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        潤(rùn)滑脂的高溫性能及其科學(xué)應(yīng)用

        2014-12-02 01:36:00??松梨?/span>中國(guó)投資有限公司上海200030周蘇平
        金屬加工(冷加工) 2014年21期
        關(guān)鍵詞:美孚潤(rùn)滑脂軸承

        ??松梨冢ㄖ袊?guó))投資有限公司(上海 200030)周蘇平

        隨著工業(yè)化水平的提升和各行業(yè)的發(fā)展,越來(lái)越多的機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑部位處于高溫環(huán)境,選擇具有杰出高溫性能的潤(rùn)滑脂對(duì)滿(mǎn)足設(shè)備的高溫潤(rùn)滑要求無(wú)疑具有重要的意義。但是同一款潤(rùn)滑脂產(chǎn)品依據(jù)不同原理、采用不同方法,測(cè)定出的潤(rùn)滑脂高溫極限值會(huì)有很大的區(qū)別,如果不清楚這些高溫值的測(cè)定原理,只憑借產(chǎn)品所宣稱(chēng)的耐高溫值進(jìn)行采購(gòu)或制定潤(rùn)滑方案可能會(huì)事與愿違,并對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生不良后果。

        1.滴點(diǎn)——評(píng)定高溫性能的老方法

        過(guò)去,宣稱(chēng)為高溫潤(rùn)滑脂的依據(jù)通常是其“滴點(diǎn)”。“滴點(diǎn)”代表的是在測(cè)試中潤(rùn)滑脂內(nèi)的增稠劑失效,即增稠劑失去凝聚作用,不能保持內(nèi)部油時(shí)的溫度。“滴點(diǎn)”主要是被用來(lái)在生產(chǎn)質(zhì)量控制試驗(yàn)中,確定正確的增稠劑形成時(shí)的參數(shù),而不是表現(xiàn)潤(rùn)滑脂性能的指示參數(shù)。滴點(diǎn)溫度并不代表潤(rùn)滑脂的實(shí)際耐高溫性能的情況,并且人們也無(wú)法用滴點(diǎn)溫度數(shù)值減去某一數(shù)值的方法得到潤(rùn)滑脂的實(shí)際耐高溫值。

        2.軸承測(cè)試——現(xiàn)代評(píng)定方法

        確定潤(rùn)滑脂高溫性能的較好方法是標(biāo)準(zhǔn)軸承測(cè)試。這種測(cè)試通過(guò)提高操作強(qiáng)度以加速潤(rùn)滑脂的老化過(guò)程,從而來(lái)測(cè)試潤(rùn)滑脂的高溫性能。限制潤(rùn)滑脂高溫性能的因素包括:因增稠劑和基礎(chǔ)油的氧化而引起的老化和由于潤(rùn)滑脂析油和蒸發(fā)而引起的基礎(chǔ)油的損失。總的來(lái)說(shuō),軸承測(cè)試這種動(dòng)態(tài)潤(rùn)滑脂測(cè)定方法更能體現(xiàn)潤(rùn)滑脂在日常機(jī)械運(yùn)作中的真實(shí)情況,因而基于這種方法測(cè)定的最高極限溫度比基于滴點(diǎn)所得的數(shù)值更為真實(shí)可靠。

        有多種不同類(lèi)型的軸承測(cè)試方法都可以用來(lái)評(píng)估潤(rùn)滑脂的極限高溫,這些不同的測(cè)試方法都會(huì)用到一個(gè)基本的裝置,那就是軸承被安裝在5套平行擺放的相同設(shè)備上進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)每套設(shè)備上潤(rùn)滑脂失效的時(shí)間,并利用威布爾(Weibull)統(tǒng)計(jì)法就可以確定50%的軸承停止正常運(yùn)作的時(shí)間點(diǎn),即所謂被測(cè)試潤(rùn)滑脂在給定溫度下的“L50”壽命,由此得出潤(rùn)滑脂的高溫極限。

