《零件和设备的润滑》PPT课件.ppt

零件和设备的润滑 主要学习内容 了解摩擦 磨损及润滑的概述 常用润滑剂的选择 掌握常用的润滑方式及装置 了解典型零部件的润滑 一 摩擦 磨损和润滑概述 摩擦与磨损是研究相对运动 相互作用的两个表面间有关理论与实践的一门科学 摩擦 两个接触的物体在外力作用下发生相对运动时 在接触表面上产生切向运动阻力的一种物理现象 摩擦 能量损耗 机械磨损 运动精度和使用寿命 对摩擦原理工作的机构 带传动 制动器 应设法减少摩擦 减少磨损 磨损 是摩擦的结果 润滑 是降低 减少磨损的重要措施 研究摩擦 磨损和润滑的科学与技术称为摩擦学 一 摩擦的类型按相对运动表面润滑情况 摩擦分为 干摩擦 边界摩擦 液体摩擦和混合摩擦 1 干摩擦 金属面直接接触 摩擦 磨损大 温升高 零件使用寿命短 工程上不允许 实际工程中不存在真正的干摩擦 表面有氧化膜 多少也会有润滑剂分子的气体润滑 机械中通常把未经人为润滑的摩擦状态看着干摩擦 干摩擦 最不利 无润滑状态 干摩擦状态示意图 2 边界摩擦 润滑剂在摩擦面有吸附或化学反应生成一层边界膜 边界膜直接传递载荷时摩擦 两摩擦面由吸附着的很簿的边界膜隔开 摩擦表面仍会有一定的摩擦功耗和磨损 边界膜很薄 小于摩擦面的不平度 边界膜 物理吸附膜 化学吸附膜化学反应膜 边界摩擦 最低要求 3 液体摩擦 如油膜厚度较大 两摩擦面被液体层完全隔开 表面微观凸峰不直接接触 形成液体摩擦 可避免磨损 摩擦仅发生在油层内部 摩擦因素很小 理想的摩擦 4 混合摩擦 摩擦面有润滑油 但不足形成液体摩擦 就可能形成边界 液体摩擦并存 或局部粗糙凸峰接触 形成干摩擦 其余为边界 液体摩擦 则干 边界 液体摩擦共存 常见 也称非 完全 液体摩擦 二 润滑的作用减少摩擦 减轻磨损 润滑剂 形成一层膜 降温冷却 润滑剂带走摩擦产生的热量 清洗作用 带走表面磨削下金属磨削或污物 防止腐蚀 润滑剂中含防腐 防锈剂 缓冲减振作用 油膜有一定的刚度 密封作用 半固体润滑剂 防止水分 杂质侵入 二 常用润滑材料 常用的润滑剂 润滑油 润滑脂 固体润滑剂和气体润滑剂等 其中 矿物油 润滑脂性能稳定 成本低 应用广 润滑剂 润滑油 液体 润滑脂 润滑油 稠化剂 硬脂酸 氢氧化物 固体润滑剂 石墨 oS2 PTFE 聚四氟乙稀 一 润滑油 1 性能指标润滑油的性能指标主要有 粘度 油性 闪点 凝点 倾点等 流动性能粘度 反映了润滑油在外力作用下抵抗剪切变形的能力 也是分子间内摩擦力大小的标志 粘度大 承载能力越大 粘度不是固定的 而是随着温度和压力而变化 温度 粘度 润滑效果 压力 粘度 粘度指数 试验油粘温变化程度与标准油相比较时的相对数值 油性 又称润滑性 反映在摩擦表面的吸附性能 是在摩擦表面构成边界油膜的能力 油膜吸附大 不易破裂 则油性好 油性受温度影响较大 温度 吸附力 油性 闪点 在火焰下闪烁时瞬时燃烧和碳化的温度 是衡量润滑油易燃性的一项指标 凝点 在规定的冷却条件下 由液体转变为不能流动的临界温度 一般润滑油正常使用温度应比疑点高5 7 倾点 润滑油在规定的条件下 冷却到能继续流动的最低温度 润滑油的使用温度高于倾点3 以上 外观油品质量的优劣 很大程度上可以从外观察觉 特别是进入商品市场 油品的外观就显得更为重要 1 颜色 2 透明度 3 气味 安定性润滑油在工作中总是要与空气中的氧接触 发生氧化反应 生成酸类 胶泥物 使油的颜色加深变暗 粘度增加 酸性增加 产生沉淀物 最终限制了油品的使用性能 机械安定性含有高分子聚合物的油品 在使用过程中 粘度有降低的现象 这种现象特别是稠化油表现最严重 必须控制粘度下降的幅度 应做剪切试验 