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摩擦学设计-第三单元-1

润滑管理与密封技术

华东理工大学机械设计及摩擦学教研室

yhyin@https://www.doczj.com/doc/d819049623.html,

殷勇辉

2008 .12. 21

资源节约与摩擦学设计讲义--广西

机械系统润滑与密封的理论与设计方法

主要内容

润滑管理 润滑油基础知识 润滑油应用与管理 机械润滑系统设计 油品牌号及添加剂 油液监测技术密封技术

?密封基础知识

?机械密封

?设计、选用及

失效案例

?现代密封技术简介

润滑与密封的关系

?润滑与机械设备的运转息息相关,润滑油比喻为机械设备的血液。高效合理的润滑技术是保证和改进机械设备节能、高效、长期正常运转的基本措施,是机械运转的命脉,是为国民经济发展和人民生活福利服务的应用科学。没有高效合理的润滑技术就没有先进的机械运转,也就不可能有先进的生产和经济的繁荣,因此各工业国都十分重视先进合理的润滑技术的研究开发和推广应用。

?目前,全世界机械能源有效利用率平均只有30%左右,能源总耗量的50%~60%消耗到机械设备摩擦上。据德国沃格甫尔教授测算,全世界生产能源的1/3到1/2损失在摩擦损耗上,而英国焦斯特教授指出世界消耗能源的30%~40%消耗在摩擦损耗上。

当然摩擦磨损一部分是不可避免的,但随着摩擦润滑科学技术的进步和润滑管理水平的提高,其中一部分是可以省下来的。?密封技术是润滑形成的关键,可确保润滑油不泄漏,形成连续油膜,防止外界污染物进入和冷却水等等进入。否则,外物污染会降低润滑油使用寿命,加速润滑油老化,引起机器故障,同时润滑油泄漏造成污染和浪费。

第1部分润滑油基础知识

一、润滑油功能

润滑剂分类:

液体润滑剂——润滑油、半固体润滑剂——润滑脂和固体

润滑剂等三大类。在润滑性能上润滑油一般比润滑脂好,

应用最广,但润滑脂具有不易流失等优点。固体润滑剂主

要用于一些特殊要求的场合。

润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦,保护机械及加工件的液体润滑剂,主要起润滑、冷却、防锈、清洁、

密封和缓冲等作用。润滑油占全部润滑材料的85%,种类牌

号繁多,现在世界年用量约3800万吨。对润滑油总的要求

是:

抗磨冷却

清洁防腐

密封

润滑油的五大功能

五大功能的含义

1.抗磨: 提供分离摩擦表面的润滑油膜.冷启动磨损占发动机总体磨损的60%),

2.清洁: 从润滑部位将污染物清洗下来,并分散成极细微的颗粒排出

3.冷却: 降低因摩擦产生的热量,将热量通过循环带走冷却

4.防腐: 防止空气和水对部件的腐蚀

5.密封:防止窜气

二、润滑油组成

润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分,决定着润滑油的基本性质,添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足,赋予某些新的性能,是润滑油的重要组成部分。

1、润滑油基础油(70-95%)

?润滑油基础油主要分矿物基础油及合成基础油两大类。?矿油基础油由原油提炼而成。

?润滑油基础油主要生产过程有:常减压蒸馏、溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土或加氢补充精制。

?1995年修订了我国现行的润滑油基础油标准,主要修改了分类方法,并增加了低凝和深度精制两类专用基础油标准。

矿物型润滑油的生产,最重要的是选用最佳的原油。

2、添加剂

(5-30%)

