Khái niệm cơ bản về mỡ bôi trơn

Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Hoa Kỳ (ASTM) định nghĩa mỡ bôi trơn là: “Một sản phẩm từ rắn đến bán lỏng của sự phân tán chất làm đặc trong chất bôi trơn lỏng. Các thành phần khác có tính chất đặc biệt có thể được bao gồm” (ASTM D 288, Định nghĩa tiêu chuẩn của thuật ngữ liên quan dầu khí).

Phân tích mỡ bôi trơn

Như định nghĩa này chỉ ra, có ba thành phần tạo thành mỡ bôi trơn. Các thành phần này là dầu, chất làm đặc và phụ gia. Dầu gốc và các chất phụ gia là các thành phần chính trong công thức mỡ bôi trơn, và như vậy, gây ảnh hưởng đáng kể đến hành vi của các mỡ. Chất làm đặc thường được coi là miếng bọt biển giữ chất bôi trơn (dầu gốc cộng với phụ gia).

Giải phẫu mỡ

Hình 1. Phân tích mỡ

Dầu gốc

Hầu hết các loại mỡ được sản xuất ngày nay đều sử dụng dầu khoáng làm thành phần chất lỏng của chúng. Các loại mỡ bôi trơn gốc dầu khoáng này thường mang lại hiệu suất tốt trong hầu hết các ứng dụng công nghiệp. Trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt (thấp hoặc cao), mỡ sử dụng dầu gốc tổng hợp sẽ mang lại sự ổn định tốt hơn.

Chất làm đặc

Chất làm đặc là vật liệu kết hợp với chất bôi trơn đã chọn sẽ tạo ra cấu trúc từ rắn đến bán lỏng. Loại chất làm đặc chính được sử dụng trong mỡ bôi trơn hiện nay là xà phòng kim loại. Những loại xà phòng này bao gồm lithium, nhôm, đất sét, polyurea, natri và canxi. Gần đây, các loại mỡ bôi trơn dạng chất làm đặc phức tạp đang trở nên phổ biến. Chúng đang được lựa chọn vì điểm rơi cao và khả năng chịu tải tuyệt vời.

Mỡ phức được tạo ra bằng cách kết hợp xà phòng kim loại thông thường với chất tạo phức. Loại mỡ phức hợp được sử dụng rộng rãi nhất là loại có gốc liti. Chúng được tạo ra từ sự kết hợp của xà phòng lithium thông thường và một axit hữu cơ trọng lượng phân tử thấp làm chất tạo phức.

Chất làm đặc không xà phòng cũng đang trở nên phổ biến trong các ứng dụng đặc biệt như môi trường nhiệt độ cao. Bentonite và silica aerogel là hai ví dụ về chất làm đặc không nóng chảy ở nhiệt độ cao. Tuy nhiên, có một quan niệm sai lầm rằng mặc dù chất làm đặc có thể chịu được nhiệt độ cao, nhưng dầu gốc sẽ bị oxy hóa nhanh chóng ở nhiệt độ cao, do đó cần phải có khoảng thời gian tiếp nước thường xuyên.

Chất phụ gia

Các chất phụ gia có thể đóng một số vai trò trong mỡ bôi trơn. Những điều này chủ yếu bao gồm việc tăng cường các thuộc tính mong muốn hiện có, triệt tiêu các thuộc tính không mong muốn hiện có và truyền đạt các thuộc tính mới. Các chất phụ gia phổ biến nhất là chất ức chế ôxy hóa và rỉ sét, chất chống chịu cực áp, chất chống mài mòn và chất giảm ma sát.

Ngoài các chất phụ gia này, chất bôi trơn ranh giới như molypden disulfide (moly) hoặc than chì có thể lơ lửng trong mỡ để giảm ma sát và mài mòn mà không có phản ứng hóa học bất lợi lên bề mặt kim loại khi tải nặng và tốc độ chậm.

Biểu đồ nhất quán NLGI

Bảng 1. Tính nhất quán của NLGI

Chức năng

Chức năng của mỡ là tiếp xúc và bôi trơn các bề mặt chuyển động mà không bị rò rỉ ra ngoài dưới tác động của trọng lực, tác động ly tâm hoặc bị ép ra ngoài dưới áp lực. Yêu cầu thực tế chính của nó là nó vẫn giữ được các đặc tính của nó dưới lực cắt ở mọi nhiệt độ mà nó trải qua trong quá trình sử dụng.

