CN107991467A - 一种考察润滑油针对轴承防锈性能的评定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种考察润滑油轴承防锈性能评定方法，所述方法包括：(1)向轴承座池加入润滑油与水的混合物，分别注于轴承两侧，使油水混合物总量浸没轴承下端滚动体；(2)在空气自然流通的室温条件下，使轴承重复运行三个周期，再静置90～95小时，至结束试验；每个所述周期内：轴承以50～1000rpm±5rpm的转速运转6～10h±10min，停止运转后，静止14～18h±10min；(3)测定轴承外环滚道内部锈蚀情况，根据所述锈蚀情况评定润滑油轴承防锈性能。本发明同时提供了采用所述方法考察润滑油轴承防锈性能的装置。本发明提供的润滑油对轴承防锈性能评定方法能够较好的模拟实际运行工况，实现对油品防锈性能特别是轴承防锈性能的评价。
Description
技术领域
本发明涉及一种润滑油防锈性能评价领域，特别针对润滑油对轴承进行防锈性保护的评定方法以及装置。
背景技术
轴承是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。轴承一般由套圈(内圈、外圈)、滚动体(如钢球)和保持架组成，除一些特殊用途的轴承是由非金属材料滚动体和保持架组成外，绝大多数轴承都是由金属材料制成。由于金属材料，特别是滚动轴承当转速极慢或处于摇动或静止状态时，会产生摩擦磨损，并会与环境中的空气、水、杂质等物质接触，发生化学反应产生锈蚀问题。轴承锈蚀的产生会影响其精密度等级、缩短其使用寿命，甚至导致轴承及相关零部件的报废，因此轴承防锈这一重要问题一直以来受到普遍关注。
轴承作为齿轮箱中最为重要的零件之一，是重要的润滑保护部位。国内外的实践表明，轴承失效常会引起齿轮箱灾难性的破坏。据统计，在正常的使用过程中，70％以上的轴承达不到预定寿命，其中在影响轴承失效的众多因素中，属于安装方面的原因占16％，属于污染方面的原因占16％，而属于润滑和疲劳方面的原因各占34％。与轴承在使用过程中通常采用润滑脂对其进行润滑及防锈保护不同，齿轮箱中润滑油需要同时对齿轮表面及轴承提供润滑保护，因此润滑剂对轴承的保护能力，特别是防锈能力也逐渐被重视。
目前，与润滑油防锈性能相关的评定方法主要是水存在下的防锈性能方法。可评价润滑油与水混合时对铁部件的防锈能力。试验方法为GB/T 11143《加抑制剂矿物油在水存在下防锈性能试验法》修改采用美国材料与试验协会标准ASTM D665-03《加抑制剂矿物油在水存在下防锈性能试验方法》。上述方法存在一些不足之处：(1)方法中试件为不锈钢棒，采用油液浸泡方式，试验件并无摩擦磨损过程，与实际工况关联性不强；(2)试验周期建议为24h，反应时间较短。
目前，国际普遍采用测试润滑脂防锈性能的方法为ISO 11007-1997《石油产品和润滑剂.润滑脂防锈性能的测定》但此方法仅用于评价润滑脂对轴承的防锈性能。
可见现有方法不能较好的反应润滑油对轴承的防锈性能。亟需建立一种新的与实际运行工况相符的考察润滑油对轴承防锈性能的评定方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种考察润滑油对轴承防锈性能的评定方法。
具体而言，本发明提供的评定方法包括以下步骤：
(1)向轴承座池加入待测润滑油与水的混合物，分别注于轴承两侧，使油水混合物总量浸没轴承下端滚动体；
(2)在空气自然流通的室温条件下，使轴承重复运行三个周期，再静置90～95小时，至结束试验；
每个所述周期内：轴承以50～1000rpm±5rpm的转速运转6～10h±10min，停止运转后，静止14～18h±10min；
(3)测定轴承外环滚道内部锈蚀情况，根据所述锈蚀情况评定润滑油轴承防锈性能。
在实际操作过程中，步骤(1)应将试验轴承密封脂用有机溶剂全部清除，有机溶剂应为低硫、低苯系物溶剂。将轴承放置于干燥箱中干燥，将试验轴承用电子天平反复称至恒重，确保无残留油液。将轴承装配于联动轴固定位置，使之位于轴承座池正中位置不与注油槽任意部位产生接触，避免与其产生摩擦，轴承两端并用橡胶密封圈固定放置油液泄漏。
