流體潤滑原理

1、 h3ph3ph3ph3pR-3)6UU126hUx12V2對于不可壓縮液體的普遍式：h3ph3pxzh3ph3pxz6Uz16hUxU12V2R-4)由此方程可見，引起油膜壓力的三個因素：油楔效應，伸張效應和擠壓效應斯托克斯方程：流體動壓潤滑膜的壓力與速度關系方程。流體在間隙中的速度方程，u,w分別為速度在X和Z方向的分量。u右上yyh/yU2XhHHHH將速度方程中的u和w對y積分，可得流量方程:hqwdyhqwdyz0h3p12ZhUUh3pudy12h-212x0由壓力、速度、粘度、油膜厚度可求摩擦力（剪切力）：UUhp-一當y=h時，用+y=0時，用h2x當y二h時，用+y=0時，用

2、沿潤滑膜邊界積分可求得總摩擦力。彈性流體動力（壓）潤滑滾動或滾動帶滑動接觸時的潤滑問題。與流體動力潤滑的不同點在于：高接觸壓力時潤滑油的粘度發(fā)生變化；重載荷使接觸物體發(fā)生彈性變形。a.剛性滾動體的流體動壓潤滑下的最小油膜厚度公式，不考慮接觸變形。馬丁公式適合于輕載時：hU粘度不受壓力影響：才4.瞪RW粘度受壓力影響時：丄1.66oU2工作的安全性。當比值久3工作的安全性。當比值久3，則潤滑良好，可避免膠合。如久1,則為邊界潤滑b.彈性滾動體流體動壓潤滑下的最小油膜厚度公式，考慮赫茲壓力和滾動體的彈性變形。線接觸油膜壓力分布分三個區(qū)域：進口區(qū)，油楔形成壓力；赫茲區(qū)壓力增大，粘度變大，用以平衡赫茲

3、壓力；出口區(qū)，壓力釋放，有頸縮現(xiàn)象。81.95GU11格魯賓（rpy）公式：H（由解析模型和假定推出）。1P11道松（Dowson）公式;H1.傳0旬.7p0.13道松修正公式：H2.65Go.54T0.7P0.13（由雷諾方程和實驗結果用計算機擬合。）點接觸考慮側泄。因計算復雜，無精確數(shù)學解，僅為近似數(shù)學解。奧查特（Archard）公式：H2.040.740-74P0-0741n2n鄭緒云公式：h012cU鄭緒云公式：h012cU0Rx-L-2nn12n2np2nmax2EC.選取適用公式的判斷標準:彈性參數(shù)：ge速度參數(shù)：gsp2彈性參數(shù)：ge速度參數(shù)：gsp29ERE3UP29U0粘性參

4、數(shù)：gv載荷參數(shù)：gl1PP29-9RU0PE92R根據(jù)這些判斷標準查表，表中分割為4個區(qū)。A區(qū)為彈性體、流體動壓潤滑范圍（滾動體彈性變形顯著），為道松公式適用區(qū);B區(qū)為剛性體、等粘度的流體動壓范圍（馬丁公式適用區(qū)）;C區(qū)為剛性體、變粘度流體動壓潤滑范圍（格魯賓公式適用區(qū)）;D區(qū)為彈性體、等粘度流體動壓范圍（雷諾公式適用區(qū)）。h用計算最小油膜厚度與摩擦副表面粗糙度之比：-判斷油膜1jf1jfjf1jf2狀態(tài)易于發(fā)生擦傷、膠合及磨損。而當1久3時，表面處與邊界潤滑的概率中。4.4流體潤滑劑流體潤滑劑主要有：潤滑油、潤滑脂，水基潤滑劑和空氣等幾類。潤滑油可分為：餾份礦物油和含添加劑的餾份礦物油。合

5、成油。主要有：酯類、合成烴、聚烷撐醚、聚硅氧烷、含氟油和磷酸酯等。潤滑脂：有各類潤滑油作基礎油，加入稠化劑、添加劑和填料配制而成。水基潤滑劑有：水、乳化液以及水和其它物質的混合物。空氣。盡管早期使用的潤滑劑是動、植物油，但隨著石油工業(yè)的不斷發(fā)展，用石油煉制的礦物潤滑油得到了廣泛的應用。隨著化學工業(yè)的發(fā)展以及對潤滑油性能要求更高，發(fā)展了合成油。現(xiàn)分別介紹表征潤滑油性能的指標（理化指標和潤滑性指標），添加劑和潤滑油的基礎油。潤滑油的理化性能粘度潤滑油最重要的性能是粘度，它表示潤滑油本身的內摩擦。不僅決定了潤滑性能，如摩擦力的大小，而且在潤滑理論中，占有重要地位.另外由于其隨溫度和壓力的改變而改變的