Các ứng dụng thích hợp cho mỡ bôi trơn

Mỡ bôi trơn không thể thay thế cho nhau. Mỡ bôi trơn được sử dụng khi không thực tế hoặc không thuận tiện để sử dụng dầu. Sự lựa chọn chất bôi trơn cho một ứng dụng cụ thể được xác định bằng cách phù hợp với thiết kế máy móc và điều kiện vận hành với các đặc tính chất bôi trơn mong muốn. Mỡ bôi trơn thường được sử dụng cho:

  1. Máy móc chạy không liên tục hoặc được bảo quản trong thời gian dài. Bởi vì mỡ bôi trơn vẫn còn tại chỗ, một lớp màng bôi trơn có thể ngay lập tức hình thành.
  2. Máy móc không dễ tiếp cận để bôi trơn thường xuyên. Mỡ bôi trơn chất lượng cao có thể bôi trơn các bộ phận bị cô lập hoặc tương đối khó tiếp cận trong thời gian dài mà không cần bổ sung thường xuyên. Các loại mỡ này cũng được sử dụng trong các ứng dụng kín suốt đời như một số động cơ điện và hộp số.
  3. Máy móc hoạt động trong các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ và áp suất cao, tải sốc hoặc tốc độ chậm khi tải nặng.
  4. Các thành phần bị mòn. Mỡ duy trì các màng dày hơn ở các khe hở bị giãn nở do mài mòn và có thể kéo dài tuổi thọ của các bộ phận bị mòn đã được bôi trơn bằng dầu trước đó.

Tính chất chức năng của mỡ bôi trơn

  1. Mỡ có chức năng như một chất bịt kín để giảm thiểu rò rỉ và loại bỏ các chất gây ô nhiễm. Vì tính đặc của nó, mỡ đóng vai trò như một chất bịt kín để ngăn rò rỉ chất bôi trơn và cũng để ngăn chặn sự xâm nhập của các chất bẩn ăn mòn và các vật liệu lạ. Nó cũng hoạt động để giữ cho các con dấu bị hư hỏng hiệu quả.
  2. Mỡ bôi trơn dễ chứa hơn dầu. Việc bôi trơn bằng dầu có thể yêu cầu một hệ thống thiết bị tuần hoàn đắt tiền và các thiết bị lưu giữ phức tạp. Trong khi đó, mỡ bôi trơn, nhờ độ cứng của nó, có thể dễ dàng hạn chế bằng các thiết bị lưu giữ đơn giản hơn, ít tốn kém hơn.
  3. Mỡ giữ các chất bôi trơn rắn ở dạng huyền phù. Chất bôi trơn dạng rắn được nghiền mịn, chẳng hạn như molypden disulfide (moly) và graphit, được trộn với mỡ bôi trơn trong dịch vụ nhiệt độ cao hoặc trong các ứng dụng áp suất cực cao. mỡ bôi trơn giữ chất rắn ở dạng huyền phù trong khi chất rắn sẽ lắng ra khỏi dầu.
  4. Mức chất lỏng không cần phải được kiểm soát và giám sát.

Đặc tính

Cũng như đối với dầu, mỡ thể hiện một tập hợp các đặc tính riêng mà nó phải được xem xét khi được lựa chọn cho một ứng dụng. Các đặc điểm thường thấy trên bảng dữ liệu sản phẩm bao gồm:

Khả năng bơm

Khả năng bơm là khả năng mỡ được bơm hoặc đẩy qua một hệ thống. Thực tế hơn, khả năng bơm là sự dễ dàng mà mỡ có áp suất có thể chảy qua các đường dây, vòi phun và các phụ kiện của hệ thống phân phối mỡ.

Không thấm nước

Đây là khả năng của mỡ chịu được tác động của nước mà không thay đổi khả năng bôi trơn. Bọt xà phòng / nước có thể làm lơ lửng dầu trong mỡ, tạo thành nhũ tương có thể rửa trôi hoặc ở mức độ thấp hơn, làm giảm độ nhớt bằng cách pha loãng và thay đổi độ đặc cũng như kết cấu của mỡ.