?添加剂是近代高级润滑油的精髓,正确选用,合理加入,可改善其物理化学性质,对润滑油赋予新的特殊性能,或加强其原来具有的某种性能,满足更高的要求。

?一般常用的添加剂有:粘度指数改进剂,倾点下降剂,抗氧化剂,清净分散剂,摩擦缓和剂,油性剂,极压剂,抗泡沫剂,金属钝化剂,乳化剂,防腐蚀剂,防锈剂,破乳化剂。

?根据润滑油要求的质量和性能,对添加剂精心选择,仔细平衡,进行合理调配,是保证润滑油质量的关键。

三、润滑油脂的基本性能

?润滑油是一种技术密集型产品,是复杂的碳氢化合物的混合物,而其真正使用性能又是复杂的物理或化学变化过程的综合效应。

?润滑油的基本性能包括一般理化性能、特殊理化性能和模拟台架试验。

一般理化性能

(1)外观(色度)color

油品的颜色,往往可以反映其精制程度和稳定性。对于基础油来说,一般精制程度越高,其烃的氧化物和硫化物脱除的越干净,颜色也就越浅。但是,即使精制的条件相同,不同油源和基属的原油所生产的基础油,其颜色和透明度也可能是不相同的。

合格的润滑油一般为淡黄色均匀透明的液体,随着粘度增大其颜色逐渐变深。不同产品、不同厂家生产的油品颜色有差异。对于新的成品润滑油,由于添加剂的使用,颜色作为判断基础油精制程度高低的指标已失去了它原来的意义。

(2)密度

密度是润滑油最简单、最常用的物理性能指标。润滑油的密度随其组成中含碳、氧、硫的数量的增加而增大,因而在同样粘度或同样相对分子质量的情况下,含芳烃多的,含胶质和沥青质多的润滑油密度最大,含环烷烃多的居中,含烷烃多的最小。

(3)粘度viscosity

粘度反映油品的内摩擦力,是表示油品油性和流动性的一项指标。

(4)粘度指数viscosity index

粘度指数表示油品粘度随温度变化的程度。

(5)闪点flash point

闪点是表示油品蒸发性的一项指标。油品的馏分越轻,蒸发性越大,其闪点也

越低。反之,油品的馏分越重,蒸发性越小,其闪点也越高。油品的危险等级是根据闪点划分的,闪点在45℃以下为易燃品,45℃以上为可燃品,,在油品的储运过程中严禁将油品加热到它的闪点温度。在粘度相同的情况下,闪点越高越好。因此,用户在选用润滑油时应根据使用温度和润滑油的工作条件进行选择。(6)凝点和倾点pour point

凝点是指在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度。油品的凝固和纯化合物的凝固有很大的不同。

凝点和倾点都是油品低温流动性的指标,两者无原则的差别,只是测定方法稍有不同。同一油品的凝点和倾点并不完全相等,一般倾点都高于凝点2~3℃,但也有例外。

(7)酸值、碱值和中和值

酸值是表示润滑油中含有酸性物质的指标,单位是mgKOH/g。碱值是表示润

滑油中碱性物质含量的指标,单位是mgKOH/g。

中和值实际上包括了总酸值和总碱值。但是,除了另有注明,一般所说的“中和值”,实际上仅是指“总酸值”,其单位也是mgKOH/g。

(8)水分

是指润滑油中含水量的百分数,通常是重量百分数。润滑油中水分的存在,会破坏润滑油形成的油膜,使润滑效果变差,加速有机酸对金属的腐蚀作用,锈蚀设备,使油品容易产生沉渣。

(9)机械杂质

机械杂质是指存在于润滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶剂的沉淀物或胶状悬浮物。这些杂质大部分是砂石和铁屑之类,以及由添加剂带来的一些难溶于溶剂的有机金属盐。通常,润滑油基础油的机械杂质都控制在0.005%以下(机杂在0.005%以下被认为是无)。

(10)灰分和硫酸灰分

灰分是指在规定条件下,灼烧后剩下的不燃烧物质。灰分的组成一般认为是一些金属元素及其盐类。灰分对不同的油品具有不同的概念,对基础油或不加添加剂的油品来说,灰分可用于判断油品的精制深度。

(11)残炭

油品在规定的实验条件下,受热蒸发和燃烧后形成的焦黑色残留物称为残炭。残炭是润滑油基础油的重要质量指标,是为判断润滑油的性质和精制深度而规定的项目。润滑油基础油中,残炭的多少,不仅与其化学组成有关,而且也与油品的精制深度有关,润滑油中形成残炭的主要物质是:油品的精制深度越深,其残炭值越小。一般讲,空白基础油的残炭值越小越好。