6、特性，使其在彈性流體潤滑中起到了十分重要的作用。絕對粘度（動力粘度）n單位：Pas;泊（P）lOTPas,厘泊（cP）10-3Pas。運動粘度v單位：m2/s;沲（St）10筑2/厘沲（cSt）10m2/s這些已在流體動力潤滑理論中常常見到。粘度隨溫度和壓力的變化規(guī)律也已有很多研究。并且在手冊中已列出其粘-溫、粘-壓曲線?？梢愿鶕?jù)該油品某一溫度時測得的粘度值，在圖表上查出任意溫度和壓力下的粘度值。這里再介紹幾種條件粘度：條件粘度：恩氏粘度（Englerdegr0e（0E）（我國習慣使用）200ml試驗油在規(guī)定溫度憶（一般測20C,50C或100C）下，通過恩氏粘度計所需的時間（秒）與200ml

7、蒸餾水在20C時通過恩氏粘度計所需時間（51秒）的比值稱為恩氏粘度。以0E表示。恩氏粘度與運動粘度的關系：當0E3.2時，7.6cE4.00E當1.35100,0.247R50(St)；-(cSt)；11R111R13290,2.45R2(cSt)o2c賽氏粘度（Suyboltseco）（SUS,S）美國習慣使用）60ml試驗油在規(guī)定溫度（100,130或210T）下，通過賽氏粘度計所需的時間（秒）稱賽氏粘度。以S或SUS表示，單位為秒。賽氏粘度與運動粘度的關系如下：當SUS100時,1350.220SUS-(cSt)oSUS幾種條件粘度與運動粘度的換算已經作出了圖表,可方便查得。密度（g/c

8、m3）油的密度P為單位體積油的質量，通常以g/cm3為單位。由于其隨溫度而變化，故常注明其在某一溫度下的密度值，如用P0來表示。密度隨溫度變化的規(guī)律,已作出圖表換算時可以查閱。比熱容和熱傳導率潤滑油的比熱容和熱傳導率是作為冷卻劑和傳熱介質的重要參數(shù)。大多數(shù)礦物油的比熱容為1廠2.0kJ/k;熱傳導率約為0.126W/mCo酸值與堿值（酸堿度）酸值表示潤滑劑的腐蝕性指標。油中酸值的高低表示：有機酸含量的多少;判斷油的廢舊程度。酸值越高，油越舊?？梢钥醋饔偷氖褂脡勖笜??？寡趸€(wěn)定性潤滑油被氧化會降低其使用壽命。因為氧化的主要產物是酸性物質、油泥和漆膜等，使油的粘度增大，并具有腐蝕性，在摩擦表面上

9、會淤積一層不溶的沉淀物。閃點將油加熱，蒸發(fā)出的油蒸氣在空氣中達到一定濃度時，與火焰接觸產生短時間閃火的最低溫度稱為閃點。閃點為潤滑油在高溫下安全性的重要指標。閃點在45C以下為易燃品，在45C以上為可燃品。閃點限制了油的最高使用溫度。凝固點是油冷卻到停止流動時的最高溫度。即油使用的最低溫度極限。起泡性潤滑油攪拌時產生的泡沫，會影響其潤滑性及其它特性，尤其會影響油泵的工作條件。乳化分解度在規(guī)定條件下將油和水混合乳化，再在一定溫度下靜置，使其重新完全分離所需的時間稱乳化分解度。這表明潤滑油重復循環(huán)使用的性質。分離的時間越短，性能越好。機械雜質、殘?zhí)考盎曳忠磺型鈦淼牟蝗苄詰腋∥锘虺恋砦锒际菣C械雜質。

10、潤滑油在不通空氣的條件下加熱蒸發(fā)，分解生成的焦炭狀殘余物稱為殘?zhí)?。潤滑油完全燃燒后的剩余物稱為灰分。機械雜質、殘?zhí)亢突曳謺茐挠湍?，堵塞油路，增大磨損。（11）水分表示油中含水量的多少。含水會使油質變壞、增加腐蝕、生成氣泡、降低絕緣性。并可使添加劑分解、沉淀和堵塞油路。潤滑油的極壓性極壓性能：在極壓條件下潤滑油的摩擦磨損和抗膠合性能。通常在四球機上進行評定。摩擦系數(shù)：取決于潤滑油的粘度?？鼓バ阅埽撼Ｔ谒那驒C上進行試驗，測定規(guī)定條件下球的磨損，磨斑直徑。油膜破裂負荷（PB）：表示油膜破裂，磨損率發(fā)生明顯變化時的負荷。燒結負荷（PD）：油膜破裂后，如繼續(xù)加載，則金屬表面發(fā)生接觸而引起燒結，該情況下

