑条件很有关系。在润滑剂中加入抗氧、抗腐剂有利于抑制腐蚀磨损，而加入油性剂、极压抗磨剂可以有效地降低黏着磨损和表面疲劳磨损。
（3）冷却作用
润滑剂可以减轻摩擦副的摩擦，由此减少发热量。润滑剂也可以吸热、传热和散热，因而能降低机械运转摩擦所造成的温度上升。
（4）防腐作用
摩擦面上有润滑剂覆盖时，就可以防止或避免因空气、水滴、水蒸气、腐蚀性气体及液体、尘土、氧化物等所引起的腐蚀、锈蚀。润滑剂的防腐能力与保留于金属表面的油膜厚度有直接关系，同时也取决于润滑剂的组成。采用某些表面活性剂作用为防锈剂能使润滑剂的防锈能力提高。
（5）绝缘作用
精制矿物油的电阻大，可在变压器及开关等电气装置中作绝缘材料（如变压器油等）。电绝缘油的电阻率是2×1016Ω·mm2/m（水是0.5×106Ω·mm2/m）。一些金属材料浸在变压器油中，不仅可提高绝缘强度，而且还可免受潮气的侵蚀。
（6）力的传递
油液可以作为静力的传递介质，例如汽车、起重机、机床等液压系统中的油。油液也可以作为液力系统的传递介质，例如液力耦合器、自动变速机的油。
（7）减振作用
润滑剂吸附在金属表面上，本身应力小，所以，在摩擦副受到冲击载荷时具有吸收冲击能的本领。如汽车的减振器就是油液减振的（将机械能转变为流体能）。
（8）清洗作用
通过润滑油的循环可以带走油路系统中的杂质，再经过滤器滤掉。内燃机油还可以分散尘土和各种沉积物，起着保持发动机清净的作用。
（9）密封作用
润滑剂对某些外露零部件形成密封，防止水分或杂质的侵入。在内燃机或空气压缩机气缸和活塞间起密封作用，建立起相应的压力并提高热效率。
1.1.2 润滑材料的分类
设备所使用的润滑剂按形态分为：液体润滑剂（润滑油），包括石油系润滑油和非石油系润滑油（动植物油和合成润滑油）；半固体润滑剂（润滑脂），包括皂基润滑脂和非皂基润滑脂；气体润滑剂；固体润滑剂（石墨、二硫化钼等）。其中，液体润滑剂（润滑油）是最常用的润滑剂。
国际标准化组织（ISO）发布了《石油产品和润滑剂的分类方法和类别的确定》及其系列标准。我国等效或参照ISO的有关标准ISO 6743—99：2002制订了润滑材料的系列国家标准。GB/T 7631.1—2008《润滑剂、工业用油和有关产品（L类）的分类第1部分：总分组》根据应用场合将润滑剂分组。分组情况见表1-1所示。
表1-1 润滑剂和有关产品（L类）的分组
在GB/T7631.1分类标准中，各产品名称系用统一的方法命名的，例如某个特定产品的名称一般形式如图1-1所示。
图1-1 润滑剂的命名方法
1.1.3 润滑材料的选用
正确选用润滑材料是搞好设备润滑的关键。润滑材料的选用要根据摩擦副的运动性质、组成摩擦副的材质、工作负荷、工作温度、配合间隙、润滑方式和润滑装置等条件合理选择。润滑材料的分类是依据使用场合来划分。要牢固掌握各种润滑材料的规格、等级、性能和适用范围，正确选用。
（1）选用的一般原则
①根据摩擦副的负荷大小。负荷大，润滑油黏度要大；润滑脂锥入度要小。处于边界润滑状态的低速重负荷摩擦副还要考虑润滑剂的黏附性和极压性能。
②根据摩擦副的运动速度。对于高速轻负荷的摩擦副应选用黏度较小的润滑油或锥入度较大的润滑脂。考虑离心力的作用，滚动轴承要在温升允许范围内选择黏度较大的润滑油或锥入度较小的润滑脂。对于低速重负荷摩擦副，也应选用黏度较大的润滑油或锥入度较小的润滑脂，并尽可能使用含有油性添加剂和极压添加剂的润滑材料。
③根据摩擦副的制造精度。对于制造精度高、间隙小的摩擦副，应选用黏度较小的润滑油或锥入度较大的润滑脂。对于精度低的齿轮传动装置及钢丝绳等应选用黏度较大的润滑油或锥入度较小的润滑脂。
④根据制造摩擦副的材质。摩擦副的材质硬度低，应选用黏度大、油性好的润滑油或锥入度较小的润滑脂，摩擦副的材质硬度高，应选用黏度较小的润滑油或锥入度较大的润滑脂。
⑤根据摩擦副的位置、方向和工作状态。对于垂直和非水平方向上工作和摩擦副，应选用黏度较大的润滑油，必要时选用润滑脂。长时间工作不易经常加油的部位，尽可能选用润滑脂润滑。
⑥根据工作环境和工作温度。有水或潮湿环境下工作的机械，应选用油性好、防锈、抗乳化性能好的润滑油或润滑脂。工作温度高，应选用闪点高、黏度大、氧化安定性好和耐高温的润滑油或锥入度较小、滴点高和耐高温的润滑脂。工作温度低应选用倾点低、黏度小的不含水的润滑油或锥入度大、耐低温和润滑脂。温度变化大应选用黏度指数大、倾点低的润滑油或温度适用范围广的润滑脂。有腐蚀性介质的工作环境下工作的机械，应选用抗腐防锈性能好的润滑材料。化肥工业和有氨气存在的环境下工作的机械应选用抗氨性能好的润滑油。食品加工机械应选用对人体无害的适用食品机械润滑的润滑油和润滑脂。
⑦根据润滑装置选用耗损性。人工注油的油孔、油嘴油杯应选用黏度适宜的润滑油；利用油线、油毡吸油的润滑部位，应选用黏度较小的润滑油。稀油循环润滑系统应选用黏度较小，氧化安定性好的润滑油。集中干油润滑系统应选用锥入度较大的润滑脂。
（2）常用摩擦副和设备的润滑材料选择
各种机械设备的操作维护说明书都推荐了适宜的润滑材料。原则上要按所要求的品种、牌号使用。在解决口设备用油国产化和一时性缺少代用以及改善润滑效果时，要结合原使用润滑材料的性质和设备润滑的要求，选择性能相当或较其更优良的材料。