涂装烘干室设备的高温润滑.docx

涂装烘干室设备的高温润滑一汽解放汽车有限公司卡车厂 朱小芸汽车涂装烘干室的温度一般在 180250 ，这样的高温对设备 运行会产生较大影响，不仅设备的 金属材料在高温下会产生热变形， 强度也会降低，还会使设备使用的 润滑剂出现挥发、干涸和积碳等 现象，造成设备在无润滑状态下运 行，降低设备的使用寿命，严重的 会出现润滑事故，造成设备运行卡 死而发生停歇。据统计分析，烘干 室的设备故障有 40% 以上是由于 润滑不良引起的。因此加强烘干室 设备润滑工作，对于提高高温下摩 擦副对偶表面的耐磨性和机械可靠 性、延长关键件使用寿命、降低维 修费用和减少设备故障都有着重要 的意义。下面结合车架涂装烘干室 设备的润滑实践，介绍一下高温设 备润滑中不能忽视的问题。1 润滑方法的选择目前已有的高温润滑方法有气 体润滑、固体润滑和油脂润滑。（1）气体润滑气体润滑是由具有足够压力 （动压或静压的方式）的气膜（气 体润滑剂）将运动副摩擦表面隔 开，气膜来承受外力作用，从而降 低运动时的摩擦阻力与零件表面的 磨损。气体润滑剂摩擦因数低、温 度变化对润滑剂的粘度影响小，因 而适用于高温润滑。但气体润滑剂 的承载力低，要有外部供给稳定压力的气源，对摩擦副支承元件的制 造精度要求高，多用于滑动摩擦面 的润滑，不适用于涂装烘干室的设 备润滑。（2）固体润滑固体润滑是使用粉末状或薄膜 状的固体润滑剂对作相对运动的摩 擦副表面进行润滑，以减少摩擦与 磨损。固体润滑剂使用温度范围 宽，只要不超过其熔点，固体润滑 剂就能保持基本形态不变。而且固 体润滑剂具有很高的承载能力，在 传动系统低速运转情况下的防止粘- 滑性能好，具备满足特殊工况下润 滑的全部条件。但固体润滑剂的摩 擦因数比润滑油脂的摩擦因数大， 故单独使用固体润滑剂时，设备所 消耗的能量大。虽然可以将固体润 滑剂粉末添加到润滑油、润滑脂 中，以提高润滑油和润滑脂的承载 能力、改善边界润滑状态，但有些 固体润滑剂粉末在高温下不仅对金 属具有一定的腐蚀作用，还会降低 润滑油和润滑脂的抗氧化能力。用 量过大时，甚至会引起轴承的“ 咬 粘”。因此，在涂装烘干室设备的润 滑中，不建议采用含固体添加剂的 润滑油和润滑脂。另外，还可以将 固体润滑剂牢固地覆盖在摩擦零件 的表面作成覆盖膜（也叫干膜）来 使用，但干膜的制作工艺复杂、寿 命有限、补充困难。也可以直接用 固体润滑剂制作整体零部件或制成复合材料再作成零部件使用，烘干 室内有些部位的免润滑零部件就是 这种情形。比如，车架涂装烘干室 输送机CV的导向辊轴承、输送链条 BFP-125的行走轮轴承、输送机被 动轮的轴套等。固体润滑剂特别适用于各种苛 刻的工作条件，有很大的发展空 间。但固体润滑剂不是万能的，目 前还存在许多亟待解决的问题。在 能应用润滑油、脂进行有效润滑的 情况下，使用固体润滑剂的意义就 不大了。（3）油脂润滑 采用润滑油或润滑脂是最基础，也是润滑效果最好的润滑方法，但 其基础油（无论是矿物油还是合成 油）最高耐用温度都不会超过350。对于普通的汽车涂装而言，这 个温度完全可以满足要求。总之，对于设备润滑，在可选 择的情况下，油润滑是首选，其次 是脂润滑，只有在油、脂都无法满 足的特殊工况下，才考虑固体润 滑，这是选择润滑方法的原则。2 高温润滑油的选择润滑油的作用是在两摩擦表面 之间形成润滑油膜，承受部分或全 部载荷，并将两表面分隔开，使金 属与金属之间的摩擦转化成具有较 低剪切强度的油膜分子之间的内摩 擦，从而降低运动时的摩擦阻力、表面磨损和能量损失，提高运动部（4）粘度。粘度是指润滑油液油精制程度高、胶质含量少。相 件的寿命。