CN109725134B

CN109725134B - 一种润滑脂储存寿命预测判断方法

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Publication number: CN109725134B
Application number: CN201711025428.1A
Authority: CN
Inventors: 陈蓉; 王子君; 李文超
Original assignee: Luoyang Bearing Research Institute Co Ltd
Current assignee: Luoyang Bearing Research Institute Co Ltd
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2037-10-27
Also published as: CN109725134A

Abstract

本发明涉及一种润滑脂储存寿命预测判断方法，属于润滑脂性能检测技术领域。本发明的润滑脂储存寿命预测判断方法包括如下步骤：在储存温度下检测润滑脂样品的储存寿命相关性能，将检测结果作为初始性能参数；根据储存目标年限计算得到加速测试时间；将润滑脂样品置于密闭容器中，加热到设定加速温度，并恒温保存，恒温保存的时间等于加速测试时间；将恒温保存后的润滑脂样品取出，检测储存寿命相关性能，将检测结果作为老化性能参数；将老化性能参数与初始性能参数对比，如果变化率小于设定变化率，则可以判断润滑脂样品的储存寿命可以达到储存目标年限。本发明的方法对于需要长期储存后再使用的机械设备能够快速判断其润滑脂是否能够满足需求。

Description

一种润滑脂储存寿命预测判断方法

技术领域

本发明涉及一种润滑脂储存寿命预测判断方法，属于润滑脂性能检测技术领域。

背景技术

轴承在储存和使用时均需要大量的润滑材料，用于减少相对运动表面之间的摩擦和磨损，润滑脂是润滑材料重要的一种。润滑脂大多是半流体至半固体的物质，具有独特的流变性能。对于轴承来说，润滑脂的作用主要是润滑、保护和密封。

在轴承的生产使用中，为了避免使用失效的轴承导致出现安全问题或其他故障，需要事先了解轴承的储存寿命，即产品在规定的条件下储存时，仍能满足规定质量要求的时间长度。另外，了解轴承的储存寿命也可以反过来根据使用量确定轴承的生产数量，从而避免库存的轴承超过储存寿命而失效。

在使用润滑脂润滑的轴承中，由于润滑脂在储存过程中受到温度、湿度的影响，不可避免地会发生老化，造成性能劣化，从而影响到整个轴承的稳定性和使用的可靠性。特别的，军工设备要求储存时间长，滚动轴承中润滑脂的储存寿命对轴承而言至关重要，因此预测润滑脂的储存寿命对轴承乃至配套的主机设备都是十分必要的。

用于武器装备的轴承地面存储一般为5～10年，甚至更长，如果采用自然环境贮存试验监测法，试验时间太长，预测成本比较高。研发一种采用加速老化方式来预测润滑脂的储存寿命显得意义重大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种润滑脂储存寿命预测判断方法，以能够快速预测润滑脂的储存寿命。

为实现上述目的，本发明的润滑脂储存寿命预测判断方法的技术方案是：

一种润滑脂储存寿命预测判断方法，包括如下步骤：

1)在储存温度下检测润滑脂样品的储存寿命相关性能，将检测结果作为初始性能参数；

根据储存目标年限计算得到加速测试时间；

2)将润滑脂样品置于密闭容器中，加热到设定加速温度，并恒温保存，恒温保存的时间等于步骤1)中得到的加速测试时间；

3)a.将恒温保存后的润滑脂样品取出，检测储存寿命相关性能，将检测结果作为老化性能参数；将老化性能参数与初始性能参数对比，如果变化率小于设定变化率，则可以判断润滑脂样品的储存寿命可以达到储存目标年限；

或者b.在恒温保存过程中定期取样检测储存寿命相关性能，作为加速性能参数，将加速性能参数与初始性能参数对比：如果变化率大于设定变化率，则判断润滑脂的储存寿命达不到储存目标年限；如果变化率小于设定变化率，则在恒温保存结束后，将恒温保存后的润滑脂样品取出，检测储存寿命相关性能，将检测结果作为老化性能参数，将老化性能参数与初始性能参数对比，如果变化率小于设定变化率，则可以判断润滑脂样品的储存寿命可以达到储存目标年限。

本发明的润滑脂储存寿命预测判断方法在进行人工加速老化试验之后建立预测模型对储存寿命进行预测，因此预测精度较高。而且采用本发明的方法预测润滑脂的储存寿命，试验周期短，所需人力、物力较小，试验过程简单，便于操作。当储存目标年限小于5年时，步骤3)中采取a方式，当储存目标大于5年时，步骤3)中采取b方式。

