Thông tin về chất bôi trơn công nghiệp

Chất bôi trơn công nghiệp là các loại dầu, chất lỏng, mỡ, và các hợp chất khác được sử dụng để giảm ma sát, kẹt, mài mòn, hoặc loại bỏ độ ẩm. Chức năng chính của chúng là thay thế các bề mặt rắn bằng một lớp màng chất lỏng. Ngoài ra, chúng còn được sử dụng để thay đổi các tính chất bề mặt, điều chỉnh nhiệt độ, hoặc loại bỏ mảnh vụn. Chất bôi trơn lý tưởng giảm thiểu tiếp xúc rắn-rắn và giảm bất kỳ lượng ma sát nào mà nếu không sẽ cản trở chuyển động và gây mài mòn.

Độ dày của màng chất lỏng phụ thuộc vào độ nhớt của chất lỏng, tải trọng giữa các bề mặt tiếp xúc và tốc độ di chuyển của các bề mặt đó với nhau. Có bốn chế độ bôi trơn, còn được gọi là các chế độ bôi trơn, được xác định bởi độ dày của màng chất lỏng như sau:

Chế độ bôi trơn thủy động:
Các chế độ bôi trơn thủy động tồn tại khi màng chất lỏng hỗ trợ tải trọng, loại bỏ mọi tương tác giữa các bề mặt rắn. Chế độ bôi trơn này tồn tại khi hình học, chuyển động bề mặt và độ nhớt của chất lỏng tạo ra đủ áp suất chất lỏng để gây ra lực nâng thủy động.

Chế độ bôi trơn đàn hồi thủy động:
Các chế độ bôi trơn đàn hồi thủy động được hình thành khi tải trọng cao hơn hoặc khi có tiếp xúc không đồng đều giữa các bề mặt được bôi trơn. Điều này gây ra một khu vực chịu tải cục bộ, gây ra một lượng biến dạng đàn hồi trên các bề mặt rắn. Áp suất cực lớn trải qua ảnh hưởng đến độ nhớt của chất bôi trơn. Sự thay đổi độ nhớt này cho phép chất lỏng hỗ trợ tải trọng, bôi trơn hiệu quả các điểm tiếp xúc trong các ứng dụng như ổ bi và ổ lăn.

Chế độ bôi trơn hỗn hợp:
Các chế độ bôi trơn hỗn hợp không đủ để tách rời các bề mặt rắn, cho phép một số tương tác bề mặt rắn. Đúng như tên gọi, có một màng chất lỏng hoạt động bôi trơn bề mặt trong khi các vết gồ ghề bề mặt gây ra hiện tượng bôi trơn đàn hồi thủy động vi mô.

Chế độ bôi trơn biên:
Các chế độ bôi trơn biên cho phép các vết gồ ghề bề mặt chịu tải, vì độ nhám bề mặt vượt quá độ dày của màng chất lỏng. Trong những trường hợp này, chất bôi trơn không còn hoạt động trực tiếp để hạn chế ma sát. Để bôi trơn hiệu quả các bề mặt trải qua chế độ bôi trơn biên, có thể sử dụng các chất phụ gia chịu áp suất cực lớn (EP), chất phụ gia biên hoặc chất bôi trơn rắn để giảm thiểu các tác động tiêu cực của việc tiếp xúc bề mặt rắn.

Đường cong stribeck là biểu diễn đồ họa về mối quan hệ giữa ma sát với độ nhớt, tải trọng và tốc độ của chất lỏng. Đường cong này được sử dụng để minh họa hệ số ma sát trong nhiều điều kiện vận hành khác nhau. Tham số bôi trơn, liên quan trực tiếp đến độ dày màng chất lỏng, là hàm của tốc độ, tải trọng và độ nhớt, và được hiển thị trên trục x. Độ nhớt tăng, tải trọng giảm hoặc tốc độ tăng đều phản ánh độ dày màng chất lỏng lớn hơn và tham số bôi trơn lớn hơn. Hệ số ma sát giảm mạnh giữa chế độ bôi trơn ranh giới và hỗn hợp, giá trị tối thiểu khi đi vào chế độ bôi trơn thủy động, sau đó bắt đầu tăng do tác động tiêu cực của lực cản chất lỏng.