特殊理化性能

(1)氧化安定性

氧化安定性说明润滑油的抗老化性能,一些使用寿命较长的工业润滑油都有此项指标要求,因而成为这些种类油品要求的一个特殊性能。测定油品氧化安定性的方法很多,基本上都是一定量的油品在有空气(或氧气)及金属催化剂的存在下,在一定温度下氧化一定时间,然后测定油品的酸值、粘度变化及沉淀物的生成情况。一切润滑油都依其化学组成和所处外界条件的不同,而具有不同的自动氧化倾向。

(2)热安定性

热安定性表示油品的耐高温能力,也就是润滑油对热分解的抵抗能力,即热分解温度。一些高质量的抗磨液压油、压缩机油等都提出了热安定性的要求。油品的热安定性主要取决于基础油的组成,很多分解温度较低的添加剂往往对油品安定性有不利影响;抗氧剂也不能明显地改善油品的热安定性。

(3)油性和极压性

油性是润滑油中的极性物在摩擦部位金属表面上形成坚固的理化吸附膜,从而起到耐高负荷和抗摩擦磨损的作用,而极压性则是润滑油的极性物在摩擦部位金属表面上,受高温、高负荷发生摩擦化学作用分解,并和表面金属发生摩擦化学反应,形成低熔点的软质(或称具可塑性的)极压膜,从而起到耐冲击、耐高负荷高温的润滑作用。

(4)腐蚀和锈蚀

由于油品的氧化或添加剂的作用,常常会造成钢和其它有色金属的腐蚀。

腐蚀试验一般是将紫铜条放入油中,在100℃下放置3小时,然后观察铜的变化;

(5)抗泡性

润滑油在运转过程中,由于有空气存在,常会产生泡沫,尤其是当油品中含有具有表面活性的添加剂时,则更容易产生泡沫,而且泡沫还不易消失因此抗泡性是润滑油等的重要质量指标。。

(6)水解安定性

水解安定性表征油品在水和金属(主要是铜)作用下的稳定性,当油品酸值较高,或含有遇水易分解成酸性物质的添加剂时,常会使此项指标不合格。它的测定方法是将试油加入一定量的水之后,在铜片和一定温度下混合搅动一定时间,然后测水层酸值和铜片的失重。

(7)抗乳化性

工业润滑油在使用中常常不可避免地要混入一些冷却水,如果润滑油的抗乳化性不好,它将与混入的水形成乳化液,使水不易从循环油箱的底部放出,从而可能造成润滑不良。因此抗乳化性是工业润滑油的一项很重要的理化性能。(8)空气释放值

液压油标准中有此要求,因为在液压系统中,如果溶于油品中的空气不能及时释放出来,那么它将影响液压传递的精确性和灵敏性,严重时就不能满足液压系统的使用要求。测定此性能的方法与抗泡性类似,不过它是测定溶于油品内部的空气(雾沫)释放出来的时间。

(9)橡胶密封性

在液压系统中以橡胶做密封件者居多,在机械中的油品不可避免地要与一些密封件接触,橡胶密封性不好的油品可使橡胶溶胀、收缩、硬化、龟裂,影响其密封性,因此要求油品与橡胶有较好的适应性。液压油标准中要求橡胶密封性指数,它是以一定尺寸的橡胶圈浸油一定时间后的变化来衡量。

(10)剪切安定性

加入增粘剂的油品在使用过程中,由于机械剪切的作用,油品中的高分子聚合物被剪断,使油品粘度下降,影响正常润滑。因此剪切安定性是这类油品必测的特殊理化性能。不同级别的油对复合添加剂的溶解极限苯胺点是不同的,低灰分油的极限值比过碱性油要大,单级油的极限值比多级油要大。