本发明的润滑脂储存寿命预测判断方法是针对轴承用润滑脂的储存寿命预测判断。

步骤1)中加速测试时间按照如下公式进行计算：

t＝(t₀×365)/yⁿ；

其中，t为加速测试时间，单位为天；t₀为储存目标年限，单位为年；y＝2；n为加速影响系数，n＝(T₂-T₁)/18，T₂为设定加速温度，T₁为储存温度，T₂和T₁的单位为℉。

对于简单的化学反应来说，温度每升高10℃，化学反应速率就会增加一倍，因此可以通过升高温度进行加速老化来预测油脂在实际储存条件下的老化速率，进而得到老化时间。

对于润滑脂的老化反应来说，其在实际储存条件下的储存寿命和高温加速条件下的储存寿命可采用如下公式进行描述：

R₂＝R₁yⁿ或yⁿ＝R₂/R₁；

其中，R₁和R₂分别是在实际储存温度T₁和加速老化温度T₂下的反应速率。yⁿ是加速影响系数，将反应速率近似看做成倍增加时，y取2，n温度影响因子，在T₁和T₂采用华氏温度计量时，n＝(T₂-T₁)/18。

根据R₁t₀＝R₂t₁可得R₂/R₁＝t₀/t₁＝yⁿ。

优选的，所述设定加速温度为248℉，所述储存温度为77℉。

n＝(T₂-T₁)/18＝(248-77)/18＝9.50；

所以，yⁿ＝2^9.50＝724.08；

由t₀/t₁＝yⁿ可得t₁＝t₀/yⁿ＝t₀/724.08，由此可以根据储存目标年限求出加速测试所需的时间。

所述储存寿命相关性能为滴点、工作锥入度、钢网分油、酸值、铜片腐蚀、最大无卡咬负荷PB值、烧结负荷PD值、长时磨损磨斑直径中的一种或几种。

步骤3)中将恒温保存后的润滑脂样品取出是在样品冷却至室温再取出。

步骤3)中设定变化率为10％。所述变化率小于10％是指变化率在-10％～10％之间，即变化率小于±10％。小于设定变化率是指检测项目中的每一项的变化率均小于10％。大于设定变化率是指检测项目中的某一项或者几项的变化率大于10％。

步骤3)中定期取样的取样周期为24小时。

本发明的有益效果是：

本发明的方法对于需要长期储存后再使用的机械设备能够快速判断其润滑脂是否能够满足需求，特别是对于军工设备有更重要的意义。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明。

实施例1

本实施例的润滑脂储存寿命预测判断方法用来对一种军工轴承用润滑脂储存寿命进行预测，具体的，包括如下步骤：

1)在77℉(25℃)下检测润滑脂新脂样品的储存寿命相关性能，具体检测项目有滴点、工作锥入度、钢网分油、酸值、铜片腐蚀、最大无卡咬负荷PB值、烧结负荷PD值、长时磨损磨斑直径，将这些项目的检测结果作为初始性能参数，具体如表1中所示；

2)本实施例的军工轴承用润滑脂的储存目标年限为10年，按照如下公式计算润滑脂在高温下老化时所需的加速测试时间：

t＝(t₀×365)/yⁿ，其中，t为加速测试时间，单位为天；t₀为储存目标年限，单位为年，本实施例中t₀＝10；y＝2；

n为加速影响系数，利用公式n＝(T₂-T₁)/18进行计算，T₂为设定加速温度，T₁为储存温度，本实施例中T₂＝248℉，T₁＝77℉，所以，n＝(T₂-T₁)/18＝(248-77)/18＝9.50；

所以，加速测试时间t＝(10×365)/2^9.5＝5.04天，即120.96小时；

3)将2kg的润滑脂样品放入带盖子的容器中，置于密闭的烘箱中，加热到设定加速温度248℉(120℃)，并恒温保存5.04天(120.96小时)，恒温保存过程中每隔24h取样检测一次，每次的取样量为300g，检测项目仍然为滴点、工作锥入度、钢网分油、酸值、铜片腐蚀、最大无卡咬负荷PB值、烧结负荷PD值、长时磨损磨斑直径；将检测结果作为加速性能参数与初始性能参数进行比较，并求出每一项加速性能参数在对应的初始性能参数基础上的变化率，然后进行判断：

如果某一项或者几项加速性能参数的变化率大于10％，则判断润滑脂样品已失效，同时认定润滑脂样品的储存性能的达不到储存目标年限；此时停止试验；

如果全部的加速性能参数的变化率均小于10％，继续试验，如果四次取样检测的加速性能参数的变化率均小于10％，则在试验时间达到5.04天时，停机，自然冷却至室温，取出样品，检测滴点、工作锥入度、钢网分油、酸值、铜片腐蚀、最大无卡咬负荷PB值、烧结负荷PD值、长时磨损磨斑直径，检测结果如表1所示，将检测结果作为老化性能参数与初始性能参数进行比较，并计算出每一项老化性能参数相对与初始性能参数的变化率，如果变化率小于10％，则判断该军工轴承用润滑脂储存寿命能够达到10年的储存目标年限；如果某一项或者几项加速性能参数的变化率大于10％，则判断润滑脂样品已失效，同时认定润滑脂样品的储存性能的达不到储存目标年限；

