潤滑脂理化指標與儲存壽命相關性的研究

　　李靜^{1, 2},郭小川^{1, 2},李正加³,高明¹

　　(1.后勤工程學院,重慶400016; 2.重慶市油品與應用技術工程技術研究中心,重慶400016;

　　3. 91280部隊,廣東湛江524031)

　　STUDY ON THE RELATION BETWEEN PHYSICOCHEM ICAL INDEXES

　　AND STORAGE LIFE OF LUBRICATING GREASE

　　摘要:探討了潤滑脂儲存后理化指標的變化規律,并采用多元逐步回歸的方法找到潤滑脂抗氧劑含量與理化指標間的密切聯系,抗氧劑含量又與潤滑脂儲有壽命具有一致性,從而簡化了監測儲存安定性的方法,也為預測潤滑脂儲存壽命提供更為科學可靠的實驗數據。

　　關鍵詞:潤滑脂;逐步回歸法;儲存壽命

　　中圖分類號:TE624. 4   文獻標識碼:A

　　0 前言

　　由于戰備需要,軍隊通常要儲備一定數量的潤滑脂,在儲存中潤滑脂的質量變化變得尤為重要,但是潤滑脂在儲存期間的質量變化規律、儲存壽命監控方法手段、表征與預測等尚屬空白,因此它的研究與制定,將指導部隊正確合理地儲存及使用潤滑脂,同時也避免了儲存期間庫存量大而積壓超期所帶來的浪費。以往人們通過測定酸值來預測潤滑脂的儲存期限,但酸值是一個單一理化指標,不能完全反映出潤滑脂的實際使用性能;傅立葉紅外光譜法雖能預測潤滑脂的儲存和使用壽命,但需要專門的分析儀器和專業的分析人員,且分析費用昂貴,分析時間長,對操作者要求高,不能普遍采用[1]。

　　潤滑脂在儲存過程中,抗氧劑會發生消耗,以消除脂中產生的自由基,延緩潤滑脂的氧化速度。因此,含有抗氧劑的潤滑脂根據抗氧劑含量來研究其在儲存過程中的質量衰變規律是可行的[2]。本文即以測得的抗氧劑含量為因變量,以各理化指標為自變量,通過多元逐步回歸的方法找到各理化指標與抗氧劑含量間的聯系,得到對儲存壽命影響顯著的理化指標,通過對儲存后理化指標的變化預測潤滑脂的儲存壽命,以達到簡化監測方法的目的。逐步回歸分析的基本思想是對每一個自變量進行檢驗,將不顯著的自變量剔除,保證最后所得自變量子集中所有自變量都是顯著的,這樣便得到/最優0自變量子集。

　　1 實驗部分

　　1. 1 實驗樣品

　　本文依據5地面油料品種簡化方案6,選定2號汽車通用鋰基脂作為儲存試驗研究的樣品,對其進行實際檢測,其理化指標均符合GJB /T 5671 -1995汽車通用鋰基潤滑脂規范要求。

　　1. 2 實驗方法

　　(1)潤滑脂錐入度:按GB /T 269 -91潤滑脂和石油脂錐入度測定法進行。

　　(2)潤滑脂分油:按SH /T0324 -92潤滑脂鋼網分油測定法(靜態法)進行。

　　(3)潤滑脂游離酸堿:采用SH /T0329 -92潤滑脂游離堿和游離有機酸測定法。

　　(4)腐蝕:按GB /T 7326 -87潤滑脂銅片腐蝕試驗方法進行。

　　(5)滴點:按GB /T 4929 -85潤滑脂滴點測定法。

　　(6)伏安法測定潤滑脂抗氧劑含量。

　　在容量瓶中稱200~300 mg的潤滑脂樣,分別加入濃度為0. 1 mol/L的鹽酸和電解液5 mL,再加入少許石英砂,蓋上塞子,振蕩,靜置片刻,使抗氧劑充分萃取到電解液中,濾掉殘渣。待混合體系上部形成清澈的分析液后,將三電極系統插入,讓輔助電極以0. 1 V /s的速率從0 V掃描至1. 6 V。測量伏安峰的高度,即可獲得抗氧劑的含量。