(11)溶解能力

溶解能力通常用苯胺点来表示。

(12)挥发性

基础油的挥发性对油耗、粘度稳定性、氧化安定性有关。这些性质

对多级油和节能油尤其重要。基础油的精制深度、杂质、水分等均对油品的电气性能有较大的影响。

(13)防锈性能

这是专指防锈油脂所应具有的特殊理化性能,它的试验方法包括潮

湿试验、盐雾试验、叠片试验、水置换性试验,此外还有百叶箱试验、长期储存试验等。

(14)电气性能

电气性能是绝缘油的特有性能,主要有介质损失角、介电常数、击

穿电压、脉冲电压等。基础油的精制深度、杂质、水分等均对油品的

电气性能有较大的影响。

(15)润滑脂的特殊理化性能

润滑脂除一般理化性能外,专门用途的脂还有其特殊的理化性能。

如防水性好的润滑脂要求进行水淋试验;低温脂要测低温转矩;多效

润滑脂要测极压抗磨性和防锈性;长寿命脂要进行轴承寿命试验等。

这些性能的测定也有相应的试验方法。

(16)其它特殊理化性能

每种油品除一般性能外,都应有自己独特的特殊性能。例如,淬火

油要测定冷却速度;乳化油要测定乳化稳定性;液压导轨油要测防爬

系数;喷雾润滑油要测油雾弥漫性;冷冻机油要测凝絮点;低温齿轮

油要测成沟点等。这些特性都需要基础油特殊的化学组成,或者加入

某些特殊的添加剂来加以保证。

高品质润滑油的关键特性

粘温性抗氧化

空气释放性相容性抗泡性

稳定?通常如何选择?

润滑油质量级别

润滑油粘度级别+四、润滑油选择

润滑油粘度级别-SAE

?粘度指数反映了油的粘度随温度变化的特性液体的粘度会随温度变化而变化。油的粘度指数越高,粘度随温度的变化幅度越小

只拥有一种粘度级别的润滑油称为单级粘度润滑油;拥有两种粘度级别的润滑油称为多级粘度润滑油

SAE 15W-40

美国汽车工程师

协会粘度等级

代表机油在100C时的粘度,数字

约高,粘度越高.

W代表冬季粘度油品

它衡量了机油的低温流动性

该数字越低,低温粘度也就越低

15W 是最常用的油品之一,

它表明该机油可低至-20C的环境温度下

多级油的适用范围

506040302020W 10W 5W 0W 可发动的引擎最低的温度发动机在100度时的黏度-15

-25-30-35润滑油质量级别-API

C H

C G

C C

C D

C E

C F C B C A

S L S J S E S F S J S H S D API 级别越高,机油的质量等级越高!

柴机油

汽机油美国石油协会

API 汽机油质量级别解释

SA

SB

SC 1964

SD 1968

SE 1972

SF1980,

SG1989,

SH94

SJ1997

SL20017

四、我国当前润滑油市场

加入WTO后,国内市场竞争加剧。

?1、中石油、中石化两大国有公司失去独占地位,但仍占优势(74%),特别是车用油品的CC-CD、SD-SE级。?2、中小调油企业(国有、合资、私有),有4000多家,技术水平低,但接近用户,经营灵活,占10%。

?3、跨国大公司:壳牌、埃索、美孚、加德士、嘉士多等油品档次高,如车用CF-4、SG-SJ级,占16%。

国内五大名牌:北京——长城大连——七星

兰炼——飞天上海——海洋

茂名——南海

现组合两大品牌——昆仑、长城。

第2部分润滑油应用及管理

?润滑的运输和贮存管理

(一)散装油品

1. 盛装及储存润滑油的容器必须干净清洁;