Tính nhất quán

Độ đặc của mỡ bôi trơn phụ thuộc vào loại và lượng chất làm đặc được sử dụng và độ nhớt của dầu gốc. Tính nhất quán của mỡ là khả năng chống lại sự biến dạng của lực tác dụng. Thước đo độ nhất quán được gọi là độ thâm nhập Độ thẩm thấu phụ thuộc vào việc tính nhất quán có bị thay đổi do xử lý hoặc làm việc hay không. Phương pháp ASTM D 217 và D 1403 đo độ thâm nhập của mỡ bôi trơn chưa gia công và đã gia công. Để đo độ xuyên thấu, một hình nón có trọng lượng nhất định được phép chìm vào mỡ bôi trơn trong năm giây ở nhiệt độ tiêu chuẩn là 25 ° C (77 ° F).

Độ sâu, tính bằng phần mười milimét, mà hình nón chìm vào mỡ bôi trơn là độ xuyên thấu. Độ thâm nhập 100 sẽ đại diện cho một loại mỡ rắn trong khi độ thâm nhập 450 sẽ là chất lỏng bán chảy. NLGI đã thiết lập các số nhất quán hoặc số cấp, nằm trong khoảng từ 000 đến 6, tương ứng với các dải số thâm nhập cụ thể. Bảng 1 liệt kê các phân loại mỡ NLGI cùng với mô tả về tính nhất quán của nó liên quan như thế nào đến chất bán lỏng thông thường.

Điểm rơi

Điểm nhỏ giọt là một chỉ số về khả năng chịu nhiệt của mỡ bôi trơn. Khi nhiệt độ mỡ bôi trơn tăng lên, độ thẩm thấu tăng lên cho đến khi mỡ bôi trơn hóa lỏng và mất đi độ đặc mong muốn. Điểm rơi là nhiệt độ tại đó mỡ trở nên đủ lỏng để nhỏ giọt. Điểm rơi chỉ ra giới hạn nhiệt độ trên mà tại đó mỡ vẫn giữ được cấu trúc của nó, không phải là nhiệt độ tối đa mà mỡ có thể được sử dụng.

Tính ổn định oxy hóa

Đây là khả năng của mỡ chống lại sự kết hợp hóa học với oxy. Phản ứng của mỡ bôi trơn với oxy tạo ra kẹo cao su không hòa tan, cặn bùn và cặn bám như sơn mài gây ra hoạt động chậm chạp, tăng mài mòn và giảm khe hở. Tiếp xúc lâu với nhiệt độ cao sẽ làm tăng tốc độ oxy hóa trong mỡ bôi trơn .

Chịu nhiệt độ cao

Nhiệt độ cao gây hại cho mỡ nhiều hơn gây hại cho dầu. Về bản chất, mỡ bôi trơn không thể tản nhiệt bằng cách đối lưu như dầu tuần hoàn. Do đó, không có khả năng truyền nhiệt, nhiệt độ quá cao dẫn đến quá trình oxy hóa tăng tốc hoặc thậm chí cacbon hóa, nơi mỡ khô cứng lại hoặc tạo thành lớp vỏ .

Mỡ bôi trơn hiệu quả phụ thuộc vào độ đặc của mỡ. Nhiệt độ cao làm mềm và chảy máu, khiến mỡ bôi trơn chảy ra khỏi các khu vực cần thiết. Dầu khoáng trong mỡ có thể bốc cháy, cháy hoặc bay hơi ở nhiệt độ lớn hơn 177 ° C (350 ° F).

Chịu nhiệt độ âm

Nếu nhiệt độ của mỡ được hạ xuống đủ, nó sẽ trở nên nhớt đến mức có thể được phân loại là mỡ cứng. Khả năng bơm bị ảnh hưởng và hoạt động của máy móc có thể trở nên không thể do giới hạn về mô-men xoắn và yêu cầu về công suất. Theo hướng dẫn, điểm đông đặc của dầu gốc được coi là giới hạn nhiệt độ thấp của mỡ.

Nguồn: www.machinerylubrication.com

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.