淺談設備潤滑技術及作用

2015-03-02

張智勇
(陝西(xī)法士特齒輪有限責任公司,陝西西安 710077)
  摘 要:各類設備都是靠其機構的運轉來實現其預定功能的(de)。本文在對設備潤滑的概念,潤滑作用,潤滑技術做了綜合的闡述。在此基礎上,重點介紹了當(dāng)前國內外四種比較先(xiān)進的潤滑技(jì)術,並對(duì)其應用情(qíng)況(kuàng)進行分析(xī)。
  關鍵詞:設備;潤滑;技術;發展;應用
  設備潤滑(huá)是設(shè)備(bèi)維護工作的重要組成部分(fèn),而且其(qí)作用日顯突出。設備潤滑工作包括潤滑管理與潤滑技術兩個範疇。近年來,潤滑技術發展迅速,在設備工程領域中的地(dì)位顯著提高,成為四大工程技術之一。
  為了挖掘設備潛力,提高勞動生產率,對舊機床的摩擦副及(jí)潤(rùn)滑係統進行技(jì)術(shù)改造有著十分重要的意義。特別是重型機床、精密機床及高效自動化(huà)機床,常常由於軸承、導軌及其它重要摩擦副存在缺陷而發生故障(zhàng)或達不到所需要的(de)加工精度與能力,以致長期無法使用(yòng)。近20多年來,由於在一些舊機(jī)床上應用流體靜壓潤滑技術和(hé)固體潤滑技術,取得了較好的效果。可見,設備潤滑是一件非常重要的大事,涉(shè)及麵很廣泛,有著廣闊的(de)發展前途,值得重視。
  1 潤滑的作用
  潤滑在(zài)機械設備的正常運轉和維護(hù)保養中起著重要的作用。
  1.1控製摩擦
  對摩擦副進行潤滑後,由於潤滑劑介於對偶表麵之間,使摩擦狀態改變,相(xiàng)應(yīng)摩擦因數及(jí)摩擦力也隨之改變。試驗(yàn)證明:摩擦因數和摩擦力的大小,是隨著半幹摩擦、邊界摩(mó)擦、半流(liú)體摩擦、流體摩擦的順序(xù)遞減的,即使在同種潤滑(huá)狀(zhuàng)態下,因潤滑(huá)劑種類及(jí)特性不同不相同。
  1.2減少磨損
  摩擦副的粘著磨損、磨粒磨損、表(biǎo)麵疲勞磨損以及腐蝕磨損等(děng),都與潤滑條(tiáo)件(jiàn)有關。在潤滑劑中加入抗氧化和抗腐(fǔ)蝕添加劑,有利於抑製腐蝕磨損;而加(jiā)入油性和極壓抗磨添加劑,可以有效(xiào)地減輕(qīng)粘著磨損和表麵疲勞磨損;流(liú)體潤滑劑對摩擦副具有清洗作用,也可相輕(qīng)磨粒磨損。
  1.3降溫冷卻
  降低摩擦副的溫度是潤滑的一個(gè)重要作用(yòng)。眾所周知,摩擦副運動時必須克(kè)服摩(mó)擦力而作功,消耗在克服摩擦力上的功全部轉化為熱量,其結果將引起(qǐ)摩擦副溫度上升。摩擦熱的大小與(yǔ)潤滑(huá)狀態有關,幹摩擦熱量(liàng)Z大,流體摩擦熱量Z小,而邊界(jiè)摩擦的熱量則介於兩者之間。因此,潤滑是減少摩擦熱的有效措施(shī)。摩擦副溫度的高低,除了與摩(mó)擦熱的高低有關Z好,半固體潤滑劑的散熱性則介於兩者之間。由此可見,用液體潤滑劑不(bú)僅可以實現液潤(rùn)滑,減少摩擦熱的產生,而且還可以將摩擦熱及時地帶走。
  1.4防止腐蝕
  摩擦副不可避免地(dì)要與周圍介質接觸,引起腐蝕、鏽蝕而破壞。在(zài)摩擦副對偶表麵上,若有含防腐、防鏽添加劑的潤滑劑覆蓋時,就可避(bì)免或減少由腐蝕而引起的損壞。
  1.5密封作用
  半固體潤滑劑具有自封作用,它不僅可以防止潤滑劑(jì)流失(shī),而且還可以防(fáng)止水分和雜質等的侵(qīn)入。使用在蒸汽機(jī)、壓縮機和內燃機(jī)等設備上的潤滑劑,不僅能保證潤滑(huá),而且也使氣缸與活塞之間處於高度密封的狀(zhuàng)態(tài),使(shǐ)之在運動中不漏氣,起到密封作用並提(tí)高(gāo)了效率。
  1.6傳遞動力
  有不少潤滑劑具有傳遞動力的作用,如齒輪在齧合時,其動力不是齒麵間直接傳遞(dì),是通過(guò)一層潤滑膜傳遞。液壓傳動、液力傳動都是以潤滑劑作(zuò)傳動介質而傳力(lì)的。
  1.7減振作用
  所有潤滑劑都有在金屬表麵附(fù)著的能力(lì),且本身(shēn)的剪切阻力小,所以在摩擦副對偶表麵受到衝擊載荷時,也都具有吸振的能力。如汽車的吸振器就是利用油液減振的,當(dāng)汽車車體上下振動時,就帶(dài)動吸振器中的活塞在密封液壓缸(gāng)中上(shàng)下移動,缸中的油(yóu)液則(zé)逆著活塞運方向,從活塞的一端流向另一端,通過液體摩擦將機械能吸收而達到穩定車體。
  2 設(shè)備(bèi)潤滑技術
  當前,在設備潤滑技術發展中有四個方麵值得關注。
  2.1合成油品的發展與應用