        高溫潤(rùn)滑脂的軸承測(cè)試的具體方法主要包括:

        (1)ASTM D3336測(cè)試:該方法一般讓5個(gè)6204滾珠軸承以10000 r/min的速度按照持續(xù)運(yùn)行20 h后停止4 h的循環(huán)連續(xù)運(yùn)作,直至潤(rùn)滑脂出現(xiàn)溫度劇增或軸承出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩過(guò)大的情況,即可判定潤(rùn)滑脂失效。

        (2)SKF R0F+測(cè)試:在此測(cè)試中,5個(gè)測(cè)試裝置上各安裝2個(gè)6204試驗(yàn)滾珠軸承,并讓它們連續(xù)運(yùn)行。軸承溫度劇增時(shí),說(shuō)明潤(rùn)滑脂失效。此試驗(yàn)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和載荷可以靈活改變,但通常采用較輕載荷并把速度設(shè)定為10000r/min。一般根據(jù)L50壽命超過(guò)1000 h中出現(xiàn)的最高溫度來(lái)確定潤(rùn)滑脂的連續(xù)運(yùn)行溫度上限值。

        (3)DIN 51821(或FE9)測(cè)試:采用7206B向心止推滾珠軸承,并使其在三種標(biāo)準(zhǔn)模式中的任意一種模式下運(yùn)行。方法A為在無(wú)密封蓋的軸承中注入2 mL潤(rùn)滑脂,并施加大小為1500 N的軸向載荷,然后使之在6000 r/min的速度下運(yùn)行,從而確定潤(rùn)滑脂的最高溫度極限。當(dāng)軸承轉(zhuǎn)矩增大時(shí)(也就是裝置電源供給需求增大時(shí)),說(shuō)明潤(rùn)滑脂失效。在DIN 51825K類(lèi)潤(rùn)滑脂中,潤(rùn)滑脂的極限高溫是其L50壽命達(dá)到100 h中出現(xiàn)的最高溫度(見(jiàn)圖1)。

        3.科學(xué)評(píng)估潤(rùn)滑脂的高溫性能

        圖1 DIN 51821(FE9)

        在理解潤(rùn)滑脂耐溫范圍測(cè)定原理和方法后,企業(yè)就能在選擇高溫潤(rùn)滑脂產(chǎn)品時(shí)進(jìn)行科學(xué)地評(píng)估,并做出更恰當(dāng)?shù)臎Q定。埃克森美孚的產(chǎn)品測(cè)試直觀地展現(xiàn)了“滴點(diǎn)”和“軸承測(cè)試”測(cè)定高溫?cái)?shù)值的差異以及在差異背后所蘊(yùn)涵的對(duì)潤(rùn)滑脂高溫性能的科學(xué)判斷。

        美孚潤(rùn)滑脂專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于滿(mǎn)足工業(yè)設(shè)備中各種各樣的極端運(yùn)行條件,其中就包括超高溫的狀況。美孚潤(rùn)滑脂主要的產(chǎn)品系列包括:

        (1)美孚潤(rùn)滑脂XHP?系列:該系列潤(rùn)滑脂設(shè)計(jì)用于多種重型設(shè)備。美孚潤(rùn)滑脂XHP?具有卓越的性能,能夠延長(zhǎng)換脂間隔,特別適用于嚴(yán)苛條件。美孚潤(rùn)滑脂XHP?222已經(jīng)獲得了150多家主要設(shè)備制造商的認(rèn)可或授權(quán)。

        (2)美孚力富SHC?系列:該系列經(jīng)科學(xué)研配,能勝任極端溫度下的嚴(yán)苛應(yīng)用需要。其均衡的配方使其成為各種機(jī)械設(shè)備與零件潤(rùn)滑的理想選擇。美孚力富SHC?潤(rùn)滑脂的性能得到了超過(guò)370家重要工業(yè)設(shè)備制造商的認(rèn)可或授權(quán)。