本发明步骤(1)所述混合物中润滑油与水的体积比为2000～1:1；优选为10～1:1。所述水为蒸馏水、自来水、天然海水、合成海水、普通工业水、工业中带有酸性或弱酸性水、工业中带有碱性或弱碱性水；优选为蒸馏水或合成海水。
本发明所述步骤(2)中，为了提高评价结果的客观、准确性，在所述周期内：轴承的转速为80±5rpm，轴承的运转时间为8h±10min。步骤(2)所述周期内：轴承停止运转后的静止时间为16h±10min。在操作过程中，应保持空气自然流通，使轴承处于往复运转与静止状态。
本发明步骤(3)所述测定轴承外环滚道内部锈蚀情况的方法为ISO 11007方法。在评定前，应拆卸轴承，将残留油液清理干净。
作为本发明的优选方案，所述方法包括以下步骤：
(1)向轴承座池加入待测润滑油与蒸馏水或合成海水以体积比10～1:1组成的混合物，分别注于轴承两侧，使油水混合物总量浸没轴承下端滚动体；
(2)在空气自然流通的室温条件下，使轴承重复运行三个周期，再静置92小时，结束试验；
每个所述周期内：轴承以80rpm±5rpm的转速运转8h±10min，停止运转后，静止16h±10min；
(3)拆卸轴承，清除残留混合物，采用ISO 11007方法测定轴承外环滚道内部锈蚀情况，根据所述锈蚀情况评定润滑油轴承防锈性能。
本发明将轴承外环滚道内部锈蚀情况按程度由浅至深分为6个等级，所述6个等级分别为：
0级：轴承外环滚道内部无锈蚀现象；
1级：轴承外环滚道内部肉眼可视锈点不超过3个；
2级：轴承外环滚道内部跑合接触面有不超过1％的微小锈蚀区域；
3级：轴承外环滚道内部跑合接触面有1-5％的微小锈蚀区域；
4级：轴承外环滚道内部跑合接触面有5-10％的微小锈蚀区域；
5级：轴承外环滚道内部跑合接触面有大于10％的微小锈蚀区域。
级别越低则待测润滑油针对轴承防锈性能越好；级别越高则待测润滑油针对轴承防锈性能越差。
具体判级方法可参照图1所示。
本发明同时提供了利用所述评定方法考察润滑油轴承防锈性能的装置，所述装置包括轴承座池，轴承位于所述轴承座池的中央。
所述轴承池座的上方为壳体，所述壳体与轴承池座的连接处设置密封圈，可以避免在试验过程中油液泄漏。
本发明所述轴承由电机驱动的联动轴牵引转动。本发明优选所述联动轴与轴承相互垂直。本发明将轴承装配于联动轴固定位置，保证轴承处于与联动轴垂直状态，并位于轴承座池正中位置不与注油槽任意部位产生接触，避免与其产生摩擦。
本发明优选所述轴承为不锈钢双排滚子轴承。本发明进一步优选所述轴承的滚动体为滚珠。
在实际操作过程中，应首先清理轴承座池、联动轴及轴台周边，确保无污染无残留；将试验轴承密封脂用有机溶剂全部清除，机溶剂应为低硫、低苯系物溶剂。将轴承放置于干燥箱中干燥，称至恒重。操作时应注意采用棉质尼龙质地布及光滑手套，避免造成轴承损伤。将轴承装配于联动轴固定位置，保证轴承处于与联动轴垂直状态，并位于轴承座池正中位置不与注油槽任意部位产生接触，避免与其产生摩擦，用橡胶密封圈固定放置油液泄漏。向轴承座池加入油水混合物在设定条件下进行试验。试验周期结束后，拆卸轴承，将残留油液清理干净，尽快根据ISO 11007方法评定轴承外环滚道内部锈蚀情况，对润滑油轴承防锈性能进行评定。
本发明针对没有评价润滑油对轴承防锈性能试验方法的现状，通过将润滑油与水混合，作用于轴承运转及静止过程中，考察润滑油在遇水情况下对轴承的防锈能力。模拟润滑油在齿轮箱潮湿、多水的运行环境，对轴承的防锈保护状态。通过观察轴承外环滚道内部锈蚀情况，评价油品轴承防锈保护能力。使其能够在合理时间内完成所需试验，并具有与实际应用良好的相关性为正确评价润滑油防锈性能提供重要参考。
附图说明
图1为轴承外环滚道内部锈蚀程度判级示意图；图中数字0～5依次代表0级、1级、2级、3级、4级、5级和6级；
图2为实施例3所述装置示意图；其中，1为壳体，2为密封圈，3为联动轴，4为轴承座池，5为轴承。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本方法采用图1所示的油品试验装置对被测试油品轴承防锈性能进行评定。