2. 运输和储存变压器油和汽轮机油要求“专罐专线”;其他油品应按内燃机油、

液压油、齿轮油三大类产品设置储运设施。

3. 运输和储存过程中要特别注意防止混入水份和杂质。

4. 散装润滑油的储存期一般不要超过半年。

5. 润滑油品的密度约在0.75~0.95g/cm 之间比水轻又不溶于水,润滑油的

闪点(开口)一般高于150 ℃,属可燃物品,储运过程应注意防止外流污染环境和着火燃烧。

6. 标明品名、牌号、级别、数量及入库日期等。

7. 不同厂家生产的同一油品原则上不能混贮,如非混贮不可时应先做“混对试

验”确认无不良反应后才可以操作。

( 二) 桶装油品

1. 油品装卸车严禁野蛮作业,油品堆放的高度要适当,以免产生危险

或压坏产品。

2. 运输和储存过程中要特别注意防止混入水份和杂质。

3. 桶装润滑油品的储存期可以比散装的长一些,但一般不要超过一年。

4. 不同油品应分开堆放并标志清楚品名、牌号、级别、数量及入库

等,以免发货时搞错。

润滑油使用过程的管理

(一)润滑油的选用

润滑油选用是润滑油使用的首要环节,是保证设备合理润滑和充分发挥润滑油性能的关键。

1. 选用润滑油应综合考虑以下三方面的要素:

(1) 机械设备实际使用时的工作条件( 即工况) ;

(2) 机械设备制造厂商说明书的指定或推荐;

(3) 润滑油制造厂商的规定或推荐。

2. 润滑油性能指标的选定

(1) 粘度

粘度是各种润滑油分类分级的指标,对质量鉴别和确定有决定性意义。设备用润滑油粘度选定依设计或计算数据查有关图表来确定。

(2) 倾点是间接表示润滑油贮运和使用时低温流动性的指标。经验证

明一般润滑油的使用温度必须比倾点高5~10 ℃。

(3) 闪点

闪点主要是润滑油贮运及使用是安全的指标,同时也作为生产时控制润滑油馏分和挥发性的指标。润滑油闪点指标规定的原则是按安全规定留1/2 安全系数,即比实际使用温度高昂1/2 。如内燃机油底壳油温最高不超过120 ℃,因而规定内燃机油闪点最低180 ℃。

(4) 性能指标的选定

性能指标比较多,不同品种差距悬殊,应综合设备的工况、制造厂要求和油品说明及介绍合理决定。努力做到既满足润滑技术要求又经济合理。( 二) 润滑油的代用

1. 不同种类的润滑油各有其使用性能的特殊性或差别。因此,要求正确合理

选用润滑油,避免代用,更不允许乱代用。

2. 润滑油代用的原则

(1) 尽量用同一类油品或性能相近的油品代用。

(2) 粘度要相当,代用油品的粘度不能超过原用油品的±15% 。应优先考虑

粘度稍大的油品进行代用。

(3) 质量以高代低。

(4) 选用代用油时还应注意考虑设备的环境与工作温度。

( 三) 润滑油的混用

1. 不同种类牌号、不同生产厂家、新旧油应尽量避免混用。下列油品

绝对禁止混用。

(1) 军用特种油、专用油料不能与别的油品混用。

(2) 有抗乳化性能要求的油品不得与无抗乳化要求的油品相混。

(3) 抗氨汽轮机油不得与其他汽轮机油相混。

(4) 含Zn 抗磨液压油不能与抗银液压油相混。

(5) 齿轮油不能与蜗轮蜗杆油相混。

2. 下列情况可以混用:

(1) 同一厂家同类质量基本相近产品。

(2) 同一厂家同种不同牌号产品。

(3) 不同类的油品,如果知道对混的两组份均不含添加剂。

(4) 不同类的油品经混用试验无异常现象及明显性能改变的。

3. 内燃机油加入添加剂的种类较多数量较大,性能不一;不了解性能

的油品的混用问题必须慎重。以免导致不良后果甚至设备润滑事故。

( 四) 润滑油污染的控制

润滑事故除因润滑油选用或使用不当外,主要由于污染所致。

1. 污染润滑油的物质有尘埃、杂质、和水

2. 污染度的控制对液压油、汽轮机油、静压油膜轴承油和高速轴承油的抗

磨损性能十分重要。

3. 控制污染的措施:

