设备润滑基础知识.

设备润滑基础摩擦一、概述：两个相互接触的物体在外力作用下发生相对运动(或具有相对运动趋势)时，在接触而间产生切向的运动阻力，叫摩擦力，这种现象叫摩擦。在机械运动中，发生相对运动的零件或部件统称为运动副。如：轴与轴承、齿轮啮合、平面导轨、链杆与铰链、蜗杆与蜗轮、链条与链轮、凸轮与顶杆、皮带与皮带轮等。这些运动副在相对运动的同时都会发生摩擦，因此，我们也称这些运动副为摩擦副。摩擦的有害方面主要是：1)消耗大量的能量：如机床的导轨、轴承副、齿轮副等，由于摩擦的存在，需要消耗大量的能量去克服摩擦阻力，因此，降低了机械效率。2)摩擦副严重磨损：由于摩擦表面直接接触，零件表面产生磨损。降低机械的运转精度，间隙变大，出现振动和噪声，不仅影响机械的正常运转，同时还缩短了机械的寿命。3)产生热量：根据能量守恒和能量转换的原理，机械运动因克服摩擦而消耗的那部分能量转变成热量散发出来。其中一部分热量散发到大气中去，另一部分使机械温度升高，降低机械的强度，甚至产生热变形、热疲劳、热磨损、导致机械精度破坏，影响机械正常运转，严重时会引起设备事故。磨损一、磨损的定义磨损是物体工作表面的物质．由于表面相对运动而不断损失的现象。磨损是固体与其他物体或介质相互问发生机械作用时其表层的破坏过程。磨损过程1.正常的(自然的)磨损：虽然机械摩擦表面大多数用润滑剂来润滑，但是，不可能在机械表面上永远保持—层润滑油膜而将金属完全隔开。例如，当机械刚启动时，在零件的摩擦表面上还没有形成油膜，这时就会发生金属之间的直接接触。因此，不可避免的要发生磨损，这种磨损称为机械的正常磨损。2．意外的(过早的或事故的)磨损：机件在工作期内，因发生过早的磨损会提前损坏，或因机件产生缺陷造成强烈的破坏事故。一般情况是润滑不良会引起机件工作不正常。有时磨损虽在允许范围内，但磨损速度却迅速的增快，缩短机械工作寿命(周期)，最后机件突然损坏造成事故。通常运动副的磨损过程的3个阶段(1)初期磨损阶段：零件(摩擦副)由于制造和安装误差的原因，机件在运动初期磨损速度较快，并有轻微的振动、噪声和发热，这个阶段的磨损称为初期磨损。(2)稳定磨损阶段：在这个阶段，磨损速度是比较缓慢和恒定的，在磨损量与时间关系的曲线上，具有基本不变的斜率。通常机械寿命的长短就是指这一段时间的长短。(3)加速磨损阶段：经过较长时间的稳定磨损之后，由于摩擦表面之间的间隙和表面形状的改变，以及产生疲劳磨损等现象，使磨损速度急剧加快，直至靡擦副不能正常工作。磨损原因(一)磨粒磨损磨粒磨损是接触表面作相对运动时由外界硬颗粒或对磨表面上硬的微凸体，在摩擦过程中引起的表面擦伤和表面材料脱落的现象。(二)黏着磨损：黏着磨损是接触表面相对运动时，由于黏着效应所形成的黏着结点(分子连接)发生剪切断裂，被剪切的材料或脱落成磨屑，或由一个表面转移到另一个表面而造成的一种磨损．磨损原因2(三)表面疲劳磨损表面疲劳磨损，看时称为接触疲劳或点蚀等，是指两接触表面作滚动或滚动兼滑动复合摩擦时，在交变接触压应力重复作用下，表层产生弹塑性变形及发热等现象，导致表层。材料疲劳，产生裂缝并分离出颗粒或碎片所造成的磨损.(四)腐蚀磨损在气体或液体的腐蚀环境中进行摩擦，摩擦表面与周围介质发生化学或电化学反应而生成反应物，这些反应物继续摩擦就会剥落，这个过程反复进行所造成的表面损伤，称为腐蚀磨损。磨损原因3(五)微动磨损：两个振幅在10·’一lo—5mm做相对振动的受载表面间所产生的磨损，称为微动磨损。发生的过程如下：在载荷作用下，相互配合表面的接触峰点形成黏着结点。当接触表面受到外界微小振动，虽然相对滑移量很小，但黏着结点将被剪切脱落，露出基体金属表面。(六)冲蚀磨损：当含有固体硬微粒的流体相对于固体表面运动时，使固体表面所产生的损坏形式，称为冲蚀磨损。这也是一种常见的磨损，可出现于喷气发动机的喷嘴中，燃气轮机的叶片上和排气管里；还可以发生在水泵零件、水轮机叶片和船舶螺旋桨的表面上。