抗水性钢铁设备生产过程中要使用大量的冷却水 少量的水分混入润滑系统中 是很难避免的 有时候进入油中的水是大量的 这就要求润滑油具有良好的抗乳化性能 当水分进入油中时应能很快地从油中分离出来 不与油混合形成稳定的乳化液 对水基润滑液无法要求它的抗水性能 但无论是进水或失水对其性能都有较大影响 抗泡沫性能润滑油在使用过程中 受到强烈的机械搅拌或流速太快时 都会产生泡沫 泡沫存在于油中会严重阻碍润滑系统的工作 最严重的时候 泡沫会从油箱上盖溢出 防护性能润滑油对摩擦元件必须有良好的保护性能 要防止金属锈蚀 更不得腐蚀金属 杂质含量润滑油中的杂质是一种磨粒磨料 能加速摩擦面的磨损 也是一种催化剂 加速油品的老化 抗磨性能这是润滑油最重要的性能 油品的质量很大程度上取决于它的抗磨性能 与密封材料的适应性润滑油与密封材料的适应性是十分重要的 它直接影响整个系统的密封性 其他性能1 密度 2 元素含量3 酸值4 灰分5 表面张力 2 常用润滑油分类 按物质分 矿物润滑油 合成润滑油 动植物润滑油三类 矿物润滑油 石油制品 品种多 稳定性好 防腐蚀性强 来源足价格低 应用广 如 齿轮油 汽 柴油机用油等 合成润滑油 有独特的使用性能 用于特殊 高温 低温 防燃以及需与橡胶 塑料接触的场合 植物油 产量有限 易变质 特殊要求的设备或添加剂用 常用润滑油 按用途分 1 齿轮油 22 闭式齿轮润滑油 开式齿轮润滑油2 轴承油 22 轴承油 汽轮机油 油膜轴承油3 传动机构用油 20 开式齿轮油 钢丝绳油 联轴节 开式齿轮 链条 钢丝绳 4 工艺润滑油 30 切削液 切削油 冷加工油 轧制液 轧制油5 其他 6 3 润滑油的选用原则对载荷大或变载 冲击场合 加工粗糙的表面 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 宜选用粘度低的润滑油 芯捻润滑 二 润滑脂润滑脂也称黄油 是一种稠化的润滑油 其油膜强度高 粘附性好 不易流失 易密封 使用时间长 但散热性差 摩擦损失大 常用于不易加油 重载低速的场合 1 性能指标锥 针 入度 压送性 软硬程度 阻力大小 流动性强弱 用重量为150g的标准圆锥体 从锥入度计上释放 在5s内插入到温度为25 润滑脂试样的深度 以0 1mm为单位 称为针入度 滴点 固体 流体的温度转折点 表示耐热性 国家标准GB T4929是测量滴点的标准 即润滑脂在测定器中受热后 滴下第一滴时的温度 单位为 滴点越高 耐温性越好 通常选用润滑脂时 滴点应该比工作温度高20 30 水分 水的含量 润滑脂中游离水的含量过多时 会降低润滑脂的工作性和加大金属表面的腐蚀 但是润滑脂含有的结合水 可以作为较好的结构改善剂 如钙基脂 钙钠基脂 氧化安定性 抗空气氧化能力 氧化安定性差的润滑脂 易于和空气氧化生成各种有机酸 腐蚀金属表面或使润滑脂变质 蒸发量GB T7325规定了测定蒸发损失的方法 通过蒸发量可以评定润滑脂在高温下基础油的挥发损失情况 例 硅钢片厂的连续退火炉内气氛保持要求很高 如果炉底锟轴承用润滑脂发出的气体进入炉内 会破坏炉内气氛 直接影响到高磁感硅钢片的生产质量 它对润滑脂蒸发量有极为严格的要求 即在105度下保持8h 润滑脂的蒸发损失不得大于1 抗水性金属压力加工的设备必须与冷却水接触 水不可避免地要进入轴承 特别是热轧轧制线上的设备 进水量是相当大的 因此 要求润滑脂必须具有良好的抗水性能 胶体稳定性润滑脂中大部分成分是润滑油 润滑油从脂中析出的倾向即是胶体稳定性 含皂量润滑脂的皂分对其性能起着决定性的因素 其他性能抗磨性 机械稳定性 氧化安定性 防护性 灰分 水分 机械杂质 2 