润滑脂在使用过程中,其失效原因相当复杂,既有化学原因,又有物理原因,也有环境的影响,而更多的则是多种因素综合作用的结果。从总体来讲,润滑脂变质的原因可分为两个方面:一是由于其本身发生了某些物理化学变化而引起变质;二是由于异物混入致使润滑状态恶化而导致失效。
(1)物理因素引起的失效
润滑脂在使用中会同时受到机械剪切和离心力的作用下润滑脂会被甩出摩擦界面而使其分油,导致润滑脂油分减少、锥入度减小而硬化,到一定程度后润滑脂将完全失效;在机械剪切作用下,润滑脂结构爱到破坏(如皂纤维脱开或取向),引起其软化、稠度下降和析油量增加等,最终导致失效。通常情况下,润滑脂使用转递速增加2000r/min,其寿命将减少一半左右。在高剪切应力下,转速增加一倍,使用寿命只相当于原寿命的1/10。
(2)化学因素引起的失效
润滑脂与空气中的氧发生化学反庆产生酸性物质,它首先是消耗脂中的抗氧化添加剂,但到一定程度后,生成的有机酸会腐蚀金属元件并破坏脂的结构,使其滴点下降、基础油粘度增加和流动性变差等。大量试验表明,温度越高,润滑脂的寿命下降越明显。如温度在90~100度时,温度每升高19度,脂的寿命约降低一半,而在10~150度时,温度每升高15度,脂的寿命也将下降一半。
(3)其他因素
会受到热的作用,如摩擦生热或高温环境,促使润滑脂的基础油蒸发,从而使油量减少、油脂变硬、润滑性变差,最后失去润滑作用。研究表明,一种润滑脂不管出于什么原因,当其基础油含量失去一半时就不能正常工作。轴承中润滑脂还受到离心力的作用,如果油脂的粘度不合适,粘附力不够,结构不太稳定,胶体 安定性不佳就有可能被甩出轴承或严重离析,也会使油分减少,油脂硬化,最后失去正常功能。此外,润滑脂使用环境中的水分、尘埃和有害气体等也是使其劣化的重要因素。例如:脂中混入铜、铁、铅和青铜等磨损微粒,会地脂的氧化起催化作用。
总之,润滑脂的失效原因很多,有时可能由某一原因引起,但更多是多种因素其同作用的结果,或者以一种原因为突破口,然后其他原因共同作用。主要原因可能是润滑脂本身质量,也有可能是因外界某种因素的“催化”。如一种润滑脂的高温性能不好或化学安定性不良,那么在高温环境下使用就有可能经历:软化→流失→润滑不良→温升过高→加速氧化→硬化变质→失效;或者是:氧化→ 生成酸性产物→腐蚀轴承→结构破坏→流失→润滑不良→温升过高→加剧氧化→变 质硬化→失效;或者是:氧化→生成酸性产物→腐蚀轴承→结构破坏→流失→润滑不良→温升过高→加剧氧化→变质硬化→失效。
润滑脂失效相关问题:
1、润滑脂在水中使用失效如何办?
普通润滑脂抗水性差,遇水后会减短使用寿命,有水源的设备应采用抗水性佳的润滑脂。
2、如何判断轴承润滑脂在使用中失效?
轴承润滑脂性能要求的指标很多,主要是胶体安定性(分油量)、机械安定性(10万次剪切试验,延长工作锥入度值)和氧化安定性,这3个指标综合结果,即是轴承寿命。
在轴承中运转的润滑脂遭受机械力的破坏使稠化剂的纤维变碎裂、变短、降低了维系润滑脂结构的能力,即稠度变化,如果稠度变化很大会产生从工作表面流失的现象,同时在运转工作时润滑脂将受到温度升高的影响,基础油会产生蒸发而减少或部分基础油由于脂的胶体破坏分油损失使脂的含油量减少,也有产生氧化变质的可能。
因此,对轴承润滑脂来说,若工作后脂内基础油含量低于60%-70%时(即基础油由于蒸发或分油而损失30%-40%)将降低甚至丧失润滑能力导致轴承运转失败,同时脂的稠度下降和氧化而变质更将影响运转中的轴承工作。
3、转联轴节润滑脂失效的原因有哪些?
多数情况下,用脂润滑的挠性联轴节润滑失效,表面上是因为润滑脂抗磨极压性能较差,造成联轴节磨损异常;或者看似因为润滑脂耐温性能不够使润滑脂流失造成的。有些企业采用含二硫化钼或石墨等固体润滑剂的润滑脂润滑挠性联轴节,这些固体润滑剂虽然在润滑脂流失的情况下能起到紧急润滑的作用,但多数情况下在联轴节中应用效果并不理想。
实际上用脂润滑的挠性联轴节润滑失效有些是由于润滑脂抗磨极压性能较差,耐温性能不够造成的,但更多是由于润滑脂粘附性差或抗离心分油性能差造成的。如果润滑脂粘附性较差,在离心力作用下很容易从联轴节中甩出,使摩擦付得不到充分润滑或出现干摩擦;如果润滑脂抗离心分油能力较差,在离心力作用下造成油皂(稠化剂)分离,皂粘附在联轴节上,油被甩出联轴节。而稠化剂没有足够的润滑作用,势必造成联轴节剧烈磨损。另外如果选用了稠度过大或稠度过小的润滑脂,也很容易出现消耗的润滑脂得不到及时补充或摩擦付表面的润滑脂消耗过快等问题。
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