机械的润滑和密封

课课 题题5 6 机械的润滑和密封 课课 型型理论教学 教学目标教学目标 1 了解润滑的作用及润滑剂的种类及性能和用途 2 熟悉常用润滑方式及装置和常用机械零件的润滑 3 了解几种常用的密封方法 教学重点教学重点 1 润滑剂的特性及用途 2 润滑方式的选择及轴承润滑剂与润滑方式的确定 教学难点教学难点 1 油或脂润滑的确定 2 润滑方式的选择依据 3 密封方式的选择 教学方法教学方法 讲授为主 配以课件或录像演示 与学生共同回忆实习中所见到 的润滑方式 分析选择该种润滑方式的根据 最后归纳小结 课前准备课前准备制作课件 实物模型 课时安排课时安排2 课时 教材及教材及 教法分析教法分析 机械基础 课程在学生的专业学习链上起到了承上启下的作 用 是学生由偏重理论学习向结合工程实践学习的过渡和转折点 对建立学生工程意识 培养学生分析问题解决问题的能力 养成学 生严谨的工作作风起到了潜移默化的作用 教学方法上 以少 精 宽 新为原则 注重讲重点 讲难点 讲基础知识 讲基本方法 讲工程应用 教学中讲课思路清晰明了 讲解深入浅出 学生易于接受 使学生在掌握机构 机械零部件结 构原理基础上 掌握科学的工程思维方式 课堂适当辅以多媒体教学 重点表达对机械的拆装 增强了学 生的感性认识 加深了学生对理论知识的理解 培养了学生的动手 能力 教学教学 程序程序 教学内容 教师 活动 学生 活动 复习复习检查旧课掌握情况及讲评作业提问 回忆 回答 引入引入 课题课题 设问 机器为什么要加入润滑油 润滑剂 有哪几种 各有什么特性 润滑的方法又有 哪些 同学们肯定回答不全 也许只了解皮 毛 从此引入今天要讲的内容 模型展示 图纸展示 课件演示 观察 思考 新新 课课 讲讲 授授 一 一 润滑润滑 1 摩擦 摩擦现象是自然界中普遍存在的 物理现象 摩擦会使机器效率降低 温度升高 表面磨损 过大磨损会使机器丧失精度 产生振 动和噪音 缩短寿命 世界上使用的能源大约有 1 3 1 2 消耗于 摩擦 如果能够尽力减少无用的摩擦消耗 便可 大量节省能源 2 润滑的作用和润滑技术 机械中的可动零 部件 在压力下接触而作 相对运动时 其接触表面间就会产生摩擦 造成 能量损耗和机械磨损 影响机械运动精度和使用 寿命 因此 在机械设计中 考虑降低摩擦 减 轻磨损 是非常重要的问题 其措施之一就是采 用润滑 3 润滑的作用 1 减少摩擦 减轻磨损 加入润滑剂后 在摩擦表面形成一层油膜 可防止金属直接接触 从而大大减少摩擦磨损和机械功率的损耗 2 降温冷却 摩擦表面经润滑后其摩擦 因数大为降低 使摩擦发热量减少 当采用液体 润滑剂循环润滑时 润滑油流过摩擦表面带走部 分摩擦热量 起散热降温作用 保证运动副的温 度不会升得过高 3 清洗作用 润滑油流过摩擦表面时 能够带走磨损落下的金属磨屑和污物 4 防止腐蚀 润滑剂中都含有防腐 防 锈添加剂 吸附于零件表面的油膜 可避免或减 少由腐蚀引起的损坏 5 缓冲减振作用 润滑剂都有在金属表 面附着的能力 且本身的剪切阻力小 所以在运 动副表面受到冲击载荷时 具有吸振的能力 6 密封作用 润滑脂具有自封作用 一 方面可以防止润滑剂流失 另一方面可以防止水 分和杂质的侵入 观察 思考 润滑技术包括正确地选用润滑剂 采用合理 