搜索
设备润滑管理与油液监测2009年7月第一部分：设备管理、维修与油液监测第三部分：润滑与润滑材料第四部分：典型设备与零部件润滑第二部分：摩擦学基础第一部分设备管理、维修与油液监测21世纪科技发展迫切要求解决的问题节能降耗环保安全现代设备的特点大功率、小体积、重量轻、高速化、精密化、功能多样化及高级化、微电子化、自动化、高可靠性、环境好对设备管理提出了更高的要求润滑是设备管理的重要方面设备管理、润滑与维修•设备维修是设备管理的重要内容•设备润滑是设备维修的重要组成部分•油液监测是设备润滑管理中的重要环节•油液监测是设备状态监测的主要手段之一设备润滑可维修性可靠性设计制造用户全寿命装置、方式、材料、管理、监测……设备合理润滑（GB/T13608-92“合理润滑技术通则”）：在技术、经济允许条件下，为实现设备的可靠运行、性能改善、降低摩擦功耗、减少温升和磨损及润滑剂的消耗量，对设备的润滑设计、润滑系统的运行操作和使用润滑剂的品种、性能等所采取的各种技术措施，国外称之为设备全优润滑。由于投资回报率，日本也称之为“润滑经济”。合理润滑的投资回报率高---节约创造财富设备合理润滑主要技术内容（1）评估设备润滑当前存在的问题；（2）根据设备类型/工况/环境等条件合理选用润滑剂和润滑装置；（3）控制设备油液污染，实现主动维护；（4）对关键设备及需要按质换油的设备进行定期油液分析，了解设备润滑磨损状态，实现预知性维修；（5）建立规范的润滑管理制度并强化执行。设备合理润滑-企业有待开发的大金矿（1）提高设备可靠性，保障运行安全，减少停机损失和维修费用；（2）延长设备使用寿命，降低购置费用；（3）降低能源消耗；（4）延长油品寿命，降低润滑油油耗；（5）减少对环境的污染，建设资源节约型、环境友好型社会。设备维修方式的进步•失效后修理•定期维修制先进的•预知性维修状态监测传统的•主动维修污染控制机械设备特征运动方式主要失效原因对应状态监测手段材料断裂材料磨损材料腐蚀振动监测油液监测腐蚀监测旋转运动往复运动静态油液监测服务于设备维修•支持预防维修（PreventiveMaintenance）：－－延长维修周期、换油期•支持预知维修（PredictiveMaintenance）：－－早期预报故障，避免失修和过修•支持主动维修（ProactiveMaintenance）：－－发现并消除故障的根本原因，延长设备、零部件和油品的寿命企业的部分润滑问题•润滑规程不清晰或没有；•买最便宜的或最贵的润滑油；•润滑知识老化或仅仅来自于润滑油厂商；•润滑停留在几十年以前的水平，例如：使用机械油、有油就行；•按时换油，而不是按质换油；•类似的润滑问题重复出现。润滑新理念•１．工业骑在10um的润滑油膜上•２．润滑油（脂）是最重要的机械零部件，是维修工唯一能控制的部件•３．合理润滑可产生巨大的经济效益润滑污染控制的重要性•英国流体协会的液压系统寿命研究表明：液压油污染度为10/7时的系统寿命为24/21时的系统寿命的100倍。•SKF的轴承寿命研究表明：轴承润滑的污染状况可使轴承的寿命相差500倍。SKF新轴承寿命理论旧理论：L10=（C/P）P新理论：L10a，a=aSKF·L100.1aSKF50Lnaa=a1L10aa=a1aSKFL10油液监测通过定期检测设备中的在用润滑剂，来早期预报润滑剂劣化、润滑剂污染和部件异常磨损，以便及早采取措施，预防事故的发生。设备润滑状态异常停机警告维修决策油液监测设备磨损状态润滑油分析磨损颗粒成分与形貌分析设备运转的真实状态正常定期注意警告强化方案基础油添加剂变化表观、本质变化磨损金属污染金属添加剂油品常规理化分析油品质量合理选油按质换油设备润滑状态分析污染度测试液压系统其它系统红外光谱发射光谱直读铁谱分析铁谱旋转铁谱磨损方式磨损类型磨粒识别设备磨损状态分析直读铁谱分析铁谱滤膜分析计算机数据处理系统专家经验监测数据综合结论分析判断监测报告反馈信息用户PQ指数磨损金属总磨损值红外光谱图发射光谱趋势图铁谱照片——切削磨损铁谱照片——铝合金磨粒铁谱照片——腐蚀磨粒油液监测的成功关键•采用状态监测系统•获得有代表性的油样•报告内容准确而完整•对所报告信息正确诊断•及时进行维护工作•现场反馈用户的主要受益•减少意外停机时间•降低维修成本•延长设备使用寿命•提高投资回报•实现按质换油，延长换油周期•防止突发性重大设备事故和人身伤亡事故•有利于节能和环保•实现设备现代化科学管理•设备零故障、零缺陷、零库存、零事故、零差错1．