如表1所示，本实施例的老化性能参数的所有项目的变化率均在10％以内，因此，该军工轴承用润滑脂储存寿命能够达到10年的储存目标年限。

表1实施例1中的初始性能参数、加速性能参数及老化性能参数

实施例2

本实施例的润滑脂储存寿命预测判断方法用来对一种精密轴承用润滑脂储存寿命进行预测，具体的，包括如下步骤：

1)在77℉(25℃)下检测润滑脂新脂样品的储存寿命相关性能，具体检测项目有滴点、工作锥入度、钢网分油、酸值、铜片腐蚀、最大无卡咬负荷PB值、烧结负荷PD值、长时磨损磨斑直径，将这些项目的检测结果作为初始性能参数，具体如表2所示；

2)本实施例的精密轴承用润滑脂的储存目标年限为5年，按照如下公式计算润滑脂在高温下老化时所需的加速测试时间：

t＝(t₀×365)/yⁿ，其中，t为加速测试时间，单位为天；t₀为储存目标年限，单位为年，本实施例中t₀＝5；y＝2；

所以，加速测试时间t＝(5×365)/2^9.5＝2.52天，即60.48h；

3)将2kg的润滑脂样品放入带盖子的容器中，置于密闭的烘箱中，加热到设定加速温度248℉(120℃)，并恒温保存2.52天(60.48h)，停机，自然冷却至室温，取出样品，检测滴点、工作锥入度、钢网分油、酸值、铜片腐蚀、最大无卡咬负荷PB值、烧结负荷PD值、长时磨损磨斑直径，将检测结果作为老化性能参数与初始性能参数进行比较，并计算出每一项老化性能参数相对与初始性能参数的变化率，由表2可知，所有项目的变化率均在10％以内，则判断该精密轴承用润滑脂储存寿命能够达到5年的储存目标年限。

表2实施例2的初始性能参数、老化性能参数

本发明的方法对于需要长期储存后再使用的机械设备能够快速判断其润滑脂是否能够满足需求，特别是对于军工设备有更重要的意义。对于使用润滑脂的单位，可以在使用时，根据设备的储存时间要求，采用本发明的方法可以使技术人员快速选用储存期达到要求的润滑脂。对于生产开发润滑脂的单位，采用本发明的方法可以使技术人员依据润滑脂的储存目标年限来快速筛选配方工艺。

Claims

1.一种润滑脂储存寿命预测判断方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）在储存温度下检测润滑脂样品的储存寿命相关性能，将检测结果作为初始性能参数；

根据储存目标年限计算得到加速测试时间；

2）将润滑脂样品置于密闭容器中，加热到设定加速温度，并恒温保存，恒温保存的时间等于步骤1）中得到的加速测试时间；

3）将恒温保存后的润滑脂样品取出，检测储存寿命相关性能，将检测结果作为老化性能参数；将老化性能参数与初始性能参数对比，如果变化率小于设定变化率，则可以判断润滑脂样品的储存寿命可以达到储存目标年限；

或者在恒温保存过程中定期取样检测储存寿命相关性能，作为加速性能参数，将加速性能参数与初始性能参数对比：如果变化率大于设定变化率，则判断润滑脂的储存寿命达不到储存目标年限；如果变化率小于设定变化率，则在恒温保存结束后，将恒温保存后的润滑脂样品取出，检测储存寿命相关性能，将检测结果作为老化性能参数，将老化性能参数与初始性能参数对比，如果变化率小于设定变化率，则可以判断润滑脂样品的储存寿命可以达到储存目标年限；

步骤1）中加速测试时间按照如下公式进行计算：

t=（t₀×365）/yⁿ

其中，t为加速测试时间，单位为天；t₀为储存目标年限，单位为年；y=2；n为加速影响系数，n=（T₂-T₁）/18，T₂为设定加速温度，T₁为储存温度，T₂和T₁的单位为℉；

2.根据权利要求1所述的润滑脂储存寿命预测判断方法，其特征在于：所述设定加速温度为248℉，所述储存温度为77℉。

3.根据权利要求1所述的润滑脂储存寿命预测判断方法，其特征在于：步骤3）中将恒温保存后的润滑脂样品取出是在样品冷却至室温再取出。

4.根据权利要求1所述的润滑脂储存寿命预测判断方法，其特征在于：步骤3）中设定变化率为10%。

5.根据权利要求1所述的润滑脂储存寿命预测判断方法，其特征在于：步骤3）中定期取样的取样周期为24小时。