(1) 贮运润滑油品的容器必须清洁、密闭,且不与铜、锡等易于促进

润滑油氧化变质的金属接触。

(2) 油品加入设备前要进行沉降过滤处理,保证清静度达到五级以上。

(3) 加油容器不可露置在大气中,尤其装油容器不可无盖。

(4) 贮存润滑油的油罐要定期清洗,及时排污。

(5) 油罐或油箱上设空气过滤呼吸器,在加油口设100 目以上的滤

器和防尘帽,搞好各部密封,在润滑系统适当部位设滤器及排污阀。

4. 变压器油等电器用油对水份要求高,应尽量在天气干爽时换油。而且后

的油品要立即加进设备。

( 五) 润滑油的使用状态监控

润滑油在使用过程中会逐步老化变质这是必然的规律。老化变质有两种情况:一种是正常的老化变质;另一种为因受水污染等异常因素的异常变质。进行润滑油使用状态监控,可及时掌握油品的技术状态,预防设备润滑事故发生,延长油品使用寿命。

1. 监控的方法

(1) 抽查操作人员执行设备润滑规范。

(2) 采样观察油品的外观情况,检查油品的颜色、透明度、气味等

(3) 定期进行粘度、闪点、水份、酸値( 或碱值) 等能反映油品

质量变化的关键理化指标。

(4) 没有试验室的可以进行水份爆音试验和斑迹试验等。

(5) 用现代化仪器分析。如用红外光谱仪测定油中添加剂变化的情

况,用铁谱仪或ICP 发射光谱测定油中金属磨粒或元素变化。仪器分析快捷准确,对发电机组等大型关键设备的润滑管理有很重要的

意义。

( 六) 润滑油的更换

润滑油使用一段时间( 几个月、几年以至几十年) 后,由于本身的氧化以及使用过程中外来因素影响会逐渐变质,性能下降或改变,必须适时更换。

1. 换油时间的确定

(1) 根据检验评定的结果确定换油时间;但目前困难的是还比

较缺乏各种油品的报费标准。

(2) 根据润滑油制造商和设备制造厂家的推荐结合实际使用经

验定期更换。

2. 换油注意事项

(1) 要轻易作出换油决定,要设法延长油品的使用期。

(2) 尽量结合检修期进行换油。

(3) 换油时不要轻易报废,如油质尚好,可以稍加处理( 如沉

降过滤,去除水份杂质) 后再用或用于次要设备。废油要收集

好,以利于今后再处理和防止污染环境。

防止润滑油危害健康

许多石油产品对人体都有害,接触皮肤如不及时清洗干净,则可能轻者引起皮炎、疙瘩,重者发生皮疹或皮瘤。误入口内或吸入体内,轻者发生肠胃病或肺炎,重者可能导致癌症,因而极应注意不要把石油弄到食品上,不要弄进呼吸道里,也不要弄到满身是油或满地是油,这不但给国家造成浪费,而且有碍个人卫生。

动物试验证明,精制矿油润滑油的毒性较低,但加添加剂的润滑油的危害性增加而必须注意防护。即使新油无毒,在使用过程中变质和污染也会增加其危害性,因此要注意切勿沾染皮肤,尤其不可吸入或吃下。如不小心弄到身上应立即用清水冲洗干净。

废油的处理

换出来的润滑油已经变质,只能作为废油处理,这些废油应妥善处理,以免造成环境污染。

1. 这些废油应收集起来统一处理,盛装润滑油的桶或瓶子不要随地乱丢也应

统一妥善处理,防止给环境造成不良影响。

2. 使用后的润滑油废油尤其含添加剂较多的润滑油品难以再生利用。但一般

可以作为燃料油烧掉。

第3部分机械润滑系统设计

润滑技术的核心问题是要解决摩擦副

——也就是润滑点的润滑问题

不管你采用什么样的润滑方式,干油润滑也好,稀油润滑也好,油雾润滑也好,或者采用油气润滑,目的是要使润滑点始终处于最佳的润滑状态。

润滑点,也就是摩擦副在全膜润滑状态下运行是一种理想的状况。在这种全膜润滑状态下,摩擦面之间有润滑剂,并能生成一层完整的润滑膜,把两个摩擦表面完全隔开。摩擦副运动时,摩擦是润滑膜的内部分子之间的内摩擦,而不是摩擦面之间的直接接触的外摩擦。