为了能够得到较好的润体分子间受外力作用而产生相对运反，溶解的胶质和沥青值越高，颜滑效果，在选择高温润滑油时，要动时所发生的内摩擦阻力，反映润色也就愈深。先看推荐润滑剂样本中特性参数，滑油的粘稠程度。粘度的大小可用（2）残炭再进行油样分析、模拟工况，然后动力粘度、运动粘度和条件粘度等润滑油因受热蒸发而形成的焦再决定是否适用，并计算润滑成 来表示。在选择油品时，一般商家黑色的残留物称为残炭。残炭容易本。下面以高温链条油为例，介绍提供的是 40 时运动粘度。国标 附着在链条表面上，影响后续润滑一下选择方法及过程。中，粘度分20个等级，从2号直到效果。所以在选择高温油品时，应2.1 看样本特性参数1500号，粘性逐渐增大。烘干室的先自行测定一下残炭值。（1）适用温度范围。一般的高链条油，选择的粘度等级为100号或测定方法如下：将10 mL试油注温链条油，在长效高温情况下，能150号。因为粘度太大，渗透性不入到磁坩埚中，加热到样本中标示承受的温度不会超过285 。通常好；粘度太小，容易滴落。的最高使用温度之上（一般超过最情况下，润滑油的适用温度比烘干（5）粘度指数。润滑油的粘度高使用温度10 左右），使油品蒸炉内温度高2030 是比较经济、随温度变化而变化，温度升高时粘发、热分解并排出油蒸气后，将坩可靠的。比如，烘干室的温度是200度降低，温度降低时粘度升高，这埚中的残余油分（呈黑色鱼鳞状），则选择的高温链条油的适用温种规律称为粘温特性。粘度指数是自然冷却后称重，此物占试油质量度不能低于220 。用来衡量粘温特性的指标，矿物油的百分比表示残炭的多少。残炭百（ 2 ）闪点。润滑油被加热到 的粘度指数从0到100不等，一般希分比越小越好。一定温度就开始蒸发成气体，这种望粘度指数大些，也就是温度升高（3）机械杂质蒸气与空气混合后遇到火焰就会发或降低时粘度的变化较小、粘度-温将润滑油溶解于汽油或苯等溶生短暂的燃烧闪火现象，出现这种度特性好，能保证摩擦表面之间具剂，稀释后过滤，残留在滤纸上的现象的最低温度就是润滑油的闪 有稳定的润滑状态。合成油的粘度不溶物即为机械杂质。润滑油中的点。闪点通常是润滑油的一个安全指数是与矿物油相比较得来的，合机械杂质会加速机械零件的磨损，指标，但在高温润滑中，闪点也是成油的粘度指数更高些，一般在120必须高度重视。机械杂质一般是在个重要的参考指标，闪点不超过烘以上，有的可达140150甚至190。润滑油的生产过程中由外界混入 干室工艺温度的不能在烘干室中使在选择烘干室链条油时，粘度指数的，烘干室的高温链条油要求不含用。不能低于130。肉眼可见的机械杂质（肉眼所能见（ 3 ）基础油。润滑剂的基础 上述这 5 项，是普通商业样本 的最小尺寸为40 m）。油有矿物油和合成油两种，矿物油中必须提供的。但许多样本在性能2.3 模拟工况的稳定性高、兼容性好，是最理想介绍、特性方面往往只有简单的语在了解润滑油样本介绍并进行的润滑品，但在高温工况下，矿物言描述，缺乏数字化的技术指标，油样分析的基础上，将润滑油放在油就有局限性了，高挥发、易氧 这样不利于技术人员进行判断和选烘干室中模拟工况，进一步了解待化，再加上近年来的石油危机，使择。目前，有技术实力的商家愿意选油品的特性。得合成油的发展突飞猛进。合成油提供更多的技术指标以供交流，如（ 1 ）挥发性试验。将定量的 的种类也很多，按照化学结构分为氧化安定性、粘附性、抗磨性四球润滑油注入广口烧杯中，放在正在烃类、酯类、醚类、硅油。根据现试验的磨损值等。工作的烘干室内，持续一段时间，场经验，对于涂装烘干室设备的润2.2 简单的油样分析（不少于24 h），用电子天秤测其滑，醚类油比酯类效果好、酯类油接到商家的油样后，要通过外减轻质量百分比，作为评价其挥发比烃类效果好，而硅油是坚决不能观及力所能及的试验来进一步验证性好坏的依据。