11、的負荷稱燒結負荷。OK值：在鐵姆肯（Timken）試驗機上評定的油的抗擦傷負荷。承載能力：在Falex-（型試驗機上測定。方法是：連續(xù)加載，直至發(fā)生擦傷或銷發(fā)生變形時的負荷，即為該油品的承載能力。潤滑油添加劑為了改善潤滑油在某些方面的性能，可加入某種化學物質，這就是添加劑。影響理化性能的添加劑有：降凝劑、增粘劑、抗泡劑、清凈分散劑、抗氧抗腐蝕劑、抗氧防膠劑等。影響摩擦磨損性能的稱極壓添加劑。清凈分散劑這種添加劑在潤滑油中能吸附在氧化生成的積炭和漆膜上，使之懸浮而分散到油中，以避免沉積于摩擦表面。它是一種油溶性的表面活性物質，其主要作用是中和酸、增溶、分散和洗滌。清凈分散劑一般為中性或堿性的磺酸

12、鹽、環(huán)烷酸鹽、羧酸鹽及金屬的有機化合物。使用時常與抗氧抗腐蝕劑復合?？寡蹩垢g劑這類添加劑能抑制潤滑油的氧化過程，降低氧化生成酸和不溶性化合物的速率，延長油的使用壽命。還能與金屬生成化學反應膜，保護金屬表面不受酸的腐蝕和磨損。這類添加劑有：二芳基二硫代磷酸鋅、二烷基二硫代磷酸鋅及硫、磷化烯烴鈣鹽等。常與清凈分散劑混合使用。增粘添加劑（粘度指數(shù)改進劑）在粘度較低的輕餾分油中加入（1一10%）增粘劑，可提高粘度，改善粘-溫特性。增粘劑為高分子聚合物，具有線狀結構。在不同溫度下，聚合物的形態(tài)不同。在高溫下，聚合物分子溶解膨脹，表面積增大，使液體的內摩擦增大。在低溫時線狀分子卷曲呈緊密的小球，對油的粘

13、度影響不大。故能起到高溫下增粘的效果以改善粘-溫特性。增粘劑有：聚異丁烯、聚甲基丙烯酸酯及聚乙烯基正丁基醚等。防銹添加劑這類添加劑具有一個或幾個極性基團的分子，與金屬表面有很強的附著能力，其非極性端伸向潤滑油，以形成保護膜或與金屬生成鈍化膜，起隔水及隔氧的作用。從而起到防銹作用。抗泡添加劑抗泡劑不能防止泡沫的產生，但可降低潤滑劑的表面張力，縮短氣泡存在的時間。主要用于各種循環(huán)系統(tǒng)的潤滑油中。降凝添加劑礦物油冷卻時會使石蠟以針狀或片狀結晶析出，并相互粘結形成三維網狀結構，將油吸附和包圍起來，使油失去流動性。降凝劑通過吸附在石蠟結晶表面或與其形成共晶，改變石蠟結晶的形狀和尺寸，防止生成三維網狀結構

14、，從而保持油在低溫下的流動性。提高潤滑油的低溫性能。極壓添加劑根據(jù)其作用特點可分為減摩、抗磨和極壓三種，但又很難將其截然分開。a減摩添加劑（又稱油性添加劑）是一些表面活性物質，極性很強，能與金屬分子形成化學鍵，或化學吸附膜。降低邊界潤滑條件下的摩擦，得到穩(wěn)定的摩擦系數(shù)。這類添加劑有：天然酯、脂肪酸及其酯和鹽等?？鼓ヌ砑觿┰诟邷叵履芘c初熔金屬發(fā)生化學反應，在摩擦表面上生成一種表面活性物質的薄界面膜，即反應膜，以防止摩擦表面熔合和劇烈磨損。這類添加劑大多是含硫的化合物和磷酸酯等。極壓添加劑在摩擦引起高溫的情況下，能分解出活性元素與金屬表面起化學作用，促進生成一種熔點比金屬低、剪切比金屬低、容易塑性