  在(zài)天然油品中以礦物油應用Z多。不論礦物潤滑油還是潤滑脂,都(dōu)有明顯的(de)潤滑效果與不足。天然潤滑油突(tū)出(chū)的缺點為(wéi):(1)油液的黏度隨工作環境溫度變(biàn)化而變化,影響機器潤滑效果;(2)在空氣中易氧化變質,尤其在高溫情況下,其穩定性較(jiào)差;(3)摩擦(cā)係數(shù)偏大,運動功率消耗偏大;(4)油液不易降解,汙染環境。
  合成潤滑(huá)油的優點是:(1)良好的黏溫性能;(2)高溫抗氧化的(de)穩定(dìng)性,使用期長,約為(wéi)礦物油的六倍。因此,可減少換油次數,節約材料;(3)低揮發性;(4)降低(dī)摩擦係數20%-35%,降低功耗4.4%-13.5%,個(gè)別的達到30%以上;(5)有些品牌具有生物降解性,有利於環(huán)保。
  2.2精密過濾技術的發展與應用
  為(wéi)了保持機(jī)器潤滑油的(de)潔淨度,在設(shè)備維護規程中均規定應對油液進行隨時或定時的過濾(lǜ),去除雜質(zhì)。但隨著(zhe)對機(jī)器零件失效的深入分析發現,應(yīng)用精密過濾技術有新的收獲(huò)。運行中機器零件的失(shī)效主(zhǔ)要表現為四種(zhǒng)形式。對於防止斷裂、變形和腐蝕,特別是前兩種失效,已有比(bǐ)較可靠的解決方法。近年(nián)來(lái),中外的設備工程師通過試驗研究認為,機件磨損表(biǎo)現為摩擦磨損、黏(nián)附磨損和磨粒磨損三種(zhǒng)形式。前兩種(zhǒng)磨(mó)損通過良好(hǎo)的潤滑即可預(yù)防。對磨粒磨(mó)損的認識則不充分。大量實驗證明(míng),油液中由金屬零件上脫落的顆粒雜質是造成零件磨損的主要原因。因此(cǐ),應經常檢(jiǎn)測(cè)油液中(zhōng)磨粒的數量與形狀,做到及時清除。
  2.3潤滑添加劑的(de)發展與(yǔ)應用
  隨著工業技術的進步和設備性能的提高,普通礦(kuàng)物潤滑油脂已難以滿足設備運轉(zhuǎn)的需求。潤滑添加劑有以下作用:(1)改善潤滑劑的性能。如增加油膜強度;(2)提高(gāo)潤滑劑的工作適應性。如(rú)改善黏溫特性、降低(dī)油液凝點、消除油(yóu)液中的泡沫等;(3)增加(jiā)潤滑劑的穩定性。如提高抗氧化性和抗腐蝕(shí)性;(4)改善零件表麵性能(néng)與工(gōng)作狀況。如提高零件抗(kàng)磨性,修複零件磨損,實現自(zì)適(shì)應功能。
  3 潤滑技術發展前景
  3.1設備潤滑發展方向
  節能、環保、長壽命要求,設備潤滑,宣發展(zhǎn)油氣潤滑。目前,潤滑工程師正在(zài)研究一種新的潤滑方式,即油氣潤滑技術。它比(bǐ)油霧潤滑在潤滑效(xiào)果和油料消耗等方(fāng)麵都有明顯改善。
  油(yóu)氣潤(rùn)滑是用步(bù)進式給油器以0.3-0.4MPa的壓縮空氣,以30-80m/s的流速,定時、定量地將油滴以0.02-0.05m/s的(de)速度噴到潤(rùn)滑部位。
  油氣潤滑帶來一係列優點,(1)可以提高軸承壽命3~6倍;(2)潤滑(huá)油(yóu)耗量(liàng)隻相(xiàng)當於噴油潤滑1/10~1/30;(3)適(shì)用於高速、重載、高溫工況,以及受贓(zāng)物、水和化學性流體(tǐ)侵蝕場合:(4)大幅度降低潤滑設(shè)備運行和維護(hù)費用;(5)往外界排放潤滑劑(jì)照少,油不霧化,有利於“環保”。
  3.2潤滑劑發展方(fāng)向
  目(mù)前,世界(jiè)各國研製的潤滑添加劑已有11大類上千個品種,其中姣(jiāo)姣者為納米添加劑。該項技術大大提高了設備潤滑應用效果(guǒ)。納米添加劑主要有納米無機物、納米無機鹽、納米有機化合物(wù)、納(nà)米有機高分子(zǐ)材料和納米金屬五類。它們(men)具備各自的優異性能,Z突出的有以下三個方(fāng)麵。
  (1)提高(gāo)油膜強度(dù)。
  (2)提高添加劑的懸浮密度和均勻程(chéng)度。
  (3)實現對零件的修複功能。
  例如:節能,汽車向(xiàng)小(xiǎo)型化方向發(fā)展,相應需要小型發動機、小油池、小啟動機和小蓄電池,帶來結果是油溫高、散熱麵積小、潤滑油量少,,需要潤滑油具有更好低溫性能和高溫氧化安定性:降低潤滑油損耗,延長換油期,要求(qiú)潤(rùn)滑油具有低揮發性。合成(chéng)潤滑油具有良好粘(zhān)溫性能、熱氧(yǎng)化安定性,低揮發性和高潤滑性(xìng)能。完全滿足汽車發(fā)展需要。
  參考文獻:
  [1]錢青鬆.《設備潤滑技術問答》中國石化出版社,2005
  [2]黃誌堅.《冶金設備液壓潤滑實用技術(shù)》.冶金工業出版社,2006:2
來源:《中國科技博覽》2013年第35期
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