润滑与密封PPT课件

石羊集团油脂产业 润滑与密封二0一六年三月 润滑与密封 一 润滑概念 分类与作用二 润滑剂分类三 润滑剂的主要性能指标四 润滑剂的选择依据五 常见机构的润滑六 密封材料七 密封装置与应用 1 概念 润滑是在相互接触 相对运动的两固体摩擦表面间 引入润滑剂 流体或固体等物质 将摩擦表面分开的方法 一 润滑概念 分类与作用 润滑剂能够牢固地吸附在机器零件的摩擦面上 形成一定厚度的润滑膜 它与摩擦表面的结合力很强 但其本身分子间的摩擦系数很小 当摩擦副被润滑膜隔开时 它们在作相对运动时就不会直接接触 使两摩擦副之间的摩擦转变成润滑剂的本身间摩擦 磨擦系数大大减少 达到减小摩擦 磨损的目的 2 分类 根据润滑膜在摩擦副表面的润滑状态分 干摩擦 流体润滑和边界润滑 根据摩擦表面间形成压力膜的条件分 a 液体 或气体 动力润滑 借摩擦副和流体膜相对运动而形成压力膜承受载荷 b 液体 或气体 静压润滑 靠外部提供一定压力的流体 形成压力流体膜承受载荷 使两个相对运动物体摩擦表面隔开 根据润滑剂的物质形态分 a 气体润滑如空气 氮气 氦气和某些情性气体润滑 b 液体润滑如矿物油 动植物油 合成油 水等润滑剂润滑 c 固体润渭如用石墨 二硫化铝等作为润滑剂 d 半流体润滑 采用动植物脂 矿物脂 合成脂等作为润滑剂 一 润滑概念 分类与作用 3 作用 控制摩擦 减少磨损 降低温度 防止锈蚀 冲洗 密封作用 传递动力 减少振动 一 润滑概念 分类与作用 1 矿物油 2 合成油 合成脂 3 水基润滑油 4 润滑脂 5 固体润滑剂 6 气体润滑剂 二 润滑剂分类 1 矿物油 由石油提炼而成 主要成分是碳氢化合物并含有各种不同的添加剂 根据碳氢化合物分子结构不同可分为烷烃 环烷烃 芳香烃和不饱和烃等 矿物润滑油分为馏分润滑油 残渣润滑油 调合润滑油三大类 1 馏分润滑油 粘度小 质量轻 通常含沥青和胶质较少 如高速机械油 汽轮机油 变压器油 仪表油 冷冻机油等 2 残馏润滑油 粘度大 质量较重 如航空机油 轧钢机油 汽缸油 齿轮油等 3 调合润滑油是由馏分润滑油与残渣润滑油调合而成的混合油 如汽油机油 柴油机油 压缩机油 工业齿轮油等 二 润滑剂分类 二 润滑剂分类 2 合成油 合成脂 拥有机合成的方法制得的具有一定特点结构与性能的润滑油 合成油比天然润滑油具有更为优良的性能 在天然润滑油不能满足现有工况条件时 一般都可改用合成油 如硅油 氟化酯 硅酸酯 聚苯醚 氟氯碳化合物 双醋 磷酸酯等 二 润滑剂分类 3 水基润滑油 两种互不相溶的液体经过处理 使液体的一方以微细粒子 直径约0 2 50微米 分散悬浮在另一方液体中 称为乳化油 或乳化液 如油包水或水包油乳化油 水一乙二醇液压油等 它们的主要作用是抗燃 冷却 节油等 4 润滑脂 将稠化剂均匀地分散在润滑油中 得到一种粘稠半流体散状物质 这种物质就称润滑脂 它是由稠化剂 润滑油和添加剂三大部分组成 通常稠化剂占10 20 润滑油占75 90 其余为添加剂 二 润滑剂分类 5 固体润滑剂 在相对运动的承载表面间为减少摩擦和磨损 所用的粉末状或薄膜状的固体物质 它主要用于不能或不方便使用油脂的摩擦部位 常用的固体润滑材料有 石墨 二硫化钼 滑石粉 聚四氟乙烯 尼龙 二硫化钨 氟化石墨 氧化铅等 6 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 它主要优点是摩擦系数低于0 001 几乎等于零 适用于精密设备与高速轴承的润滑 二 润滑剂分类 三 润滑剂的主要性能指标 1 粘度 2 闪点与燃点 3 针入度 4 滴点 1 粘度 粘度表示润滑油的粘稠程度 它是指油分子间发生相对位移时所产生的内摩擦阻力 这种阻力的大小用粘度表示 粘度分绝对粘度和相对粘度两种 绝对粘度又分动力粘度和运动粘度 我们常用的是运动粘度 由于润滑油的粘度随温度变化而异 所以在表示时必须注明是在什么温度下测定的粘度 常用的测试温度为40 在此温度测得粘度大小 作为润滑油的牌号 三 润滑剂的主要性能指标 2 闪点与燃点 润滑油在一定条件下加热 蒸发出来的油蒸气与空气混合达到一定浓度时与火焰接触 产生短时闪烁的最低温度称闪点 如果使闪点时间延长达5秒钟以上 此时温度称燃点 闪点是润滑油贮运及使用上的安全指标 一般最高工作温度应低于闪点20 30 闪点测定方法有两种 开口与闭口法 开口法结果一般比闭口法高20 30 三 润滑剂的主要性能指标 3 针入度表示润滑脂软硬的程度 是划分润滑脂牌号的一个重要依据 测试方法 在25 