油液监测＝油品常规理化指标检测2．油液监测＝铁谱分析或铁谱＋光谱分析3．油液监测只适用于大设备4．强调趋势分析和异常磨损分析，忽视理化与油质分析5．测试方法不规范，数据不准确油液监测的误区1．不是多种检测方法的简单组合2．摩擦学领域多学科综合应用技术3．以最经济的手段获取最大的经济效益4．强调“临床”实践经验积累和诊断准确性油液监测的实质油液监测中的取样问题1、取样是油液监测中的重要环节2、注意取样的代表性循环系统取样•最佳的取样位置不是油液流过管路中的直线部分而是拐角和弯管这些油液呈紊流状态的区域。垂直安装在系统循环管线的直线部分上的取样阀往往会引起颗粒流失，导致进入油样瓶中的颗粒浓度的减少。将取样阀安装在管线拐角及转弯处可以消除这种影响。压力管线取样•4种不同的方式便携式减压管取样顶针阀取样球阀取样便携式顶针阀取样低压循环系统中取样•当排油管或回油管没有足够的压力来取样时，需要用到真空泵式取样器。油浸式润滑的取样•柴油机，循环齿轮箱和循环压缩机CAT新型号的发动机在进过滤器前的适当位置都安装有取样阀第二部分摩擦学基础摩擦的定义及类型两个相互接触的物体在外力的作用下发生相对运动或具有相对运动趋势时，在接触面间产生切向的运动阻力，叫摩擦力，这种现象叫摩擦。按摩擦副的运动形式分为：滑动摩擦、滚动摩擦、旋转摩擦和复合摩擦。按摩擦副表面的润滑状态分为：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦。磨损过程磨损是指摩擦副的对偶表面相对运动时工作表面物质不断损失或产生残余变形的现象。磨损过程是因对偶表面间的机械、化学与热作用而产生。运动副的磨损过程可分为：跑合阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段。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。磨粒磨损是最常见的磨损现象。据统计，在生产中因磨粒磨损所造成的损失约占磨损总数的一半左右。一般说来，磨粒磨损有三体磨粒磨损和两位磨粒磨损两种形式。磨粒磨损可以归纳为以下三种磨损机理：微观切削、挤压剥落和疲劳破坏。磨粒磨损机理和磨损颗粒磨料磨损类型粘着磨损粘着磨损是接触表面相对运动时，由于粘着效应所形成的粘着结点发生剪切断裂，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。粘着磨损是一种常见的磨损形式，它的发生与发展十分迅速，容易使机器发生突然事故，造成巨大损失。根据粘着结点的强度和破坏位置的不同，粘着磨损有以下几种形式：涂抹、擦伤、胶合、卡咬。粘着磨损机理、磨损颗粒和磨损零件粘着磨损表面疲劳磨损表面疲劳磨损，有时称为疲劳磨损。可以定义为“当两个接触体相对滚动或滑动时，在接触区形成的循环应力超过材料的疲劳强度的情况下，在表面层将引发裂纹，并逐步扩展，最后使裂纹以上的材料断裂剥落下来的磨损过程”。既然它是一个疲劳过程，那么表面疲劳磨损，按裂纹萌生点不同可分为表层萌生与表面萌生疲劳磨损；按磨屑和疲劳坑的形状不同可分为鳞剥和点蚀两类。疲劳磨损机理、磨损颗粒和磨损零件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。因此，腐蚀磨损必须兼有腐蚀和摩擦。常见的有氧化磨损和特殊介质腐蚀磨损。