　　1. 3 實驗結果

　　對2號汽車通用鋰基脂的主要理化指標及抗氧劑含量進行測定,其結果如表1所示。

　　由表1可以看出:

　　(1)隨著儲存時間的延長, 2號汽車通用鋰基脂的滴點降低、錐入度減小、分油增大、游離堿減少、腐蝕呈增大趨勢。

　　(2)儲存時間在3年以內時,抗氧劑含量的變化較為平緩,超過3年后, 2號汽車通用鋰基潤滑脂的抗氧劑含量開始下降。但到第4年時,抗氧劑的含量只有新脂的16%,此時2號汽車通用鋰基潤滑脂不適合繼續儲存,應提前發出使用。

　　2 逐步回歸法

　　逐步回歸是從與y有關的變量中選取對y有顯著影響的變量來建立回歸方程的一種方法。由于電子計算機的普遍使用,這種方法得到了廣泛地應用。

　　2. 1 逐步回歸分析方法[3]

　　逐步回歸分析方法可以分為三大類,即前進法、后退法和最優子集法。從理論上講,最優子集法求的解應該是全局最優的,但它的計算量是隨著自變量數目而成指數級增長的。本文自變量個數不多,計算量不大,因此選用最優子集法評價各自變量的優劣。最優子集法即設有m個變量,產生一切自變量排列組合的回歸,共2m -1個回歸方程。在所有這些回歸中找出一個最好的,它所包含的自變量即為所求。

　　2. 2 最優子集評定方法

　　相關系數法是通常用于多元線性回歸分析,特別是在一元線性回歸分析評價所得到的線性回歸方程的好壞的一種方法。但是,相關系數隨自變量的個數增加而增大,因此當在回歸方程中引入一些無用的自變量時,相關系數也會增大,所以不足以判定最優變量子集。為此可采用全修正相關系數或平均殘差平方和進行評價。

　　(1)全修正相關系數:

　　3 逐步回歸分析[4]

　　以抗氧劑含量為因變量Y,以滴點(X₁)、錐入度(X₂)、銅片腐蝕(X₃)、游離堿(X₄)、鋼網分油(X₅)為自變量,依照顯著性檢驗水準0. 05進行逐步回歸分析,篩選有顯著意義的影響因素。

　　由于腐蝕級別是非量化指標,但它又是一個衡量潤滑脂儲存性能的重要指標,因此需要將它量化,以引入數學模型中。

　　全修正相關系數R₃²=0.8868達到各個自變量子集中的極大值;Q_s=0.0201達到各個自變量子集中的極小值。則由回歸方程可知對因變量y有顯著影響作用的是x₃,x₄,x₅,根據回歸方程的回歸系數可以看出x₄對其影響最大,x₅次之,x₃對其影響較小, x₃、x₄對y的影響皆為正向,x₅對y的影響為負向。

　　4 結論

　　運用數學方法和專業知識得出結果基本一致,即潤滑脂理化指標與儲存壽命具有相關性,游離堿含量、鋼網分油和銅片腐蝕對儲存壽命有顯著影響,其中游離堿對其影響最大,鋼網分油對其影響次之,腐蝕對其影響最小。對潤滑脂儲存壽命的監測可以簡化為重點對這三個指標的測定,提高了監測效率和準確性。

　　參考文獻:

　　[1]朱永利,郭小川,張潔.潤滑脂氧化安定性的伏安法測定[J].后勤工程學院學報, 2006, 22(3): 36 -39.

　　[2]朱永利.地面裝備潤滑脂儲存安定性和儲存期限預測研究[D ].重慶:后勤工程學院, 2006.

　　[3]馮新瀘,史永剛.近紅外光譜及其在石油產品分析中的應用[M ].北京:中國石化出版社, 2002.

　　[4]朱永華.應用數理統計[M ].武漢:武漢水利電力大學出版社, 1999.

　　摘自《潤滑油》2008年8月第23卷第4期，由深圳優寶惠m.kelloggmotorsports.com整理提供，EUBO提供全球領先潤滑解決方案！