的温度下将重量为150克的标准圆锥体 在5秒钟内沉入脂内深度 单位为1 10毫米 即称为该润滑脂的针入度 陷入越深 说明脂越软 稠度越小 反之 针入度越小 则润滑脂越硬 稠度越大 润滑脂的针入度是随温度的增高而增大 选用时要根据温度 速度 负载与工作条件而定 三 润滑剂的主要性能指标 4 滴点表示润滑脂的抗热特性 将润滑脂的试样 装入滴点计中 按规定条件加热 以润滑脂溶化后第一滴油滴落下来时的温度作为润滑脂的滴点 润滑脂的滴点决定了它的工作温度 应用时应选择比工作温度高20 30 滴点的润滑脂 三 润滑剂的主要性能指标 润滑油与润滑脂的品种牌号很多 要合理选择必须要考虑很多因素 如摩擦副的类型 规格 工况条件 环境及润滑方式与条件等 不同情况有不同选择方法 下面只能在通用性条件下将主要的几个因素作为选择依据 1 运动速度 2 工作负荷 3 工作温度 4 其他 四 润滑剂的选择依据 四 润滑剂的选择依据 1 运动速度 两个摩擦表面相对运动速度愈高 则润滑油的粘度应选择得小一些 润滑脂的针入度选择大一些 若采用高粘度和小针入度的油 脂 将增加运动的阻力 产生大量热量 使摩擦副发热 2 工作负荷工作负荷愈大 则润滑油的粘度应选大一些 润滑脂的针人度应选小些 各种油 脂都有一定承载能力 一般来讲粘度大的油 其摩擦副的油膜不容易破坏 在边界润滑条件干粘度不是起主要作用 而是油性起作用 在此情况下应考虑油 脂的极压性 四 润滑剂的选择依据 3 工作温度工作的环境温度 摩擦副负载 速度 材料 润滑材料 结构等各种因素都集中影响工作温度 当工作温度较高时应采用粘度较大的润滑油 针入度较小的润滑脂 因为油的粘度是随温度升高而降低 同样脂的针入度也变大 工作温度的划分也没严格的标准 是凭经验来划分的 小于 35 为更低温度 34 16 为低温 15 69 为正常温度 70 99 为中等温度 100 120 为高温 大于120 为更高温 四 润滑剂的选择依据 4 其他工作条件与周围环境 润滑方式等也必须加以考虑 如遇水接触的润滑条件 应选用不容易被水乳化的润滑油与润滑指 或用水基润滑液 润滑方式是集中润滑 即要选用泵送性好的润滑脂 精密摩擦副应选用粘度较小 针入度较大的润滑脂等等 都应根据实际情况而定 以上考虑的几个依据 在应用时要根据实际情况加以综合分析 不能机械搬用 在发生矛盾时 应首先满足主要机构的需要 着重考虑速度 负荷 温度等因素 再确定粘度与针入度的大小 五 常见机构的润滑 1 齿轮传动的润滑 2 蜗杆传动的润滑 3 链传动的润滑 4 滑动轴承的润滑 五 常见机构的润滑 1 齿轮传动的润滑 1 润滑方式对于闭式齿轮传动 一般根据齿轮圆周速度大小确定润滑方式 分为浸油润滑和喷油润滑如下图所示 当齿轮的圆周速度 12m s时 通常将大齿轮浸入油池中进行润滑如图 a 所示 浸入油中深度约为一个齿高 但不应小于10mm 浸入过深会增大齿轮运动阻力并使油温升高 五 常见机构的润滑 在多级齿轮传动中 可采用带油轮将油带到未浸入油池内的齿轮齿面上 并且丢到齿轮箱壁上的油 能散热使油温下降 当齿轮圆周速度 12m s时 由于圆周速度大 齿轮搅油剧烈 且离心力大 会使粘附在齿面上的油被丢掉 不宜采用浸油润滑 可采用喷油润滑如图 b 所示 即用油泵将具有一定压力的油经喷油嘴喷到啮合齿面上 对于开式齿轮传动的润滑 由于速度较低 通常采用人工定期加油润滑 五 常见机构的润滑 2 润滑剂的选择齿轮传动用的润滑油 首先根据齿轮材料和圆周速度查下表确定运动粘度值 再根据运动粘度值确定润滑油的牌号 注 1 多级齿轮传动按各级所选润滑油粘度平均值来确定 2 对于 b 800N mm2的镍铬钢制齿轮 不渗碳的 润滑油粘度取高一档的数值 五 常见机构的润滑 2 蜗杆传动的润滑蜗杆传动的润滑不仅能避免轮齿的胶合 减少磨损 而且能有效地提高传动效率 闭式蜗杆传动的润滑粘度和给油方式 一般根据相对滑动速度 载荷类型等参考表8 3选择 压力喷油润滑还是改善蜗杆传动散热条件的方法之一 保证蜗杆传动的工作温度不超过许可温度 为提高蜗杆传动抗粘合性能 以选用粘度较高的润滑油 对于青铜蜗轮 不允许采用抗胶合能力强的活性润滑油 以免腐蚀青铜齿面 五 常见机构的润滑 下表蜗杆传动的润滑油粘度及给油方式 五 常见机构的润滑 3 链传动的润滑为了减少链条铰链的磨损 延长使用寿命 链传动应保持良好的润滑 链传动常用润滑方式有 用油刷或油壶人工定期润滑如图 a 用油杯滴油润滑如图 b 将油滴入松边链条元件各摩擦面之间 链条浸入油池中油浴润滑如图 c 用丢油轮将油丢起来进行飞溅润滑如图 