本发明的润滑油防锈性能评定方法，包括如下步骤：
实施例1
本实施例利用本发明的评定方法考察四种性能相似的齿轮油油品A、油品B、油品C和油品D在蒸馏水存在条件下的轴承防锈性能。
实验方法具体为：
(1)向轴承座池加入待测润滑油与蒸馏水以体积比1:1组成的混合物，油水混合物总量为20ml，分别注于轴承两侧，使油水混合物总量浸没轴承下端滚动体；
(2)在空气自然流通的室温条件下，使轴承重复运行三个周期，再静置92小时，结束试验；
每个所述周期内：轴承以80rpm±5rpm的转速运转8h±10min，停止运转后，静止16h±10min；
(3)拆卸轴承，清除残留混合物，采用ISO 11007方法测定轴承外环滚道内部锈蚀情况，根据所述锈蚀情况评定润滑油轴承防锈性能。
按照以下标准判断油品级别：
0级：轴承外环滚道内部无锈蚀现象；
1级：轴承外环滚道内部肉眼可视锈点不超过3个；
2级：轴承外环滚道内部跑合接触面有不超过1％的微小锈蚀区域；
3级：轴承外环滚道内部跑合接触面有1-5％的微小锈蚀区域；
4级：轴承外环滚道内部跑合接触面有5-10％的微小锈蚀区域；
5级：轴承外环滚道内部跑合接触面有大于10％的微小锈蚀区域。
本实施例仅将步骤(1)中的蒸馏水替换成了合成海水，按照相同的方法和步骤进行了平行检测。
检测结果如表1所示。
表1油品的测试结果
分析表1中数据可以看出，四种油品在经过试验周期后。在油品遇有蒸馏水条件下，油品A、B、C表现性能相当，油品D性能较差，轴承防锈效果显现区别。在油品遇有合成海水条件下油品A、B防锈表现性能相当，由于油品C、D轴承防锈效果显现区别。说明采用此方法可对油品轴承防锈能力加以评价及区分；采用合成海水相比较蒸馏水作为试验条件进行试验，更为适合评价苛刻环境下油品对轴承防锈的表现；采用蒸馏水及合成海水两种不同溶液进行测试，体现了油品评价结果趋势的一致性。
实施例2
本实施例利用本发明的评定方法考察四种性能相似的齿轮油油品A、油品B、油品C和油品D在蒸馏水/合成海水存在条件下的轴承防锈性能，并与国标GB/T 11143《加抑制剂矿物油在水存在下防锈性能试验法》进行比较。
实验方法具体为：
(1)向轴承座池加入待测润滑油与蒸馏水以体积比10:1组成的混合物，油水混合物总量为20ml，分别注于轴承两侧，使油水混合物总量浸没轴承下端滚动体；
(2)在空气自然流通的室温条件下，使轴承重复运行三个周期，再静置92小时，结束试验；
每个所述周期内：轴承以80rpm±5rpm的转速运转8h±10min，停止运转后，静止16h±10min；
(3)拆卸轴承，清除残留混合物，采用ISO 11007方法测定轴承外环滚道内部锈蚀情况，根据所述锈蚀情况评定润滑油轴承防锈性能。
按照以下标准判断油品级别：
0级：轴承外环滚道内部无锈蚀现象；
1级：轴承外环滚道内部肉眼可视锈点不超过3个；
2级：轴承外环滚道内部跑合接触面有不超过1％的微小锈蚀区域；
3级：轴承外环滚道内部跑合接触面有1-5％的微小锈蚀区域；
4级：轴承外环滚道内部跑合接触面有5-10％的微小锈蚀区域；
5级：轴承外环滚道内部跑合接触面有大于10％的微小锈蚀区域。
本实施例仅将步骤(1)中的蒸馏水替换成了合成海水，按照相同的方法和步骤进行了平行检测。
检测结果如表2所示。
表2油品的测试结果
由表2中数据可以看出，四种油品均通过了国标GB/T 11143《加抑制剂矿物油在水存在下防锈性能试验法》蒸馏水及合成海水达到无锈级别。在油品遇有蒸馏水条件下，设计油液混合比例与GB/T 11143(蒸馏水)一致，按本方法进行试验，油品A、B表现性能相当，油品C、D性能较差，轴承防锈效果显现区别。同理，在油品遇有合成海水条件下油品A防锈性能明显优于油品B、C，而油品D表现最差。说明采用此方法可对油品轴承防锈能力加以评价及区分，并且与实例1印证，体现了油品评价结果趋势的一致性；当采用国标GB/T 11143《加抑制剂矿物油在水存在下防锈性能试验法》蒸馏水及合成海水不能将油品防锈性能加以区分时，采用本方法可有效区分油品防锈效果，尤其是对轴承防锈效果。