添加剂洁净分散剂抗氧化添加剂增稠剂油性添加剂极压添加剂防锈添加剂抗泡剂 3 常用润滑脂钙基脂 抗水 适于轻中载荷 轻型设备手动给脂 钙基脂在国际上属趋于淘汰产品 但在我国用量还很大 因钙基脂主要是置于压缩杯内使用 因而也称其为 杯脂 使用温度范围为 10 60 转速在3000r min以下的滚动轴承一般都可使用 钠基脂 高温耐震 但不抗水 锂基脂 压送性 耐水性 滴点较高 多用途 最好 钢铁设备 铝基脂 恢复性好 高度耐水性 航运机械 钙基脂 亮黄色锂基脂 亮棕色钠基脂 有纤维状 极压复合锂基润滑脂 三 固体润滑剂常见的固体润滑剂有 MoS2 二硫化钼 PTFE 聚四氟乙烯 石墨 白石墨 氮化硼 等 用于耐高温 高压 低速 重载 温度很高或很低的特殊条件 不允许有油 脂污染的场合 还可做油 脂的添加剂 四 气体润滑剂采用空气 氮气 氦气等某些惰性气体作为润滑剂 摩擦系数低于0 001 几乎等于零 适用于精密设备与高速轴承的润滑 静压气体轴承 五 润滑材料的选用 1 润滑材料种类的选择 1 在各种润滑材料中 由于润滑油内摩擦较小 形成油膜均匀 兼有冷却和冲洗作用 清洗 换油和补充加油都比较方便 所以除了部分滚动轴承 由于机器的结构特点和特殊工作条件要求必须采用润滑脂外 一般多采用润滑油 2 对长期工作而又不易经常换油 加油的部位或不易密封的部位 应尽可能优先选用润滑脂 摩擦面处于垂直或非水平方向要选用高黏度润滑油或润滑脂 摩擦表面粗糙 特别是冶金和矿山的开式齿轮传动应先选用润滑脂 3 对不适于采用润滑脂的地方 如负荷过重或有剧烈的冲击 振动 工作温度范围较宽或极高 极低 相对运动速度低而又需要减少爬行现象 真空或有强烈辐射等这些极端 苛刻的条件下 最适合采用固体润滑材料 近年来的经验证明 在许多设备上都可以采用固体润滑材料来代替润滑油而取得更好的润滑效果 2 润滑材料一般选用原则 负荷大小 运动速度 运动状态 工作温度 摩擦部件的间隙 加工精度和润滑装置的特点 环境条件 3 润滑油的代用原则 1 代用油的黏度应与原用油的黏度相等或稍高 2 代用油的性能应与原用油的性能相近 3 高温代用油要求有足够高的闪点 良好的氧化安定性与油性 低温代用油应有足够低的凝点 宽温度范围代用油应有良好的黏温性能 含有动植物油的复合油不允许用在循环系统或有显著氧化倾向的地方 对极压润滑油的摩擦副 代用油应具有相同或更高的极压性能 三 润滑系统 一 润滑方式概述 1 润滑方式和润滑装置的基本要求能够按规定要求 油量准确地向润滑点供油 节约 合理用油 使油料受污染程度达到最小 结构简单 尽可能系列化 标准化 便于使用和维修 价格低廉 工作可靠稳定 对重要场合应有报警及工况检测装置 2 润滑方式和装置分类根据配置的位置分为 分散润滑和集中润滑 根据作用的实现分为 间歇润滑和连续润滑根据供油的方式分为 无压润滑和压力润滑 根据油的循环性质分为 不循环润滑 循环润滑和混合式三种 根据润滑剂分类分为 二 常用润滑方式和装置 1 选择依据 润滑方式及装置地选择主要应根据 机器零部件的用途和特点工作规范和条件摩擦副尺寸对于润滑剂及供油需求量的要求 具体来说 低速 轻载 工作时间短或不连续运转等需油量较少的机械 一般采用手工定期加油 加脂 滴油或油绳 油垫润滑 尽可能选用各种标准油嘴 油杯 油枪等 中速 中载 较重要的机械 要求连续供油并起一定冷却作用 常用油浴 油环 飞溅润滑或压力供油润滑 高速 轻载机械零部件 如齿轮 轴承等 发热量较大 采用喷雾润滑效果较好 高速 重载 供油量大的重要零部件 应采用压力供油循环润滑 当有大量润滑点和自动化程度较高的重要机械设备或车间 工厂建立自动化润滑系统 可使用集中润滑装置 2 常用润滑方式有 1 