15、流動的化合物薄膜，從而防止干摩擦或邊界摩擦時摩擦表面的熔合和膠合。這類添加劑主要是含硫、磷、氯的有機極性化合物。這里可見極壓添加劑的作用是防止發(fā)生金屬接觸，即在不能建立起流體動力潤滑的情況下的補救措施。但極壓劑往往帶有一定的腐蝕作用，使用時必須權衡利弊。潤滑油的基礎油1.礦物油潤滑油中9597%是礦物油。生產潤滑油的原料是重油，是從原油中已蒸出汽油、柴油和煤油后的常壓渣油，通過精制提煉至某種餾分而得到的。作為基礎油的餾分大概在300C以上，平均分子量在350左右。由于石油成分復雜，盡管同樣的餾分，也能得到不同的含碳數(shù)及分子結構的油，因此，油的粘度也不一樣。石油基礎油的主要成分：石油是很多種碳氫

16、化合物的混合物，其主要成分是碳化氫，其次是硫、氧、氮。制成潤滑油的石油餾分主要有三類：石蠟系；環(huán)烷系（環(huán)烷烴）；芳香族系。其典型的碳化氫如表4.6中所列：石蠟分標準石蠟（無支直鏈石蠟）和分支直鏈石蠟（異鏈石蠟）。作潤滑油的以烷基側鏈石蠟為主。石蠟基油的粘度低，揮發(fā)性也低，粘度指數(shù)較高。（與相同數(shù)目碳的碳化氫相比）。但石蠟鏈過長會凝固，有時需作脫蠟處理。此外，還有一類是石蠟的不飽和烯烴。因其不飽和，故化學活性大，可作合成潤滑油的原料。環(huán)烷基油中含有大量環(huán)烷環(huán)碳原子。在石油中的環(huán)烷，以5和6個碳原子環(huán)為多見。與石蠟相比，環(huán)烷基油的粘度大，而且粘-溫和粘-壓效應也明顯。表4.6石油中的典型碳化氫名稱

17、分子式構造式石蠟n-己烷C6H14ch.,(ch2).ch,CH,CHYril/宀異+烷C8H18CH.-C-CH,-CH-CHsCH十六烷C16H34CH3(CHO4CH3環(huán)烷基環(huán)己烷C6H120甲基環(huán)戊烷C6H12合CH3萘烷（氫化萘萘烷）C10H18CO芳香族苯CH0甲苯CH78嚴萘ZJxC10H800萘滿C10H12(0c.芳香族是由苯環(huán)組成的物質，含有碳原子的不飽和鍵，碳數(shù)較多。具有低揮發(fā)、高粘度及高密度的特點。這類油易于氧化，不耐長期使用。真正做潤滑劑用時還需加入各種添加劑，以彌補原油中煉出的石油餾分的不足。不加任何添加劑的油經脫色處理后呈白色，稱白油。常用這類白油作為評價添加劑作

18、用的參照樣品。石油基礎油的摩擦學性質a.低分子烴類的摩擦學性質潤滑油中主要含沸點在300-350C的烴類。有人試驗了各種低分子烴（C6C16）的摩擦和磨損性質，發(fā)現(xiàn)其與烴類分子中的碳原子數(shù)有關。圖4.20為烴類分子中碳原子數(shù)與摩擦磨損性質的關系。654o.ao.765M.31k;654o.ao.765M.31k;0.66cso.o*Ao.數(shù)系擦摩1?I?:26BJO1216:、t.S68101214lb-3f*1V一圖4.20低分子烴類的碳原子數(shù)與其摩擦磨損性能的關系實驗條件：溫度：室溫；負荷：98N;轉數(shù)；1750r/min時間：10min表4.7一些典型烴類的抗磨作用芳香烴混合烴環(huán)烷（烯）

19、烴烷（烯）烴烴WSD烴WSD烴WSD烴WSD苯0.62乙基苯0.63八氫印滿0.62正-十二烷0.65甲苯0.60正己基苯0.59十氫萘0.61正-十八烷0.64鄰二甲苯0.57正十二烷基苯0.51過氫化菲0.62正-十八烷0.58間甲苯0.57四氫萘0.59環(huán)戊二烯0.47正-廿烷0.55對二甲苯0.591,2二氫化茚0.617坤基十八烷0.62聯(lián)苯0.57茚0.443,4一甲基廿二烷0.65二苯基甲烷0.57芴0.53異圳烷0.64萘0.55一氫厄0.55正十八烯-10.591坤基萘0.50苊0.462-甲基萘0.51芪0.492-乙基萘0.47聯(lián)芐0.450.50二苯基甲烷菲0.51芘0