用的，因为近来发现，硅元素影响产品的适用性。（2）腐蚀试验。腐蚀试验是测涂装产品质量，是产生缩孔的主要（1）颜色定润滑油在一定温度下对金属的腐原因。颜色要清亮透明，这样的润滑蚀作用。测定时，取一节烘干室输送机的备用链条浸泡在润滑油中， 放在烘干室内，陪伴生产一段时间油的作用，但更重要的则取决于稠 化剂和基础油结合后所产生的新特脂在滴点计中按规定的加热条件， 滴出第1滴液体或流出25 mm油柱（一般至少要1周），然后检查链节 的腐蚀程度。性。润滑脂的选择过程和润滑油基时的温度。滴点表示润滑脂流失的 温度，可作为润滑脂使用温度上限（3）高温滴落。如果烘干炉中 地面链用润滑油的粘附性不好，造 成滴落，只是影响润滑效果，出现 浪费、润滑成本高的问题；而对于 空中链而言，情况则更为严重，除 了会出现上述问题，还会因链条油 滴落到产品上造成漆后成批质量事 故。因而考察链条油的高温滴落性本类似，下面以选择烘干室的高温 润滑脂为例，介绍一下润滑脂的选 择方法和过程。3.1 看样本特性参数（1）适用温度范围。同第2.1节 中的（1）。（2）润滑脂的组成。商家的样 本中，一般都包含润滑脂的基础油的依据，一般滴点应高于工作温度2030 。（4）锥入度。质量为150 g的标 准圆锥体，沉入25 的润滑脂试样 中，经过5 s所达到的深度，称为锥 入度，其单位为1/10 mm。锥入度 是评价润滑脂的重要指标之一，用 来鉴定润滑脂的稠度，表示润滑脂是相当必要的。2.4 过润滑、适量润滑与欠润滑的 判定仍以高温链条油为例。如果在 两次润滑间隙，链条上油量大，象 被油浸过一样，就是过润滑了，过和稠化剂的种类，但添加剂多数只 描述其特性，不介绍种类。润滑脂的润滑性质基本上取决 于基础油的润滑性质，因为基础油 在润滑脂中占90%以上，所以看润 滑脂的组成时，首先看基础油。润软硬程度。润滑脂的稠度从000号到6号分为9个等级（000号、00号、0号、1号、2号、3号、4号、5号、6号），工业机械一般应用2号脂最 多。由于基础油在润滑脂中的特殊 地位，在选择润滑脂时，除了参考润滑会使设备维护成本加大。滑脂的基础油和润滑油的基础油一润滑脂的稠度，也要参考润滑脂中如果肉眼看上去，没有油迹，样，也分为矿物油和合成油。但由基础油的粘度。用棉花纸擦，也没有油迹，说明在于矿物油在高温下的蒸发率大、氧在工作现场测定润滑脂的特性链节间没有形成润滑油膜，链条正化安定性差，故以矿物油作基础油参数（如水分、机械杂质和灰分 处在干磨擦状态，此时就是欠润滑的润滑脂的最高使用温度一般不超等）很困难，如果条件允许，最 了。欠润滑的危害很大。产生欠润 滑现象时，首先考察是不是油品选过120 ，所以烘干室设备用润滑 脂的基础油都是合成油。和润滑油好要求商家提供润滑脂的氧化安 定性、胶体安定性、极压抗磨性数择不当造成的，再考虑润滑周期。一样，涂装烘干室使用的润滑脂中值，一般的产品样本是不提供这些排除上面两种情形，只有在两不能含用硅成分。数值的。次润滑间隙的任何时间里，链条上 存在可见或不可见的油膜时，才是稠化剂也是润滑脂的重要组成 部分，是被均匀地分散而形成润滑（5）氧化安定性。润滑脂中的 稠化剂和基础油在长期高温的情况适量润滑。脂结构的固体颗粒。稠化剂的种类下很容易被氧化，而生成腐蚀性的3 高温润滑脂的选择润滑脂是由1种（或多种）稠化 剂和1种（或几种）润滑油所组成的 一种具有塑性的润滑剂。可见，润 滑脂不是化合物，是在润滑油里添 加了一些能起稠化作用的物质，把 液体滞化而形成半固体状，再加入 抗氧化、抗磨或极压、抗水等添加 剂，就得到了不同使用性能的润滑 脂。