润滑脂是一种由基础油和稠化剂混合而成的半固体润滑剂,其中基础油主要起润滑作用,稠化剂主要起保持和防止基础油流失的作用,所以,其中基础油的性质决定了润滑脂的性质。
润滑油品牌以硅油为基础油的硅脂在早期航天机械中经常使用,由于与硅油相同的原因,现在已较少使用了。以矿物油为基础油的润滑脂种类繁多,润滑性能良好,在地面机械中获得了广泛的应用。但是由于挥发性和化学不稳定性,限制了它在航天机械中的应用。
PFPE润滑脂是现在航天机械最常用的润滑脂。聚四氟乙烯的化学性质也十分稳定,其摩擦系数很低,也可作为固体润滑剂使用。PFPE润滑油和聚四氟乙烯结合,可互相取长补短,在高速流体动力润滑状态主要由PFPE润滑油起作用,在低速边界润滑状态由聚四氟乙烯和 PFPE润滑油共同起作用。所以,PFPE润滑脂已经广泛应用于从低速到高速的各种航天机械的轴承和齿轮中。
脂润滑无需专门的供油装置,将润滑脂直接涂在轴承或齿轮的润滑区域即可。为了防止润滑脂在高速轴承离心力作用下被甩掉,可以设置简单的防护罩或挡油环。与PFPE润滑油一样,使用简单的迷宫密封就可有效减缓润滑剂的蒸发,保证在寿命期内不失效。
空间机械常用的液体润滑剂主要有硅油、矿物油和全氟聚醚(PFPE)润滑油。
硅油具有较低的饱和蒸气压,因此,在早期的航天机械中获得了广泛的应用。但是后来发现它有一个很大的缺点:在摩擦表面会形成聚合物堆积而引起轴承的过早失效,因此,现在基本已不再用作航天润滑剂,有时用作液压油、阻尼油或导热油。
矿物油是地面机械常用的润滑油,在流体动力润滑和弹性流体动力润滑状态下具有很好的润滑性能。在边界润滑状态,因为可以很好地溶解边界润滑添加剂,所以也具有很好的边界润滑性能。其缺点是饱和蒸气压高、凝点高,所以不能直接用在真空环境下,只能用于完全密封的润滑系统中,通常用于动量轮等机械。