20、.51注：1.白油中加入的濃度除了芘為1外，其余均為3；四球試驗條件為：負荷147N；試驗時間60分鐘。WSD為磨斑直徑（mm）。白油的WSD=0.63潤滑油中烴類的抗磨作用絕大部分礦物油中的烴類承載能力都比較低，只有在低負荷下有一定的抗磨作用。用四球機進行的試驗結果如表4.7所示（實驗條件：油品白油中加3的烴類；負荷147N；時間60分鐘）：由表4.7可得出如下結論：i單環(huán)芳烴沒有抗磨作用，引入甲基鏈，或環(huán)數(shù)增多就有明顯效果。側鏈加強（如十二烷基苯）也有明顯效果；ii對比茚和二氫化茚、苊與二氫化苊可以看到，存在不飽和鍵時，抗磨性明顯改善；iii環(huán)烷烴沒有明顯的抗磨作用。只有存在不飽和鍵（如環(huán)

21、戊二烯）時，才得到改善；iv烷烴的鏈加長可改善抗磨性，側鏈存在時降低抗磨性。烯烴對于不銹鋼有一定的抗摩耐磨效果，主要是不銹鋼中的Cr，使烯烴的雙鍵打開，與Cr或氧化鉻反應生成潤滑膜，改善了摩擦學性能。氣氛對烴類抗磨作用的影響在惰性氣氛和含氧及水的氣氛中，環(huán)烴類的抗磨行為是不一致的。飽和烴和含單環(huán)芳烴的混合烴以及雙環(huán)（非稠環(huán)）芳烴等在惰性氣氛中抗磨性好，在有氧氣和水的環(huán)境中損害了其抗磨性。而二、三環(huán)多核芳烴，1-甲基萘和茚恰恰相反。數(shù)據(jù)如下表4.8所列：雜原子化合物的摩擦學性能石油中的雜原子化合物主要是含硫、含氧和含氮的有機化合物。一些典型化合物的抗磨性試驗結果說明：表4.8些雙環(huán)烴類在不同氣氛

22、中的抗磨作用（球柱試驗機，負荷98N）烴化學式25C粘度mPas不同氣氛中的磨痕直徑WSD,mm干氬干空氣濕空氣十氫萘002.870.260.350.42異丙基二環(huán)己烷ICsHt9.460.240.240.35二次甲基十氫萘11.50.200.290.41苯基環(huán)己烷2.700.310.330.50四氫萘02.100.250.420.68二氫茚1.520.300.310.42二苯基甲烷Cc,CoCH.2.700.290.430.621坤基萘2.650.820.330.36茚1.710.910.720.33i含硫化合物中多數(shù)不僅沒有抗磨作用，在低負荷下還有促進磨損的作用。硫化物與金屬表面反應會造成

23、腐蝕磨損。ii含氧含氮化合物在低負荷下多數(shù)具有抗磨作用，可在金屬表面形成吸附膜，對摩擦表面起保護作用。但是這些化合物又會對一些極壓添加劑的抗磨效果起負作用。因為它們要與添加劑競爭吸附表面，也可能與添加劑起化學作用。所以在潤滑油中要盡量去掉這些雜原子化合物。2.合成潤滑劑由于石油作潤滑劑的性能有局限性，加之精制困難，因此在某些特殊用途的場合，采用人工合成具有理想性能的“石油”，如為解決高溫下使用，必須要從碳氫化合物之外去尋找基礎油的材料。合成潤滑劑是通過化學合成方法制備的潤滑劑。合成潤滑劑的分子結構中，除了含碳氫元素外，還分別含有氧、硅、磷、氟、氯等元素。表4.9合成潤滑劑與礦物油的性能比較性質

24、礦物油（石蠟基）聚a烯烴雙烷基苯雙酯多元醇酯聚醚磷酸酯硅油粘-溫特性FGFVGGVGPE低溫性PGGGGGFG高溫氧化穩(wěn)定性（帶抑制劑）FVGGGEGFG與礦物油相容性EEEGEPFP低揮發(fā)度FEGEEGGG與多數(shù)涂料相容性EEEVGGGPVG水解穩(wěn)定性EEEFFVGFG防銹性（帶抑制劑）EEEFFVGFG添加劑溶解度EGEVGVGFGP密封材料溶脹性（丁腈膠）EEEGFEFE注：P不好；F般；G好；VG很好；E極好。合成潤滑劑的一般性能根據(jù)化學結構的不同，合成潤滑劑可分為：酯類、合成烴類（如聚a烯烴）、聚烷撐醚、聚硅氧烷、含氟油和磷酸酯等。每類合成潤滑劑都有其獨特的化學結構、特定的原料和制備