实施例3
一种考察润滑油轴承防锈性能的装置，其结构如图2所示；所述装置包括轴承座池4，轴承5位于所述轴承座池4的中央；
所述轴承池座4的上方为壳体1，所述壳体1与轴承池座4的连接处设置密封圈2；
所述轴承5由电机驱动的联动轴3牵引转动；所述联动轴3与轴承5相互垂直。
本实施例优选所述轴承为不锈钢双排滚子轴承，所述轴承的滚动体为滚珠。
实施例1或2所述的方法可利用本实施例提供的装置进行实施。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种考察润滑油轴承防锈性能评定方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向轴承座池加入待测润滑油与水的混合物，分别注于轴承两侧，使油水混合物总量浸没轴承下端滚动体；
(2)在空气自然流通的室温条件下，使轴承重复运行三个周期，再静置90～95小时，至结束试验；
每个所述周期内：轴承以50～1000rpm±5rpm的转速运转6～10h±10min，停止运转后，静止14～18h±10min；
(3)测定轴承外环滚道内部锈蚀情况，根据所述锈蚀情况评定润滑油轴承防锈性能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述混合物中润滑油与水的体积比为2000～1:1，优选为10～1:1。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述水为蒸馏水、自来水、天然海水、合成海水、普通工业水、工业中带有酸性或弱酸性水、工业中带有碱性或弱碱性水；优选为蒸馏水或合成海水；进一步优选为合成海水。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述周期内：轴承的转速为80±5rpm；
步骤(2)所述周期内：轴承的运转时间为8h±10min。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述周期内：轴承停止运转后的静止时间为16h±10min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述测定轴承外环滚道内部锈蚀情况的方法为ISO 11007方法。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向轴承座池加入待测润滑油与合成海水以体积比10～1:1组成的混合物，分别注于轴承两侧，使油水混合物总量浸没轴承下端滚动体；
(2)在空气自然流通的室温条件下，使轴承重复运行三个周期，再静置92小时，结束试验；
每个所述周期内：轴承以80rpm±5rpm的转速运转8h±10min，停止运转后，静止16h±10min；
(3)拆卸轴承，清除残留混合物，采用ISO 11007方法测定轴承外环滚道内部锈蚀情况，根据所述锈蚀情况评定润滑油轴承防锈性能。
8.利用权利要求1～7任意一项所述评定方法考察润滑油轴承防锈性能的装置，其特征在于，所述装置包括轴承座池，轴承位于所述轴承座池的中央；
所述轴承池座的上方为壳体，所述壳体与轴承池座的连接处设置密封圈；
所述轴承由电机驱动的联动轴牵引转动。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述联动轴与轴承相互垂直。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述轴承为不锈钢双排滚子轴承；所述轴承的滚动体为滚珠。
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| CN101949820A (zh) * | 2010-08-01 | 2011-01-19 | 大连北方分析仪器有限公司 | 防腐型合成航空润滑油腐蚀轴承程度的评定方法及装置 |
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