锂基润滑脂含铁量的光谱分析中修正因子的确定方法

摘要

本发明涉及锂基润滑脂含铁量分析，尤其涉及锂基润滑脂含铁量光谱分析。一种锂基润滑脂含铁量的光谱分析中修正因子的确定方法，它包括：步骤一，制备含不同浓度C理论的铁元素的标准油样，溶剂为液体石蜡、邻苯二甲酸二(2－乙基己基)酯或癸二酸二(2－乙基己基)酯；步骤二，将一定量的润滑脂加入到步骤一所制备的标准油样中，充分搅拌使之混合均匀，得到含标准铁的脂状油样；步骤三，按润滑脂的光谱分析方法对其中金属元素浓度C实测进行测试，计算光谱测试修正因子α。本发明使得润滑脂中金属颗粒的测定方法与润滑油中金属颗粒的测定方法统一起来，以有效地把握轴承的磨损状态。

说明书

技术领域

本发明涉及锂基润滑脂含铁量分析，尤其涉及锂基润滑脂含铁量光谱分析。

背景技术

在目前所使用的各类机械设备中，滚动轴承的使用相当普遍，尤其是在低速、重载、旋转或回转设备中大量使用。据统计，在所有的滚动轴承中，约有80％是使用润滑脂润滑，而锂基脂是使用范围最广、用量最大一种常用润滑脂。因润滑脂对一般温度影响不敏感，对载荷性质、运转速度的变化等有较大的适应性，故宜用于温度、速度变化较大或有反转、间歇运动的机械。又因润滑脂不易流失或被挤出，又不需经常更换，故密封结构简单，且其本身有一定的密封作用，使用保养方便，维修费用低，不需要复杂的润滑系统(如油泵、油管、油箱、过滤网等装置)，故它特别适用于不易经常加油、不易安装复杂密封、不许润滑剂污染的产品以及灰尘屑末很多的地方。为了把握这类轴承状态，需要对润滑脂中磨损金属颗粒进行定量分析。润滑脂光谱分析提供定量数据，它借助发射光谱仪来测定润滑脂中所含金属元素的浓度，从而可以知道各摩擦副的磨损情况，通过对不同时期的金属元素含量的变化趋势，可以有效地把握轴承的磨损状态，是状态监测的重要组成部分。

由于润滑脂属固体或半固体状物质，粘度高，金属颗粒包裹在润滑脂中，如果没有合适的溶剂来对其进行稀释溶解，则无法使用油料光谱仪对其进行分析，而且不同的溶剂对分析结果有不同的偏差。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的上述缺陷，提供一种锂基润滑脂含铁量的光谱分析中修正因子的确定方法。本发明找到了最佳溶剂，并且确定了修正因子，从而使得润滑脂中金属颗粒的测定方法与润滑油中金属颗粒的测定方法统一起来，以有效地把握轴承的磨损状态。

本发明是这样实现的：一种锂基润滑脂含铁量的光谱分析中修正因子的确定方法，它包括：

步骤一，制备含不同浓度C_理论的铁元素的标准油样，溶剂为液体石蜡、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯或癸二酸二(2-乙基己基)酯；

步骤二，将一定量的润滑脂加入到步骤一所制备的标准油样中，充分搅拌使之混合均匀，得到含标准铁的脂状油样；

步骤三，按润滑脂的光谱分析方法对其中金属元素浓度C_实测进行测试，计算光谱测试修正因子α。

所述的锂基润滑脂含铁量的光谱分析中修正因子的确定方法，光谱测试修正因子α的计算公式为：

α＝C_理论/C_实测。

所述的锂基润滑脂含铁量的光谱分析中修正因子的确定方法，

所述溶剂为液体石蜡，所述光谱测试修正因子α＝0.9225；

所述溶剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯，所述光谱测试修正因子α＝0.4638；

所述溶剂为癸二酸二(2-乙基己基)酯，所述光谱测试修正因子α＝0.5357。

所述的锂基润滑脂含铁量的光谱分析中修正因子的确定方法，所述溶剂为液体石蜡。

本发明通过添加新脂的方法将已知浓度的标准油样配制成脂状物质后，再用所研究的光谱分析方法对其进行测试，从而评定该方法的可靠性。考虑到实际应用中轴承材料主要为轴承钢(即铁元素)，故在此主要考察铁元素的浓度。本发明使得润滑脂中金属颗粒的测定方法与润滑油中金属颗粒的测定方法统一起来，使锂基润滑脂含铁量的光谱分析结果更加准确，以有效地把握轴承的磨损状态。

具体实施方式

一种锂基润滑脂含铁量的光谱分析中修正因子的确定方法，它包括：

步骤一，制备含不同浓度C_理论的铁元素的标准油样，溶剂为液体石蜡、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯或癸二酸二(2-乙基己基)酯；

步骤二，将一定量的润滑脂加入到步骤一所制备的标准油样中，充分搅拌使之混合均匀，得到含标准铁的脂状油样；

步骤三，按润滑脂的光谱分析方法对其中金属元素浓度C_实测进行测试，计算光谱测试修正因子α。

所述的锂基润滑脂含铁量的光谱分析中修正因子的确定方法，光谱测试修正因子α的计算公式为：

α＝C_理论/C_实测。

在这里，对使用不同溶剂进行处理的结果进行评估。溶剂类型包括：液体石蜡、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯和癸二酸二(2-乙基己基)酯。