25、工藝、獨特的性能和應用范圍。某種合成潤滑劑可能具有某些特殊的優(yōu)點，但沒有一種單一的液體各方面性能都優(yōu)越，可取代任意一種潤滑劑。表4.9所列為合成潤滑劑與礦物油的性能比較：合成潤滑劑的主要應用及摩擦學性質酯類油（雙酯、多元醇酯和復酯）酯類油是由有機酸與醇進行酯化反應獲得的。其結構特征是分子中都含有酯基官能團。雙酯的結構通式如下：B.10CRC0R1IIII0R,R是不同碳數(shù)的烷基。酯類油的粘溫性能良好，粘度指數(shù)較高。加長酯分子的主鏈，可增大粘度和粘度指數(shù)。帶側鏈的粘度大，粘度指數(shù)低。帶芳香側鏈的粘度指數(shù)更低。同一酯類，隨著分子量的增大低溫粘度也增大；引入支鏈或酯化不完全或存在羥基，其低溫粘度更高

26、。酯類油的壓-粘系數(shù)不大只有礦物油的1/3一1/5（礦物油的壓粘系數(shù)2036Gpa-1）,宜用作彈流潤滑劑。因為壓-粘系數(shù)a小，最小油膜厚度h就小。0酯類油因高溫分解機理不同,其熱穩(wěn)定性隨結構不同而異，。酯類油的氧化穩(wěn)定性很好，但也隨結構不同而異。酯類油的潤滑性，由于其分子具有微弱的極性，故容易吸附在摩擦表面上形成邊界膜，因而其潤滑性優(yōu)于同粘度的礦物油。酯類油一般用作航空發(fā)動機潤滑油、精密儀器儀表油、壓縮機油等。以及在石油化工和精細化工中應用。聚a烯烴聚a烯烴是合成烴的一種。由碳鏈端頭含雙鍵的長鏈a烯烴，在催化劑作用下聚合而成。其結構通式如下：KiCH2-CHn-R3R1,R2,R3為碳數(shù)不等

27、的烷基聚a烯烴的粘-溫性一般較好，其低溫性能和粘溫性與同粘度的礦物油相比要好得多。聚a烯烴的氧化穩(wěn)定性也較礦物油的好。粘度變化小，結焦少。二烷基二硫代甲酸鹽等抗氧劑可使其氧化受到抑制，而大大改善抗氧化性能。但聚a烯烴的潤滑性（抗摩擦性）由于其為非極性分子，所以不如酯類油和礦物油好。而且不易溶解某些添加劑，故添加劑的效果也不明顯。聚a烯烴主要用于汽車中，如作為汽車發(fā)動機油、車用齒輪油、液壓油等，作介電冷卻液可防止電擊穿、過濾器阻塞和火災等。聚醚（聚烷撐醚）聚醚是以環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和四氫呋喃等環(huán)氧開環(huán)均聚或共聚制得的線型聚合物。其結構通式如下：CHCH0（CH2CH）XOnR4R1，R

28、2，R3，R4可以是H,也可以是烷基。廠50。聚醚的性能與其分子結構緊密相關，其粘度、粘度指數(shù)、熱氧化穩(wěn)定性都隨結構而異。聚醚的粘度和粘度指數(shù)隨分子量的增加而增大。其粘-壓特性也隨分子結構而異，但通常低于同粘度的礦物油。由于聚醚的極性強，可在幾乎所有潤滑狀態(tài)下形成非常穩(wěn)定的具有強大吸附力和承載能力的潤滑性良好的邊界膜。聚醚在彈流潤滑范圍內，由于其壓粘系數(shù)較低，故具有較低的摩擦系數(shù)，和較小的油膜厚度。在齒輪、蝸輪、滾動軸承中的實驗結果優(yōu)于含極壓添加劑的礦物油。聚醚的熱氧化穩(wěn)定性并不優(yōu)越，但加入抗氧劑可使其分解溫度提高到240-250C。在此溫度以上不能使用。聚醚類化合物可溶于水（有一定溶解度），