润滑脂的润滑作用，部分是基 于稠化剂的作用，部分是基于基础不同，润滑脂的基本性能也不同。 最早出现并广泛用作稠化剂的是各 种脂肪酸金属皂，如“黄油”的稠化 剂就是脂肪酸钙。而适应高温工况 的稠化剂是非皂基的，如无机稠化 剂（膨润土（白色、黄绿色和粉红 色）和硅胶）、有机稠化剂（阴丹 士林蓝RS（深蓝色）、酞青铜（酞 青色）、聚四氟乙烯（白色）和全 氟聚苯（淡黄色）。（3）滴点。润滑脂从不流动态 转变为流动态的温度，通常指润滑产物或胶质。所以在选择高温润滑脂时，一定要了解其氧化安定性。（ 6 ）胶体安定性（即分油 量）。目前，国内外的油品试验室 已经通过长时间的分油试验和润滑 脂寿命试验，证明了润滑脂在从运 转开始到寿命终止的期间内，其基 础油含量是逐渐减少的。但是，分 出的基础油并非全部用于轴承润 滑，在轴承运转中，有部分基础油 流出轴承外部，也有些基础油因摩 擦部位生热而挥发掉，还有些基础油因轴承的旋转而雾化、散发于大 气中。尽管如此，分出的基础油肯 定是起到了润滑作用，因此在使用 中必须控制基础油的分油量。分油 量过大，基础油过早枯竭，造成润 滑脂寿命缩短；分油量太小，摩擦 部位得不到足够的油，也会缩短轴 承的寿命。（7）极压抗磨性。一般说来， 在基础油中添加稠化剂后，润滑脂 的抗极压性能就比基础油强了。评 价润滑脂的极压特性可以参考两个 数值：四球机测定的油膜强度值和 使用梯母肯试验机测定的油膜破裂 负荷。3.2 简单的油样分析（1）外观：通过观察油样外观 初步推测润滑脂的质量情况，可以 在玻璃上抹12 mm厚的脂层，对光 检查颜色、浓度是否均匀，有没有 硬块和颗粒，有没有析油和析皂现 象，表面有没有硬皮层状和稀软糊 层状等。（ 2 ）机械安定性：机械不安 定性会导致润滑脂在机械作用下流 失。简单测定机械安定性的方法： 用针入度工作器让润滑脂反复工作 若干次（60次以上），并测定润滑 脂工作前、后的针入度，可以用工 作前、后的针入度的比值表示润滑 脂的机械安定性。K2Q=K1式中，Q为机械安定系数；K2为工作 后润滑脂的针入度，dm；K1为工作 前润滑脂的针入度，dm。针入度工作器可以自已制作。 是将一片带孔的金属板放入装润滑 脂的容器杯中，金属板上孔的大小 和数目是有规定的，当此多孔板在 其中上下移动时，润滑脂经过小孔即受到剪切作用。用针入度工作器 测定润滑脂在模拟工作状态下的针 入度，对考察润滑脂的机械安定性 具有重要意义。4 润滑成本计算润滑成本=单次润滑剂的费用/润 滑周期在计算润滑成本时，不能只看 采购润滑剂的费用，还要关注润滑 剂的质量、使用周期及润滑效果， 综合考虑润滑成本。5 车架涂装烘干室设备润滑 实例5.1 车架涂装烘干室设备情况介绍车架涂装烘干室内有 3 种设 备，共计7台。分别是4台驱动滚床 PRB、2台升降台DV、1台输送机 CV。这7台设备完全封闭在烘干室 内，室内温度为200 ，生产时基 本24 h不停炉，属于长效高温状态， 目前在同行业中，这种长效高温仍 是少见的，因此对润滑油、脂的要 求也格外严格。驱动滚床 PRB 采用套筒滚子 链带动承载辊运转，输送滑橇及车 架总成。需要润滑的部位是，套筒 滚子链16A和承载辊的带座球轴承 UCP210。升 降 台 DV 通过曲柄连杆机构 升、降。升起时，滑橇沿驱动滚床 纵向传输；落下后，滑橇在输送机 的带动下横向行走。需要润滑的部 位是：连杆轴带座轴承UCP324、升 降台与滚床间的导向装置。烘干室输送机CV是由输送链条 和无动力承载辊组成的，间歇式运 行，在CV全长上划分为 12 个滑橇 位，滑橇在每个位置停留 5 min， 然后起动前行。