d 经油泵加压 润滑油通过油管喷在链条上进行压力润滑如图 e 循环的润滑油还可以起冷却作用 润滑油可采用N32 N46 N68机械油 五 常见机构的润滑 五 常见机构的润滑 4 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 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图 a 旋套式注油油杯图 b 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 如图 c 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 五 常见机构的润滑 连续式油润滑 针阀式注油杯润滑 如图 a 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 如图 b 利用纱线的毛细管作用把油引到轴承中 油环带油润滑 如图 c 所示油环浸到油池中 当轴转动时 油环旋转把油带入轴承 五 常见机构的润滑 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 五 常见机构的润滑 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L AN15 L AN22 L AN32号全损耗系统油 5 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 六 密封材料 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 一 密封种类 密封分两大类 静密封和动密封 静密封指相对静止的结合面间的密封 动密封指相对运动的结合面间的密封 动密封按其形式与结构又分接触式密封和非接触式密封 接触式密封 两密封结合面间相互接触 并作相对运动 或填料与结合面间作相对运动 六 密封材料 非接触式密封两密封结合面间有一定间隙 并作相对运动 下图列出各种密封的类别 六 密封材料 常用密封材料有四大类 1 纤维2 高分子材料3 无机材料4 金属 六 密封材料 1 纤维这类材料具有低的弹性模量 在较低的密封力作用下 即能获得一定的弹性变形 对泄漏间隙产生较强的密封作用 这类材料适用于制成各种形式的填片 软填料 成型填料等 如与金属配制将会大大提高其抗压抗磨能力 植物纤维 软木 麻 纸 棉 动物纤维 毛 皮革 毡 矿物纤维 石棉 人造纤维 有机合成纤维 玻璃纤维 石墨纤维 碳石墨纤维 陶瓷纤维 六 密封材料 2 高分子材料高分子材料是以橡胶与树脂为主要材料 它具有较高弹性 其耐磨性能一般高于纤维材料 变形量大 能耐较高压力 但其耐温性能较低 使用寿命不长 适用于制成各种形式的成型垫料 油封 填片及全密封件 按化学组成分为 树脂型 热塑性树脂 热固性树脂 橡胶 天然橡胶 合成橡胶 塑料 尼龙 氟塑料 聚苯等合成制品 复合型 高分子与高分子组合 高分子与非高分子组合 六 密封材料 3 无机材料无机材料的最大优点是耐高温 耐磨 如石墨制品 它除了耐高温外 还有良好的自润滑性能 既能起到良好的密封作用 又不容易损坏摩擦副 它的缺点是价格较贵 陶瓷的特点是较硬 耐高温 其缺点是较脆 它主要用于机械密封 硬填料 泵等功力设备上 无机密封材料有 碳石墨 天然石墨 碳石墨纤维 电化石墨 工程陶瓷 氧化物瓷 氯化物瓷 硼化物瓷 六 密封材料 4 金属金属作为密封材料的最大优点是耐高温 强度高 这是其他材料所不能及的 硬度可根据需要任意选择 高真空密封可选用贵重金属 但它最大缺点是弹性差 振动较大部位的密封可靠性就差 这类密封材料主要用于机械密封 填片 活塞环 高温 低温 高真空动力的设备和化工容器上 金属密封材料有 有色金属 铜 铝 铅 锌 锡及其合金等 黑色金属 碳钢 铸铁 不锈钢 合金等 硬质合金 钨钴类硬质合金 钨钴钛类硬质合金等 贵重金属 金 银 铟 钽等 七 密封装置与应用 在机械结构中应用最广泛密封型式有 法兰连接 压紧式填料密封 O形密封圈 唇形密封圈 油封 毛毡密封 涨圈密封等等 这些密封形式的工作原理 使用范围 密封效果及品种 规格 型号等 均可查看在关的机械零件手册 下面将介绍几种较复杂的密封装置 1 毛毡密封 毛毡密封如图 a 所示所示 在轴承端盖上的梯形断面槽内装人毛毡圈 使其与轴在接触处径向压紧达到密封 密封处轴颈的速度 4 5m s 七 密封装置与应