29、升高溫度時又能析出，因此它可以作為金屬的淬火液和金屬切削液。聚醚可作高溫潤滑油、齒輪潤滑油、制動液（沸點高，且對橡膠無影響）、難燃液壓油（液）、金屬加工液等。硅油硅油是液體的聚硅氧烷。作潤滑劑的主要有甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油等。其結構通式如下：TOC o 1-5 h zRRRRIIIIRS10SiOkSiOIIIRRRRR,R為氫、甲基、乙基、苯基、氯苯基等。硅油的粘-溫性能是各種潤滑油中最好的。硅油的熱氧化穩(wěn)定性良好。如使用熱氧化穩(wěn)定劑（添加劑），可使硅油的熱分解溫度提高幾十度。但硅油的邊界潤滑性較差。但由于其它性能好，所以使用甚廣。為設法提高其潤滑性，在硅酮中引入烷

30、基或加入含氯、含磷化合物，但他們將降低硅油的其它性能。硅油的表面張力小，有很好的潤濕性。硅油還是良好的絕緣材料。硅油用作儀表油、特種液體、減震液。作潤滑脂的基礎油（如KK-3,KK-4等）。氟油氟油是分子中含氟元素的合成潤滑油，較重要的有氟烴，氟氯碳和全氟醚。還有氟硅油含氟腈、含氟酯、和氟溴油等。全氟烴：直鏈全氟烷烴凡點）、全氟環(huán)烷烴（CnF2n）的粘溫性能為氟油中最差。氟氯碳油（R-CnF2n_m-Clm-R,）次之。由四氟乙烯制得的全氟聚醚的壓-粘系數(shù)比石蠟-環(huán)烷基礦油的小得多：全氟聚醚/石蠟-環(huán)烷=4一12/21GPa-1.氟油的最大特點是化學惰性，在100以下，分別與濃硝酸、濃硫酸、王

31、水、鉻酸洗液、氫氧化鉀、氫氧化鈉的水溶液等接觸不發(fā)生化學反應。氟油在空氣中加熱不燃燒。與氟、過氧化氫水溶液、高錳酸鉀水溶液在100以下不反應，全氟醚在300時與發(fā)煙硝酸、四氧化二氮接觸不爆炸，氟油的熱穩(wěn)定溫度在200_300C氟油的潤滑性比一般的潤滑油好。其潤滑油和潤滑脂具有使用溫度范圍寬，低蒸氣壓，良好的粘-溫性和化學惰性等，在航天工業(yè)中獲得廣泛的應用。但在真空極壓條件下，沒有添加劑時會與金屬發(fā)生作用，以及在低氧分壓下發(fā)生降解等現(xiàn)象，使?jié)櫥瑒┳冑|。不過仍不失為航天、真空、導彈、核裝置等的部件上使用的良好潤滑劑。特別是加上抗氧添加劑，則性能更佳。潤滑脂是將稠化劑分散在液體潤滑劑內的半固體或半流

32、體形態(tài)的穩(wěn)定混合物。潤滑脂的組成成分：a.基礎油多數(shù)是礦物油，也有用合成油的?；A油的含量約占70一90%，因此基礎油的性質和質量決定了潤滑脂的性能和質量。作為潤滑脂基礎油的礦物油最好用精制的環(huán)烷基油。合成油中的酯類油、硅油、聚醚、聚a烯烴、磷酸酯和氟油都可以用。但要注意合成油與稠化劑的配伍性。稠化劑稠化劑是潤滑脂中不可缺少的固體成分，分散在基礎油中形成結構骨架，并使基礎油被吸附和固定在結構骨架之中，從而形成具有塑性的半固體狀的潤滑脂。稠化劑可分為四大類：i皂基稠化劑：是高級脂肪酸的各種金屬鹽（皂）。有鈉皂、鋰皂、鈣皂、鍶、鋇、鋁皂等或各種混合皂或復合皂。ii烴基稠化劑：主要是地蠟、石蠟及石油

33、脂。iii有機稠化劑：有聚脲、酰胺、酞青、聚四氟乙烯、陰丹士林、聚對苯等。iv無機稠化劑：有膨潤土、硅膠、炭黑、氮化硼等。添加劑和填料潤滑脂添加劑的作用機理與潤滑油基本相同。不過由于有稠化劑的存在，使添加劑的作用有時不夠敏感。有些極性物質添加劑還有可能破壞潤滑脂的結構。則這類添加劑就不能采用。添加劑除了與潤滑油的一樣，有抗氧劑、金屬鈍化劑、防銹劑、抗磨極壓添加劑外還有結構改善劑。以達到降低摩擦磨損和預防膠合的目的。填料也是一種固體添加劑，其作用在于增稠和提高潤滑脂的潤滑能力。如石墨、二硫化鉬、氮化硼、滑石粉等。潤滑脂的特性潤滑脂不會流動。要到剪應力達到某一極限后，才開始流動，而且剪應力與童切剪