的润滑方式并保持润滑剂的质量等 二 二 润滑剂及其选用润滑剂及其选用 生产中常用的润滑剂包括润滑油 润滑脂 固体润滑剂 气体润滑剂及添加剂等几大类 其 中矿物油和皂基润滑脂性能稳定 成本低 应用 最广 固体润滑剂如石墨 二硫化钼等耐高温 高压能力强 常用在高压 低速 高温处或不允 许有油 脂污染的场合 也可以作为润滑油或润 滑脂的添加剂使用 气体润滑剂包括空气 氢气 及一些惰性气体 其摩擦因数很小 在轻载高速 时有良好的润滑性能 当一般润滑剂不能满足某 些特殊要求时 往往有针对性地加入适量的添加 剂来改善润滑剂的粘度 油性 抗氧化 抗锈 抗泡沫等性能 一 一 润滑油润滑油 润滑油的特点是 流动性好 内摩擦因数小 冷却作用较好 可用于高速机械 更换润滑油时 可不拆开机器 但它容易从箱体内流出 故常需 采用结构比较复杂的密封装置 且需经常加油 常用润滑油主要分为矿物润滑油 合成润滑 油和动植物润滑油三类 矿物润滑油主要是石油 制品 具有规格品种多 稳定性好 防腐蚀性强 来源充足且价格较低等特点 因而应用广泛 主 要有机械油 齿轮油 汽轮机油 机床专用油等 合成润滑油具有独特的使用性能 主要用于特殊 条件下 如高温 低温 防燃以及需要与橡胶 塑料接触的场合 动植物油产量有限 且易变质 故只用于有特殊要求的设备或用作添加剂 润滑油的性能指标有 粘度 油性 闪点 凝点和倾点 1 粘度 是润滑油最重要的物理性能指标 它反映了液体内部产生相对运动时分子间内摩擦 阻力的大小 润滑油粘度越大 承载能力也越大 润滑油的粘度并不是固定不变的 而是随着温度 和压强而变化的 当温度升高时 粘度降低 压 力增大时 粘度增高 润滑油的粘度分为动力粘 度 运动粘度和相对粘度 各粘度的具体含义及 换算关系可参看有关标准 模型演示 引导学生自 制模型 课件演示 巡视 观察 动手演 练 思考 新新 课课 讲讲 授授 新新 课课 讲讲 授授 2 油性 又称润滑性 是指润滑油润湿或吸 附于摩擦表面构成边界油膜的能力 这层油膜如 果对摩擦表面的吸附力大 不易破裂 则润滑油 的油性就好 油性受温度的影响较大 温度越高 油的吸附能力越低 油性越差 3 闪点 润滑油在火焰下闪烁时的最低温度 称为闪点 它是衡量润滑油易燃性的一项指标 另一方面闪点也是表示润滑油蒸发性的指标 油 蒸发性越大 其闪点越低 润滑油的使用温度应 低于闪点 20 30 4 凝点 是指在规定的冷却条件下 润滑油 冷却到不能流动时的最高温度 润滑油的使用温 度应比凝点高 5 7 5 倾点 是润滑油在规定的条件下 冷却到 能继续流动的最低温度 润滑油的使用温度应高 于倾点 3 以上 润滑油的选用原则是 载荷大或变载 冲击 载荷 加工粗糙或未经跑合的表面 选粘度较高 的润滑油 转速高时 为减少润滑油内部的摩擦 功耗 或采用循环润滑 芯捻润滑等场合 宜选 用粘度低的润滑油 工作温度高时 宜选用粘度 高的润滑油 二 二 润滑脂润滑脂 润滑脂习惯上称为黄油或干油 是一种稠化 的润滑油 其油膜强度高 粘附性好 不易流失 密封简单 使用时间长 受温度的影响小 对载 荷性质 运动速度的变化等有较大的适应范围 因此常应用在 不允许润滑油滴落或漏出引起污 染的地方 如纺织机械 食品机械等 加 换 油不方便的地方 不清洁而又不易密封的地方 