影响磨损的因素1．润滑对磨损的影响润滑对减少零件的磨损有着重要的作用。比如液体润滑状态能防止黏着磨损。2．材料对磨损的影响材料的耐磨性主要决定于材料的硬度和韧性。3.表面加工质量对磨损的影响：经过加工的机件工作表面，不可能得到绝对理想的儿何形状。总会留下切削的刀痕或砂轮磨削的痕迹，使表面形成凹凸状的不平度。机件的工作条件对磨损的影响(1)机件的受力性质：它包括载荷的种类、大小和方向（即短时的、连续的、突加的、冲击的、局部集中的、分散均布的、反复载荷、变载荷等)对磨损的不同影响。(2)速度特征：机件运行时速度或转速的高低、方向、变速还是匀速、正转或反转、时开时停等，都对磨损带来不同程度的影响。(3)温度变化：机件工作时温度情况(高温、低温、恒温)温差变化速度及大小等均对磨损有一定影响。(4)湿度及周围环境：机件工作的周围环境是否有高温辐射、水湿，水汽、煤气、灰尘、铁末或其他液体、气体的化学腐蚀介质等的影响。(5)机件运动副的结构特点及运动性质：机件运动副的结构不同摩擦的类型不同则摩损也不一样。如滚动摩擦的磨损远远小于滑动摩擦的磨损，通常滚动摩擦为滑动摩擦磨损的1／10～l／100或更小。运行前检查异常状态原因分析和对策运转状态原因分析采取的对策阻滞加工误差大检查轴、座孔加工精度，修正或返工安装不良检查安装定位、预紧，重新调整旋转零件有接触检查相邻零件的紧固状态并排除噪音滚动面有压痕、锈斑、划伤、裂缝更换轴承游隙过大调整游隙，或更换轴承异物侵入改善密封装置，更换润滑剂；检查轴承，如损坏则更换旋转零件有接触检查相邻零件的紧固状态并排除轴承运行前检查（续）运转状态原因分析采取的对策温升异常润滑剂过多减少润滑剂，适量使用润滑剂不足补充润滑剂异常负荷检查游隙，调整预负荷；检查安装配合面的蠕变、密封装置摩檫过大更换轴承，研究配合，修改轴外壳，更改密封形式振动大滚动面有压痕或断裂更换轴承安装不良检查游隙，调整预负荷；检查安装异物侵入改善密封装置，更换润滑剂；检查轴承，如损坏则更换润滑剂泄露过多润滑剂过多，异物侵入，产生摩檫粉末等适量使用润滑剂，改善密封装置轴承运行前检查（续）运行前检查异常状态原因分析和对策（续）润滑润滑是人们向摩擦、磨损作斗争的一种手段。一般来说，在摩擦副之间加入某种物质，用来控制摩擦、降低磨损，以达到延长使用寿命的措施叫润滑。润滑的作用(1)降低摩擦系数：在两个相对摩擦的表面之间加入润滑剂，形成一个润滑油膜的减摩层，就可以降低摩擦系数，减少摩擦阻力，减少功率消耗(2)减少磨损：润滑剂在摩擦表面之间，可以减少由于硬粒磨损、表面锈蚀、金属表面间的咬焊与撕裂等造成的磨损。(3)降低温度：润滑剂能够降低摩擦系数，减少摩擦热的产生。(4)防止腐蚀、保护金属表面：机械表面，不可避免地要和周围介质接触(如空气、水湿、水汽、腐蚀性气体及液体等)使机械的金属表而生锈、腐蚀而损坏.(5)清洁冲洗作用：摩擦副在运动时产生的磨损微粒或外来介质等，都会加速摩擦表面的磨损。润滑剂的流动性，可以把摩擦表面间的磨粒带走，从而减少磨粒磨损。(6)密封作用：蒸汽机、压缩机、内燃机等的汽缸与活塞，润滑油不仅能起到润滑减摩作用而且还有增强密封的效果，使其在运转中不漏气，提高工作效率的作用。润滑的分类1．根据润滑剂的物质形态分类:(1)气体润滑:采用空气、蒸汽或氮气、氦气等某些惰性气体作为润滑剂，可使摩擦表面被高压气体分隔开。如航海用的惯性陀螺仪；重型机械中垂直透平机的推力轴承；大型天文望远镜的转动支承轴承；高速磨头的轴承等都可用气体润滑。气体润滑的最大优点是摩擦系数极小，几乎接近于零。气体的黏度不受温度的影响，所以气体润滑的轴承，阻力小、精度高。(2)液体润滑:轧钢机的减速机、齿轮座、精密的油膜轴承等，均采用不同黏度和性能的液体润滑油润滑。液体润滑剂包括矿物润滑油；合成润滑油、乳化油，水也可以作为初轧机胶木轴瓦的润滑剂和冷却剂。