需要润滑的部位 是：驱动轴带座轴承UCP320、主动链轮轴带座轴承F218、输送链条 BFP-125和无动力承载辊带座轴承 UCP210。综上，烘干室内的润滑点为： 两种传动链条合计223 m、4种带座 轴承390个。传动链条采用高温链条 油润滑，带座轴承采用高温润滑脂 润滑。5.2 车架涂装高温润滑品的选用车架涂装出现过几次润滑事 故，润滑产品几次替换，目前使用 的高温润滑产品如下。a.高温链条油。现用德国特普朗 T-761A，双酯类合成基础油。b.高温润滑脂。现用德国克鲁勃 L55/2，全氟化聚醚合成基础油+聚 四氟已烯稠化剂。5.3 润滑频次a.输送机链条的润滑油用自动润 滑器自动加注，靠光电控制，每个 链节位置加注1次，每班加注2 h， 每周润滑3天。b.驱动滚床传动链条的润滑，因 位置分散，只能在停烘检修时手工 加油，用毛刷在链条转动的情况下 刷油，每月1次。c.炉内所有的带座轴承用手动加 脂枪加注，每两个月1次。因所有的 轴承均是低速运转，而且加注周期 长，所以润滑脂加注量较多，几乎 充满轴承空隙空间。6 润滑问题与处理6.1 “爬行”现象做相对运动的摩擦副在驱动速 度和载荷保持恒定的情况下，表现 出的时而停顿、时而跳跃或者忽快 忽慢的、运动不均匀的现象，称为 “爬行”或粘-滑现象。滑橇用几个月后，在烘干室内 行走时，“爬行”现象非常明显，而 且随着输送机CV使用年限的增加，“爬行”现象呈严重化趋势。这一方面 是由于滑橇被两条运输链带动，滑擦，摩擦因数数十倍增长，造成过 载，配重不足，才出现配重块被拉因为有辊轮阻挡不能打开），将干 涸的润滑脂抠除，用气雾罐式积炭橇上承载的车架总成头部重、尾部起而报警。清洗剂自由冲洗，边转动边冲洗，轻，使得两条输送链载重不一致，原因：承载辊运转不灵活，是直到运转稍稍灵活为止。这样的清磨损程度不同，产生行走不同步，由于润滑脂干涸，不但起不到润滑洗只做一次是不够的，车架烘干室而出现“爬行”；另一方面是由于输送作用，反而阻碍滚动体转动。每次停炉就挑卡滞严重的清洗，总链与轨道间的摩擦特性所引起的张措施：解决润滑事故，减少额外共持续了78个月的时间，才将轴承弛自激振动而产生“爬行”。这种“爬负载，增加拉紧站配重块枚数（增不能转动和转动不灵活的问题彻底行”现象很容易出现在承受重载的摩加了两块25 kg的配重块）。解决。鉴于在线清洗比较方便，因擦副由静止状态起动的瞬间或低速6.3 输送机链条的积炭此建议采用在线清洗的方法。运动过程中，此时摩擦面一般处于因链条油选用不当，使链条上6.5 自动润滑系统油嘴阻塞边界摩擦状态，润滑不充分。由于出现积炭层，影响链条的后续润滑自动润滑系统由自动润滑器、受上述两种因素的影响，要想彻底效果，因此必须予以清除。目前，管路和油嘴等组成。自动润滑器装消除滑橇行走中的“爬行”现象是不可各供应商纷纷推荐有清洁功能的链在烘干室外，靠电动柱塞泵压油。能的，但可以根据“爬行”现象产生的条油，可以将旧的积炭层溶解掉，柱塞泵有4个出油口，分别接4根紫机理，尽量减少“爬行”，以免涂装后也能防止出现新的积炭层，但实际铜管润滑链条。铜管内径很小（只的小零件在“爬行”产生的晃动中出现使用中效果并不明显。市场上也能有 3 mm），路线却很长（在炉内 掉炉事故。买到专业的积炭清洗剂，虽然售价就有10 m长）。在一次检查链条的从理论上讲，润滑事故中的“爬较高、清洗费时、费力，但值得尝润滑油路时发现，油嘴不出油，油行”现象只可能出现在滑动摩擦中，试。口处还有积炭。将油嘴拆下浸泡、但烘干室输送机链条与轨道间的滚6.4 带座轴承的抱死清洗后，油嘴仍不出油，