        (3)美孚SHC寶力達(dá)?系列:該系列潤(rùn)滑脂專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和用來(lái)幫助改善設(shè)備可靠性,解決各種應(yīng)用領(lǐng)域中的高溫潤(rùn)滑問(wèn)題,旨在實(shí)現(xiàn)設(shè)備的無(wú)故障運(yùn)行,從而降低維護(hù)成本并讓生產(chǎn)力提高。美孚SHC寶力達(dá)?系列經(jīng)過(guò)NSF H1等級(jí)登記并通過(guò)猶太清真潔食認(rèn)證。

        對(duì)這三種系列的具體產(chǎn)品進(jìn)行不同的測(cè)試方法,可以發(fā)現(xiàn)基于滴點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定的美孚潤(rùn)滑脂XHP?222保守的高溫極限值是180℃,而美孚力富SHC? 220和美孚SHC寶力達(dá)?462的高溫極限值很接近,由于它們采用的是合成基礎(chǔ)油,因而性能更佳,所以?xún)烧叩母邷囟壬舷拗当让梨跐?rùn)滑脂XHP? 222還要更高一些。與之形成鮮明對(duì)比的是,通過(guò)DIN51821(FE9)軸承測(cè)試得到的結(jié)果則分別是:美孚潤(rùn)滑脂XHP? 222的耐溫極限為140℃,美孚力富SHC?220為150℃,美孚SHC寶力達(dá)?462為170℃(見(jiàn)圖2)。

        圖2 對(duì)比結(jié)果柱狀圖

        這兩種測(cè)試得出的數(shù)值差異意味著在實(shí)際的潤(rùn)滑應(yīng)用中潤(rùn)滑脂的壽命會(huì)有顯著延長(zhǎng)的可能,從而具有重要的參考意義。

        基于此,美孚的工程師團(tuán)隊(duì)通常會(huì)以軸承測(cè)試得出的高溫值為依據(jù)向用戶(hù)提供設(shè)備運(yùn)行的建議,不過(guò)當(dāng)設(shè)備潤(rùn)滑部位超過(guò)上述推薦溫度時(shí),美孚工程師也會(huì)指出在這種情況下短時(shí)間的運(yùn)行也是允許的,但需要對(duì)換脂間隔進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

        總之,在評(píng)估不同的潤(rùn)滑脂產(chǎn)品是否能滿(mǎn)足應(yīng)用需求時(shí),務(wù)必確保它們的高溫極限值是基于同一種方式測(cè)定得出的。

        美孚?潤(rùn)滑脂因其卓越的性能被廣泛應(yīng)用于食品、化工、塑料、水泥、鋼鐵、加工與裝配及紙漿與造紙等諸多行業(yè)的高溫應(yīng)用場(chǎng)合。

        某工廠在使用了美孚SHC寶力達(dá)?462潤(rùn)滑脂后,每年節(jié)約了零部件及維護(hù)成本23000美元。這家工廠原來(lái)在蒸汽干燥器關(guān)鍵部件上使用了另一家公司的潤(rùn)滑產(chǎn)品,在150 C高溫潮濕的環(huán)境中連續(xù)運(yùn)作后,由于無(wú)法控制的析油現(xiàn)象導(dǎo)致了水閘側(cè)壁及潤(rùn)滑油環(huán)發(fā)生過(guò)度磨損。該廠在換用了美孚SHC寶力達(dá)?462使用一段時(shí)間后,對(duì)關(guān)鍵部位的檢查發(fā)現(xiàn)無(wú)磨損跡象,且潤(rùn)滑脂保持著一定的稠度,從而確保集 中供脂系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

        美孚?潤(rùn)滑脂具有先進(jìn)的配方,可解決各種應(yīng)用領(lǐng)域中的高溫潤(rùn)滑問(wèn)題,幫助設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)故障運(yùn)行并延長(zhǎng)重新潤(rùn)滑周期,從而降低維護(hù)成本,讓企業(yè)從安全、環(huán)保和高效的生產(chǎn)中受益。

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