得出不同溶剂条件下的铁元素浓度计算公式见表1。

表1不同溶剂条件下的铁元素浓度计算公式

  编号  溶剂  计算公式  1  液体石蜡  C_真实＝0.9205×C_实测  2  邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯  C_真实＝0.4638×C_实测  3  癸二酸二(2-乙基己基)酯  C_真实＝0.5357×C_实测

下面就这些公式的推导过程进行介绍：

以液体石蜡为溶剂

以液体石蜡为溶剂，配制不同铁含量的溶液，其光谱分析的测试结果如表2。

由1#油样数据可知，空白油样中实测的铁元素浓度为0μg/kg，这与理论值是一致的，说明新润滑脂和液体石蜡中均不含铁元素，光谱分析的预处理过程中也没有带入铁元素。

由2#油样数据可知，不含润滑脂的条件下，实测的铁元素浓度为77.35μg/kg，这与理论值也是一致的，说明标油中铁元素浓度是相当准确的，光谱分析的预处理过程中也没有带入铁元素。

由3#、4#油样数据可知，实测的铁元素浓度为分别为58.45和80.51μg/kg，均比相应的理论值要大一些，说明润滑脂光谱分析的预处理过程中对测试的数据有一定的影响，其实测值大于理论值。比较二者的α值可以发现它们的数值相差不大，二者的平均值为0.9205。

表2液体石蜡作为溶剂的铁元素浓度测试结果

编号  标油g  润滑脂g  溶剂g  理论值μg/kg  实测值μg/kg  修正因子α  1#  -  11.05  105.09  0.00  0.00  -  2#  3.83  -  45.76  77.23  77.35  0.9984  3#  4.67  5.44  76.14  54.14  58.45  0.9263  4#  6.09  4.78  71.83  73.64  80.51  0.9147

因此，可以推出采用液体石蜡作为溶剂时铁元素浓度真实值C真实的计算公式：C_真实＝0.9205×C_实测。

以邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯为溶剂

以邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯为溶剂，配制不同铁含量的溶液，其光谱分析的测试结果如表3。

表3邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯作为溶剂的铁元素浓度测试结果

编号  标油g  润滑脂g  溶剂g  理论值μg/kg  实测值μg/kgα  1#  -  8.97  79.83  0.00  0.00  -  2#  3.14  -  45.75  64.23  143.26  0.4483  3#  3.73  5.15  69.94  47.32  98.29  0.4814  4#  6.79  3.91  72.86  81.26  182.12  0.4462

由1#油样数据可知，空白油样中实测的铁元素浓度为0μg/kg，这与理论值是一致的，说明新润滑脂和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯中均不含铁元素，光谱分析的预处理过程中也没有带入铁元素。

由2#油样数据可知，不含润滑脂的条件下，实测的铁元素浓度为143.26μg/kg，这是理论值的2.23倍，说明该溶剂对标油中铁元素浓度的测试数据是有影响的。

由3#、4#油样数据可知，实测的铁元素浓度为分别为98.29和182.12μg/kg，它们分别比相应的理论值要大2.08和2.24倍，说明润滑脂光谱分析的预处理过程中对测试的数据有比较大的影响。比较二者的α值可以发现它们的数值相差不大，二者的平均值为0.4638。

因此，可以推出以邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯为溶剂时的铁元素浓真实值C_真实的计算公式：C_真实＝0.4638×C_实测。

以癸二酸二(2-乙基己基)酯为溶剂

以癸二酸二(2-乙基己基)酯为溶剂，配制不同铁含量的溶液，其光谱分析的测试结果如表4。

表4癸二酸二(2-乙基己基)酯作为溶剂的铁元素浓度测试结果

编号  标油g  润滑脂g  溶剂g  理论值μg/kg  实测值μg/kgα  1#  -  8.58  80.36  0.00  0.00  -  2#  3.49  -  45.64  71.04  139.46  0.5094  3#  4.16  5.84  71.47  51.06  96.28  0.5303  4#  7.31  3.95  73.26  86.49  159.85  0.5411

由1#油样数据可知，空白油样中实测的铁元素浓度为0μg/kg，这与理论值是一致的，说明新润滑脂和癸二酸二(2-乙基己基)酯中均不含铁元素，光谱分析的预处理过程中也没有带入铁元素。

由2#油样数据可知，不含润滑脂的条件下，实测的铁元素浓度为139.46μg/kg，这与理论值的1.96倍，说明该溶剂对标油中铁元素浓度的测试数据是有影响的。

由3#、4#油样数据可知，实测的铁元素浓度为分别为96.28和159.85μg/kg，它们分别比相应的理论值要大1.89和1.85倍，说明润滑脂光谱分析的预处理过程中对测试的数据有比较大的影响。比较二者的α值可以发现它们的数值相差不大，二者的平均值为0.5357。

因此，可以推出以癸二酸二(2-乙基己基)酯为溶剂时的铁元素浓真实值C真实的计算公式：C_真实＝0.5357×C_实测。

结论：

所选择的三种溶剂均可以用来对锂基脂中铁元素浓度进行测定，其中以液体石蜡为溶剂时所测定的数值最接近于真实值，而其它两种溶剂(指邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯和癸二酸二(2-乙基己基)酯)的实测值均远大于理论值，其原因尚有待进一步深入探讨，但它们所测定的数据经修正因子修正后同样可以得到真实值。因此，建议优先考虑使用液体石蜡作为锂基脂光谱分析的溶剂。