高压电机轴承润滑脂性能及老化评定方法
电机轴承润滑脂在使用过程中会发生添加剂的降解和基础油的氧化,使润滑脂的酸值升高、性能变差, 从而导致腐蚀增大和分油等问题,严重时则发生机械故障,为避免这种现象的发生,多数厂家在新的润滑脂出厂时都给出了一个大致的使用周期,该周期主要由润滑脂的使用寿命决定。设备具体使用过程中,需通过润滑脂各类试验测定其技术指标,在一定程度上预示润滑脂的实际工作性能,并进而评估及分析电机轴承润滑脂的老化状态。
电机轴承润滑脂的性能评定方法中涉及的技术指标也可作为润滑脂选用的重要参考。
一、润滑脂理化性检测指标及方法
- 润滑脂锥入度
在规定重量、时间和温度的条件下,标准锥体利用自重刺入润滑脂样品的深度,单位为0.1mm;锥入度反映润滑脂的软硬程度,是设备润滑选择润滑脂的重要指标之一;
- 润滑脂滴点
滴点是指润滑脂从固态变成液态的温度点,单位℃;是用以反映润滑脂高温使用性能的指标之一,但是滴点并不能单独决定润滑脂的使用温度,不同种类基础油的抗氧化能力的差异、稠化剂类型对基础油的氧化催化作用和抗氧化添加剂的选择也是润滑脂使用温度的决定因素。
- 润滑脂常温压力分油和高温钢网分油压力分油
常温下润滑脂在一定压力和时间析出基础油量的多少,单位w/w%;用以反映润滑脂常温条件下的胶体安定性能;
高温钢网分油:在高温条件下,其自重将润滑脂中的基础油压出量的多少,单位w/w%;用以反映润滑脂高温条件下的胶体安定性能;
研究表明润滑脂胶体安定性差,可以导致润滑脂在运转过程中分油流失,从而影响轴承的运转寿命 。
- 润滑脂四球试验
四球试验原理:将试验头下方的三个标准钢球固定作为承重部件,并将润滑脂填充在承重球固定杯内、上方的标准钢球通过传动装置施加负荷,在设定的温度、转速和负荷下进行运转,通过钢球的运转状态来确定润滑脂润 滑、极压性能。
最大无卡咬负荷PB:在一定温度、转速下,钢球在润滑状态下不发生卡咬的最大负荷,此指标测量值越高,说明润滑脂润滑性能越好。
烧结负荷 PD:在一定温度、转速下逐级增大负荷,当上方钢球和下方钢球因负荷过重而发生高温烧结,设备不得不停止运转的负荷即烧结负荷,烧结负荷越高,说明润滑脂的极压润滑性能越好。
磨迹 d:在一定温度、转速、负荷和运转时间下,承重钢球表面因摩擦导致磨损斑痕直径的大小即磨迹,磨迹越小,说明润滑脂的抗磨损能力、润滑性越好。
- 润滑脂氧化性
润滑脂在贮存和使用过程中抵抗空气(氧气)的作用而保持其性质不发生永久性变化的能力,称为氧化安定性。润滑脂氧化的结果导致酸性物质的产生,对金属产生腐蚀。常用氧化实验方法有氧弹法, 即SH/T0325。是将一定量的润滑脂装入充有氧压的氧弹中,在99℃温度下经受氧化,在规定的时间后(一般为100小时)由相应的氧气压力降来确定润滑脂的氧化安定性。
二、润滑脂老化评估方法
- 润滑脂红外光谱老化评价
从润滑脂自身成分及结构变化来看,可通过红外光谱进行谱图对比分析,润滑脂在运行过程中,受设 备运行工况条件的影响,会导致其组成在分子结构上的变化。正常使用条件下,润滑脂的老化状况主要与 其氧化状态(抗氧剂消耗量)密切相关,不同老化程度的润滑脂红外光谱谱图会伴随羰基峰的出线及峰值变 化,并进而表征为润滑脂滴点、高压差示量热(PDSC)等润滑脂理化性检测指标的变化。
新润滑脂 FTIR 红外光谱谱图 使用 2 年后在用润滑脂 FTIR 红外光谱谱图
润滑脂抗氧化剂含量随运行时间的变化
三、润滑脂(烧结)平均寿命(L50 寿命)
通过直接测定在一定温度、转速和负荷下,装填测试润滑脂的标准轴承的实际运转寿命来评价润滑脂的性能,轴承寿命是润滑脂综合性能的体现。单列深沟球轴承中填充润滑脂,密封圈或防尘盖密封的润滑脂寿命(L50),可以用以下公式计算。
四、最佳取样原则
取样以及信息的记录对我们的分析诊断非常重要,为了防止错误的发生,请仔细阅读取样原则。润滑 脂取样可遵循 ASTM D7718 标
准进行,推荐使用标准的专用润滑脂取样器、采样器(如下图),取样要均匀,有代表性(请参照以下的取样要点说明)。
取样要点:
- 在设备运行时或停机后尽快取样;
- 在正常的操作温度(最高 80°C)时取样;
- 总是在相同的取样点使用相同的取样方法;
- 不要在更换润滑脂或置换较多在用润滑脂后取样;
- 使用清洁干燥的容器盛装样品,最好使用套餐工具中的原厂样品瓶;
样品信息:
- 电机及轴承类型(如设备类型、容量、使用年限等);
- 设备运行数据,温度、负荷状况、转速等;
- 取样部位、时间、温度、室内外条件等;
- 润滑脂类型、牌号、使用时间等;
- 其他参考信息,如是否更换或添加润滑
脂等;