润滑脂本身就是密封介质 特别低速 重载 或间歇 摇摆运动的机械等 润滑脂的缺点是内 摩擦大 起动阻力大 流动性和散热性差 更换 清洗时需停机拆开机器 润滑脂的主要性能指标 有滴点和锥入度 1 滴点是指在规定的条件下 将润滑脂加热至从 标准的测量杯孔滴下第一滴时的温度 它反映了 润滑脂的耐高温能力 选择润滑脂时 工作温度 应低于滴点 15 20 分发表格 设问 引导 课件演示 巡视 难点化解 引导 分析 课件演示 讨论 填表 回答 归纳 结论 分析 2 锥入度 也称针入度 是衡量润滑脂粘稠程度 的指标 它是指将一个标准的锥形体 置于 25 的润滑脂表面 在其自重作用下 经 5 秒 后 该 锥形体沉入脂内的深度 以 0 1mm 为单位 国 产润滑脂都是按锥入度的大小编号的 一般使用 2 3 4 号 锥入度越大的润滑脂 其稠度越小 编号的顺序数字也越小 根据稠化剂皂基的不同 润滑脂主要有 钙 基润滑脂 钠基润滑脂 锂基润滑脂 铝基润滑 脂等类型 选用润滑脂类型的主要根据是润滑零 件的工作温度 工作速度和工作环境条件 三 固体润滑剂 三 固体润滑剂 用固体粉末代替润滑油膜的润滑 称为固体 润滑 最常见的固体润滑剂有石墨 二硫化钼 二 硫化钨 聚四氟乙烯等 固体润滑剂耐高温 高 压 因此适用于速度低 载荷特重或温度很高 很低的特殊条件下及不允许有油 脂污染的场合 三 三 常用机械零部件的润滑常用机械零部件的润滑 润滑方法有分散润滑和集中润滑两大类 分 散润滑是各个润滑点用独立的分散的润滑装置来 润滑 这种润滑可以是连续的或间断的 有压的 或无压的 集中润滑则是一台机器或一个车间的 许多润滑点由一个润滑系统来同时润滑 选择润滑方法主要考虑机器零部件的工作状 况 采用的润滑剂及供油量要求 低速 轻载或不连续运转的机械需要油量少 一般采用简单的手工定期加油 加脂 滴油或油 绳 油垫润滑 中速 中载较重要的机械 要求 连续供油并起一定的冷却作用 常用油浴 浸油 油环 溅油润滑或压力供油润滑 高速 轻载 齿轮及轴承发热大 用喷雾润滑效果较好 高速 重载 供油量要求大的重要部件应采用循环压力 供油润滑 当机械设备中有大量润滑点或建立车 间自动化润滑系统时可使用集中润滑装置 一 一 滚动轴承的润滑滚动轴承的润滑 滚动轴承的润滑除减少摩擦 磨损外 同时 起到冷却 吸振 防锈和减少噪音的作用 根据 轴颈圆周速度大小分别采用脂润滑或油润滑 润滑脂润滑 轴颈圆周速度 4 5m s 时采用 优点是润滑脂不易流失 便于密封和维护 一次 填充可运转较长时间 装填润滑脂时一般不超过 轴承内空隙的 1 3 1 2 以免因润滑脂过多引起 轴承发热 影响轴承的正常工作 润滑油润滑 当轴颈速度过高时采用 润滑 油润滑不仅摩擦阻力小 还可起到散热 冷却作 用 一般采用浸油或飞溅润滑方式 浸油润滑时 油面不应高于最下方滚动体中心 以免因搅油能 量损失较大 使轴承过热 高速轴承可采用喷油 或喷雾润滑 二 二 滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑 1 润滑方式 常用润滑方式有间歇式润滑和连续式润滑 可供滑动轴承润滑选用 分别介绍如下 间歇式润滑有 用油壶定期将润滑油直接注 入轴承油孔中 或经压配式压注油杯 