34、童切剪童切剪童切剪剪應力T圖4.21剪應力T圖4.21剪應力與剪切率的關系1卞潤滑油（牛頓液）；2潤滑脂（非牛頓液）剪應力T圖4.22流邊性和觸變性示意圖1權變性;2-流變性剪切率不成正比，所以是非牛頓流體。如圖4.21所示。當流體受到剪切后緩慢回復時，如果其剪應力略低于起始點的數(shù)值，這種性質稱觸變性（見圖4.22的曲線1）。如其剪應力高于起始點的數(shù)值，稱為流變性。潤滑脂與一些非牛頓液體一樣，屬于觸變性。即當潤滑脂受到剪切作用時，它的稠度開始下降，發(fā)生軟化；而在剪切作用停止后，稠度又開始上升（硬化）。但是，稠度的恢復是不完全的，也即不完全可逆的。多數(shù)是低于剪切前的稠度。這種性能（如不是太明顯）

35、，有利于剪切時的泵送，因為剪切后稠度和粘度降低。但降低太大時則易于流失。潤滑脂的粘度與普通液體的粘度不一樣，不像牛頓流體那樣一定溫度時是一個常數(shù)，不隨液層間的剪切速率而改變。潤滑脂流動時的粘度，在一定溫度下不是常數(shù)，是隨脂層間的剪切速率而改變。剪切速率小的時候，粘度大；剪切速率增大時，粘度變小。如再加大剪切速率，就可以小到保持恒定。為了便于比較潤滑脂的粘度，也按牛頓液體來處理，將其剪切應力與剪切率的比值稱作相似粘度（或表觀粘度）。表觀粘度是潤滑脂開始流動時的粘度，表觀粘度隨剪切速率而改變，也隨溫度而改變。低溫時粘度很大，常常使起動時的阻力太大。所以在低溫或寬溫度范圍使用的潤滑脂，要規(guī)定其低溫粘

36、度。一般在-10C下測量，如低溫使用時，還要在最低使用溫度下測定。它是衡量供脂時泵送性能的指標。表觀粘度越低越容易泵送。a.潤滑脂的理化性能指標（1）稠度（針入度）因為潤滑脂的表觀粘度隨溫度而變化，因此很難測得，故采用比較簡單的方法，即測量潤滑脂的稠度。稠度是指潤滑脂在外力作用下抵抗變形的程度。用針表4.10潤滑脂品種等級及其工作針入度品種等級工作針入度范圍（25C）10-mm00044547500400一430035538513103402265一295322025041752055130160685115度表示稠度。針入度是用150克重的標準錐體，在25C時5秒鐘內壓入潤滑脂的深度(單位為

37、0.1mm)。針入度越小表示潤滑脂越硬。通常要測尚未工作過的潤滑脂的針入度，(剪切前的針入度)和工作針入度(經過60次機械剪切試驗后的針入度)。針入度是衡量內摩擦的指標。根據(jù)針入度的大小，潤滑脂可分為9等，如表4.10所列：滴點滴點是指潤滑脂從標準杯子的小孔中滴下時的溫度。它標志著潤滑脂從固體狀態(tài)變?yōu)榱黧w狀態(tài)的轉折點，是它可以使用溫度的最高界限。實際上滴點應遠高于正常使用的最高溫度。油脂分離性(分油量)油脂分離性是指油從脂中分離出來的程度，是衡量潤滑脂混合穩(wěn)定性的指標。一般在脂中的油都有自然分離出來的傾向，但分油量達到一定的程度就不能使用了。氧化安定性氧化安定性是潤滑脂抵抗氧化的能力。對潤滑脂的使用和儲存都有影響。潤滑脂經受氧化后，性質會發(fā)生一系列的改變。如酸值增加，滴點下降，稠度和外觀發(fā)生改變，介電性能，相轉變溫度都會發(fā)生變化，從而影響使用。在壓力氧氣瓶中加熱潤滑脂，測一定時間內的氣壓降來確定潤滑脂的氧化穩(wěn)定性。壓力降越大，即氧化反應越明顯，氧化穩(wěn)定性就差。機械安定性