Chất bôi trơn công nghiệp có nhiều dạng, thành phần, độ nhớt khác nhau và có thể tùy theo ứng dụng cụ thể.

Chất bôi trơn được thiết kế để tạo ra hiệu ứng mong muốn trong các điều kiện vận hành đã biết. Chúng thường dành riêng cho từng ứng dụng vì mỗi ứng dụng đòi hỏi các đặc tính riêng biệt trong các điều kiện môi trường khác nhau.

Các tính chất quan trọng của chất bôi trơn công nghiệp bao gồm độ nhớt động học, chỉ số độ nhớt, điểm đông đặc, điểm chớp cháy, nhiệt độ tự cháy (AIT) và các tính năng đặc biệt.

Phụ gia chịu áp suất cao (EP):
Các chất phụ gia chịu áp suất cao bao gồm các tác nhân hóa học hoạt động (lưu huỳnh, phốt pho, hợp chất clo) có tính phản ứng và hình thành một lớp phim ngăn ngừa sự kẹt, dính hoặc bám dính bề mặt trong các ứng dụng chịu áp suất cao.

Phân tán vi mô:
Là các loại dầu hoặc chất lỏng bôi trơn chứa một sự phân tán của các hạt bôi trơn rắn, chẳng hạn như polytetrafluoroethylene (PTFE), graphit, disulfua molypden, hoặc nitrua boron (BN) trong một dầu gốc khoáng, dầu mỏ hoặc dầu tổng hợp.

Phụ gia chống tạo bọt hoặc không tạo bọt:
Những chất phụ gia này loại bỏ không khí bị kẹt trong dầu. Không khí bị kẹt có thể gây hư hỏng bơm do hiện tượng xâm thực. Bọt cũng có thể giảm khả năng làm mát và độ cứng khối (hay độ cứng) của chất lỏng.

Chất lỏng có hàm lượng nước cao (HWCF):
Bao gồm các loại dầu tự nhiên, chất lỏng hòa tan trong nước, phức xà phòng, hoặc sáp có khả năng chống cháy xuất sắc.

Mỡ điện môi và chất lỏng cách điện:
Là các loại dầu cách điện, mỡ, dầu máy biến áp và chất lỏng có độ bền điện môi cao, được sử dụng trong máy biến áp, tụ điện, gia công EDM, và các ứng dụng thiết bị điện khác.

ISO 3448 thiết lập một hệ thống được sử dụng để phân loại chất bôi trơn công nghiệp dựa trên độ nhớt. Tiêu chuẩn này bao gồm chất bôi trơn công nghiệp và các chất lỏng liên quan bao gồm dầu khoáng, chất lỏng thủy lực, dầu điện môi và các chất lỏng công nghiệp khác, nhưng có thể không bao gồm các hóa chất tinh khiết và các sản phẩm tự nhiên.

SAE J306 là tiêu chuẩn độ nhớt của dầu động cơ ô tô. Tiêu chuẩn này được sử dụng để mô tả các giới hạn mà chất bôi trơn được phân loại dựa trên lưu biến. Số được tham chiếu, được gọi là trọng lượng của dầu, xác định cấp độ nhớt. Hậu tố “W” biểu thị cấp độ mùa đông và độ nhớt được đo khi khởi động nguội. Dầu cấp độ đơn được phân loại theo độ nhớt ở nhiệt độ cố định trong khi dầu cấp độ đa được thử nghiệm ở cả nhiệt độ thấp và cao với một loạt các cấp độ nhớt; ví dụ: 5W-30.