旋套式注 油油杯 定期将润滑油注入轴承中 以上方法主 要用于低速 轻载和次要场合 另外采用脂润滑 只能是间歇供油 将润滑脂贮存在黄油杯中 定 期旋转杯盖 可将润滑脂压送到轴承中 也可用 黄油枪向轴承中补充润滑油 连续式油润滑 针阀式注油杯润滑 用手柄 控制针阀运动 使油孔关闭或开启 供油量的大 小可用调节螺母来调节 油芯式油杯润滑 利用 纱线的毛细管作用把油引到轴承中 油环带油润 滑 油环浸到油池中 当轴转动时 油环旋转把 油带入轴承 飞溅润滑利用转动件 如齿轮 的 转动将油飞溅到箱体四周内壁面上 然后通过刮 油板或适当的沟槽把油导入到轴承中进行润滑 压力润滑用油泵把一定压力的油注入轴承中 可 以有充足的油量来润滑和冷却轴承 连续供油润 滑比较可靠 2 润滑剂 润滑油是滑动轴承中最常用的润滑剂 其中 以矿物油应用最广 选择润滑油型号时 应考虑 轴承压力 轴颈速度及摩擦表面状态等情况 滑 动轴承可选用 N15 N22 N32 号机械油 四 四 密封密封 一 密封 一 密封 密封技术被广泛应用于机械设备和管道连接 中 其目的是为了防止在不同压力 温度 工作 介质等条件下使各个空间隔开 防止外来介质侵 入和工作介质流出 由于种种原因 许多设备往 往达不到密封里求 造成泄漏 1 密封的作用 机械装置密封的主要作用是 阻止液体 气体工作介质以及润滑剂泄漏 防止灰尘 水 分及其它杂质进入润滑部位 2 密封方法 密封装置有许多类型 两个具有相对运动的 结合面之间的密封称为动密封 两个相对静止的 结合面之间的密封称为静密封 泄漏包括两方面原因 密封面上有间隙及 密封两侧有压力差 所有的静密封和大部分动密封都是借助密封 力使密封面互相靠近或嵌入以减少或消除间隙 达到密封的目的 这类密封方式称为接触式密封 密封面间预留固定间隙 依靠各种方法减少 密封间隙两侧的压力差而阻漏的密封方式 称为 非接触式密封 二 二 静密封静密封 静密封只要求结合面间有连续闭合的压力区 没有相对运动 因此没有因密封件而带来的摩擦 磨损问题 常见的静密封方式有 1 研磨面密封 这是最简单的静密封方法 要求将结合面研磨加工平整 光洁 并在压力下 贴紧 间隙小于 5 m 但加工要求高 密封要 求高时不理想 2 垫片密封 这是较普遍的静密封方法 是在结合面间加垫片 并在压力下使垫片产生弹 性或塑性变形填满密封面上的不平 消除间隙 达到密封的目的 在常温 低压 普通介质工作 时可用纸 橡胶等垫片 在高压及特殊高温和低 温场合可用聚四氟乙烯垫片 一般高温 高压下 可用金属垫片 3 密封胶密封 在结合面上涂密封胶是一种简 便良好的静密封方法 密封胶有一定的流动性 容易充满结合面的间隙 粘附在金属面上能大大 减少泄漏 即使在较粗糙的表面上密封效果也很 好 密封胶型号很多 如铁锚 602 使用时可 查机械设计手册 4 密封圈密封 在结合面上开密封圈槽 装入 密封圈 利用其在结合面间形成严密的压力区来 达到密封的目的 效果甚好 三 三 动密封动密封 由于动密封两个结合面之间具有相对运动 所以选择动密封件时 既要考虑密封性能 又要 避免或减少由于密封件而带来的摩擦发热和磨损 以保证一定的寿命 回转轴的动密封有接触式 非接触式和组合式三种类型 1 接触式密封 接触式密封包括毡圈密封 橡胶密封等 由