锈蚀颗粒和腐蚀磨粒设备磨损提示：（1）影响设备磨损的因素众多，要具体分析；（2）设备磨损是个渐进过程，短时难以察觉；（3）通过合理润滑降低磨损速率可带来长期经济效益，不会立竿见影。影响磨损的因素润滑；材料；表面加工质量；机件的工作条件：载荷、速度、温度、湿度及周围环境、机件运动副的结构特点及运动性质。第三部分润滑与润滑材料1、润滑润滑的作用降低摩擦系数、减少磨损、降低温度、防止腐蚀、保护金属表面、清洁冲洗和密封。润滑的类型按润滑剂的物质形态可分为：气体润滑、流体润滑、半固体润滑和固体润滑。根据润滑膜的形成机理和特征可分为以下五种：流体动压润滑、弹性流体动压润滑、流体静压润滑、边界润滑和干摩擦状态。边界润滑流体润滑润滑形式滑动轴承流体动压润滑流体动压润滑弹性流体动压润滑当滚动轴承、齿轮、凸轮等高副接触时，实际承载面积极窄小，使得接触区内产生高达几千MPa的压力，导致较大的弹性变形。由于接触压力极高，润滑油粘度由于粘压效应会增加许多倍，因此弹性流体动压润滑就是考虑了摩擦副接触面的弹性变形和润滑油的粘压特性。弹性流体动压润滑流体静压润滑流体静压润滑是指利用外部的流体压力源（如供油装置），将具有一定压力的流体润滑剂输送到支承的油腔内，形成具有足够静压力的流体润滑膜来承受载荷，并将表面分隔开这样一种润滑状态。它的主要优点：起动摩擦阻力小；使用寿命长；抗振性能好；运动精度高；可适应较广的速度范围。但需要专用的流体压力源。流体静压润滑系统按供油方式可分为：定压供油系统和定量供油系统。边界润滑在不满足流体润滑的条件下，将润滑油加入到摩擦副表面所形成的表面膜也具有降低摩擦和减少磨损的作用，广义而言，这种润滑状态被统称为边界润滑状态。边界润滑是介于流体动力润滑和固体摩擦之间的一种润滑状态，是一种润滑膜很薄的很不完整、摩擦表面有部分固体接触的润滑状态。在边界润滑条件下，润滑油的粘度对其润滑效果影响很小。此时起决定作用的是润滑油（尤其是润滑油中的添加剂）和摩擦副材料的物理化学性质，以及彼比相互作用形成的边界润滑膜的性质。边界润滑膜通常是通过物理吸附、化学吸附和化学反应的方式形成的。物理吸附膜化学吸附膜化学反应膜典型零件的油膜厚度滚动轴承0.1~3μm齿轮0.1~1μm发动机滑动轴承0.5~50μm其它滑动轴承0.5~100μm头发直径：75~80μm；肉眼可见的最小尺寸：40μm润滑材料类型基础油分类分类S，%饱和烃，%粘度指数Ⅰ＞0.03或＜9080～120Ⅱ≤0.03≥9080～120Ⅲ≤0.03≥90＞120Ⅳ聚α烯烃（PAO）(合成油技术)ⅤⅠ～Ⅳ类以外的其他基础油(有机脂、聚醚、烷基苯、甲基硅油、GTL等)Ⅵ聚内烯烃（PIO）（欧洲）项目很高粘度指数120≤VI＜140高粘度指数90≤VI＜120中粘度指数40≤VI＜90低粘度指数＜40通用基础油VHVIHVIMVILVI低凝基础油VHVIWHVIWMVIW—深度精制基础油VHVISHVISMVIS—项目很高粘度指数120≤VI＜140高粘度指数90≤VI＜120中粘度指数40≤VI＜90低粘度指数VI＜40通用加氢基础油VHVIHHVIHMVIHLVIH低凝加氢基础油VHVIWHHVIWHMVIWH－美国石油学会（API）基础油分类溶剂精制基础油的分类加氢基础油的分类润滑油的添加剂根据所起作用可以分为两大类：一类改善润滑油物理性能的,一类改善润滑油化学性能的。清净分散剂；抗氧抗腐剂；金属钝化剂；极压抗磨剂；防锈剂；粘度指数改进剂；降凝剂；抗泡沫剂；抗乳化剂。无磷氯硫合成润滑油合成润滑油是采用有机合成方法制备的。它与矿物油相比，具有以下特性：优良的耐高温性能和热氧化稳定性；优良的粘温性能和低温性能；优良的化学稳定性；良好的润滑性和较低的挥发性。理化性能指标：外观、色度、密度、粘度、粘度指数、闪点、凝点和倾点、水分、机械杂质、残碳、灰分、水溶性酸碱、酸碱值和中和值、氧化安定性、热安定性、油性和极压性、腐蚀和锈蚀、空气释放性、泡沫特性、抗乳化性、水解安定性、蒸发损失、馏程、苯胺点、橡胶适应性、剪切安定性等。润滑油