润滑的分类2(3)半固体润滑:润滑脂是一种介乎流体和固体之间的一种塑性状态或膏脂状态的半固体物质。它包括各种矿物润滑脂、合成润滑脂、动植物脂等．广泛用于各种类型的滚动轴承和垂直安装的平面导轨上。(4)固体润滑:利用具有特殊润滑性能的固体润滑剂，如石墨、二硫化钼、二硫化钨等，代替润滑油、脂隔离摩擦接触表面，形成良好的固体润滑膜，以达到减少摩擦、降低磨损的良好润滑作用。根据润滑膜在摩擦表面间的分布状态分类(1)全膜润滑：摩擦面之间有润滑剂，并能生成一层完整的润滑膜，把摩擦表面完全隔开。这是一种理想的润滑状态。(2)非全膜润滑：摩擦表面由于粗糙不平或因载荷过大、速度变化等因素的影响，使润滑膜遭到破坏，一部分有润滑膜，一部分为干摩擦，这种状态称为非全膜润滑。润滑脂基础知识润滑脂的组成:基础油:矿物油，合成油。稠化剂:皂，有机物，无机物。添加剂:抗氧剂，防锈剂，极压添加剂。油＋稠化剂＋添加剂＝润滑脂脂的主要技术项目稠度：针入度。表征脂的软硬程度的量。太稠则易产生贫油，增加阻力；太稀则保持力不足漏脂。我国和国际上通用的稠度等级是按照美国润滑脂会（NLGI）的稠度等级，共分9个等级，见下表。稠度等级000000123456锥入度445-475400-430355-385310-340265-295220-250175-205130-16085-115滴点：受温度影响融化或者软化的温度。衡量高温能力的参考数据基础油粘度：油的稀薄或者稠厚的量。负载能力、磨损：对工件保护能力的量之一。四球试验。速度因素DN：考证可能适合用到的速度极限。转速＊中径。速度是形成膜厚的另一关键因素。与粘度平衡，同理取最佳值。腐蚀：脂本身对金属的浸害或者保护不被外界环境浸害的能力。目前技术要考虑竞争表面的因素。润滑脂主要项目（续）脂的其它性能项目氧化安定性：受热与氧气作用变质的倾向。剪切安定性：受机械力剪切作用变质的倾向。抗水性：受水的作用变质的倾向。水淋试验或者加水剪切试验。分油率：油从稠化体系中析出的倾向，也称胶体安定性。稠化剂的种类锂基脂：脂肪酸锂皂。综合优点最多的稠化剂。滴点200。复合锂基脂：复合锂皂。滴点300。脲基脂：聚脲。滴点300。轴承寿命长。复合磺酸钙基脂：复合磺酸钙皂。滴点大于300。使用温度高，承载能力高。轴承润滑脂选用时须考虑的因素负荷性质工作转速。用DN值衡量。工作温度。工作温度影响着润滑油的粘度变化和润滑效果。轴承精度结构特点环境条件工作载荷油脂的添加量油脂过多：使轴承在运转时产生大量热能并泄漏。油脂过少：使套圈滚道与滚子表面缺乏油膜保护。当Ng/N1.25时，润滑脂占轴承内部空间1/3。当1.25Ng/N5时，润滑脂占轴承内部空间1/3~2/3。Ng：轴承脂润滑的极限转速（r/min）。N：轴承的实际工作转速（r/min）。储油室内润滑脂添加1/2空间。2019-12-16©SKFSlide26SKFMaintenanceProducts2019-12-16©SKFSlide27SKFMaintenanceProducts轴承的初次润滑量对于开式轴承:-100%填充.-对于轴承座:-当在轴承的两侧位置填充时,约填空间的40%.-当在轴承的外圈位置填充时,约填空间的20%润滑对齿轮传动的作用和影响1.润滑对黏着(胶合)的影响:黏着是齿轮磨损的一种现象，而且是最多最常见的磨损现象。黏着是由于齿面的润滑膜完全失去了作用，发生金属直接接触，产生干摩擦(局部高温，使金属熔化互相黏着而又撕开。轻的，使齿而产生划痕、擦伤；重的，则拉成深沟，严重的使齿面变色，硬度降低，造成整个齿轮磨坏。润滑油的黏度与齿面的油膜厚度有密切的关系。润滑油的黏度愈大，齿面的油膜愈厚，愈不容易发生黏着。润滑对点蚀的影响点蚀是齿轮磨损一种极为普遍的现象。在齿面超过限度的接触应力反复作用下，由表层裂纹发展为表面金属脱落，齿面