油气润滑可以把精细的极其微量的油滴流源源不断地注入润滑点,这样,以均等的时间精确分配润滑油,并能适合不同的恶劣工况条件,这是其它润滑方式都不能做到的。

1 机械零件的润滑方式

对应于摩擦状态,润滑方式也分为三种:边界润滑、流体润滑和混合润滑。

1. 边界润滑

两摩擦面间通过一层边界膜实现润滑的润滑方式。

2. 流体润滑

摩擦副始终被一层具有一定压力和一定厚度的流体膜完全隔开,两摩擦面之间相互运动的阻力只是流体内部的摩擦力,称为流体润滑。

3. 混合润滑

当两摩擦面间的油膜不够厚时,局部表面的轮廓峰仍可穿透润滑油膜而发生接触,而其他区域仍处于流体润滑状态,这种兼有边界润滑和流体润滑的状态称为混合润滑。

边界润滑和混合润滑统称不完全流体润滑。

不完全流体润滑也能够有效降低摩擦阻力,减轻磨损,提高承载能力,延长零件使用寿命。

设计时,除极少数特殊材料外,摩擦副应以维持不完全流体润滑为最低要求。

润滑状态转化

改变摩擦副之间压强、接触面相对滑动速度、流体粘度等参数,可以实现边界润滑、混合润滑、流体润滑之间的转化。

对粗糙表面,随着润滑特型系数ηv/p的增大,摩擦表面间的润滑状态由边界润滑经混合润滑过渡到流体润滑,摩擦系数以及相应的间隙也随之改变。

摩擦表面所处的润滑状态是设计者首先要考虑的问题。

摩擦状态与最小油膜厚度和表面粗糙度关系密切。通常根

/R z

据膜厚比λ的大小估计润滑状态。λ= h

min

λ< 1, 边界润滑状态

1< λ<3,混合润滑状态或者部分弹性流体动压润滑状态

λ>3,完全弹性流体动压润滑状态。

2 流体润滑原理及方法

2.1 流体动压润滑

两个作相对运动物体的摩擦表面,用借助于相对速度而产生的粘性流体膜将两摩擦面完全隔开,由流体膜产生的动压力来平衡外载荷,这种流体状态称为流体动压润滑。

根据所用流体是液体还是气体,相应地分为液体动压润滑和气体动压润滑。液体动压润滑的主要优点是:摩擦力小,磨损少,具有缓冲能力。2.2 流体静压润滑

流体静压润滑是将液压泵等外界设备提供的压力流体送入摩擦表面之间,以静压力来平衡外载荷,使摩擦表面分离而达到流体润滑的目的。

对于两个静止的,或者相对速度很低的,或者相互平行的摩擦表面间不能形成流体动压润滑,非常重要的应用场合,只能采用流体静压润滑。已经成功应用于静压轴成、导轨、丝杠等摩擦副件。

3 润滑方法及润滑系统

合理选择和设计机械设备的润滑方式、润滑系统及装置对于设备保持良好润滑状态和工作性能,获得较长使用寿命都具

有重要的现实意义。

润滑系统的选择和设计包括润滑剂的输送、控制、冷却、净化,润滑剂的压力、流量、工作温度等参数的控制;摩擦副

类型、工作条件、润滑剂类型及其性能、润滑方法及供油条件。

润滑方法有分散润滑和集中润滑。

集中润滑可分为:全损耗系统、循环系统、静压系统。

全损耗系统是指润滑剂送达润滑点后,不再回收循环使用。常用于润滑剂回收困难、耗油量少,难以设置回收系统的场合。

循环润滑系统的润滑剂送至润滑点进行润滑以后又流回油箱,再循环使用。

静压系统是用于静压流体润滑的润滑系统。

集中式脂润滑集中式循环油润滑

油雾润滑油气润滑

2008-12-1740

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