人工加油 脂 润滑 2 滴油油杯润滑 3 油绳 油垫润滑 4 油环 油链润滑 5 浸油及飞溅润滑 6 油雾润滑 7 压力供油润滑 1 人工加油 脂 润滑油环 油杯可以储存一定的油 脂 量 防止污物进入 供油时间较短 可靠性不高 一般只适用于低速 轻载的简易机械 旋转式油杯主要供给润滑脂 拧动旋盖可挤出润滑脂压注油杯润滑脂注油 需要专用油枪加脂 2 滴油油杯润滑 手动滴油油杯机器启动前用手按下手柄 使活塞杆向下运动将油压出 预先供给摩擦副几滴油作润滑用 弹簧用以使活塞杆回升 主要用于间歇工作机器的轴承 多为滑动轴承 上 针阀式注油油杯利用手柄竖直或放平来操纵针阀的开闭 用调节螺母控制针阀提升高度 从而调节油孔开口大小和滴油量 常用于要求供油可靠的机器中 针阀式油杯 旋式油杯 开盖油杯 3 油绳 油垫润滑将油绳 毡垫 或泡沫塑料等浸在油中 利用毛细管的虹吸作用进行供油 油绳的优点 过滤作用 使油保持清洁 供油连续均匀 缺点是 油量不易调节 常用于低 中速和轻载机械上 4 油环 油链润滑依靠套在轴上的环或链把油从油池中带到轴上 再流向润滑部位 如这种方法简单可靠 油环润滑适合于转速为50 3000r min的水平轴 转速过高 环将在轴上激烈跳动 转速过低 则会带油量不足 甚至环将无法随轴转动 油链与轴 油的接触面积较大 低速时能随轴转动和带起较多的油 因此油链润滑最适合低速机械 5 浸油及飞溅润滑将需要润滑的零部件 齿轮 滚动轴承等 一部分浸在油池中 转动时可将油带到润滑部位 利用高速旋转的零件或依靠附加的零件将油池中的油飞溅或形成飞沫向需要润滑的部位供油 6 油雾润滑利用压缩空气把润滑油从喷嘴喷出 润滑油雾化后随空气弥散到需润滑的表面 由于压缩空气和油雾一起被送到润滑部位 因此有较好的冷却和清洗效果 缺点 排出的油雾会造成污染 主要用于高速轴承的闭式齿轮传动中 如图 压缩空气以一定的速度通过喷管 在喷管的喉头处形成负压区 依靠空气压差从吸管中吸油 7 压力供油润滑用油泵将油压送到润滑部位 供油量充分可靠且易于控制 可带走摩擦热 起冷却作用 因此润滑效果好 广泛应用与大型 重型 高速 精密 自动化的各种机械设备中 图示为简单的压力供油装置 利用传动轴上的偏心轮 在轴转动时推动柱塞泵吸油压油 使润滑油经单向阀通过油管送到各润滑点 油的流量可由活塞行程调节 8 定时定量 集中自动供油润滑系统新颖的润滑技术 能按规定的周期 规定的油量 自动地对设备各个润滑点进行供油 优点 各点的供油量不变 润滑周期的长短及供油量可调节 减少油损耗 润滑油不回收循环使用 摩擦面始终得到清洁的润滑油 提高了润滑质量 可自动监控和报警 润滑可靠 缺点 系统较为复杂 多用于自动 精密大型机床 冶金 矿山 纺织 印刷等设备 组成 由润滑液压站 定量阀和控制保护等三个基本部分组成 按定量阀的给油方式分 并列和顺序给油系统 常用润滑方式总结 1 手工定期润滑 低速 轻载或不连续运转 油嘴 油杯和油枪 2 油浴 油环和溅油润滑 中速 中载的重要机械 用油量少 连续供油 并冷却 转动件的圆周速度为1m s v 10 15m s 减速箱的润滑 油雾润滑装置 3 油雾润滑 高速 轻载的齿轮和轴承 齿轮 圆周速度为v 5 15m s 轴承 dn 600000mm r min d为轴承内径 n为工作转速 油雾润滑装置的组成 喷管 吸管和油量调节器 齿轮减速器的压力供油系统简图 4 压力供油润滑 高速 重载 供油量要求大的重要部件 压力供油装置的组成 油泵 油箱 过滤器 冷却器 压力调节阀和油量调节阀等 机床主轴箱 内燃机锻压设备等 A 油泵 B 复式过滤器 C 冷却器 E 压力表 G 调压阀 T 油槽 三 典型零部件润滑方式