油雾润滑和油气润滑.doc

油雾润滑和油气润滑唐智敏（上海澳瑞特润滑设备有限公司上海200434）摘要：油雾润滑和油气润滑都属于气液两相流体冷却润滑技术，都是微量润滑。虽然油雾润滑具有良好的润滑效果，但有许多缺点，与油气润滑相比就相形见绌。油气润滑克服了油雾润滑的所有缺点，因此发展非常快，并在众多场合取代了油雾润滑，是迄今为止最先进的极微量润滑技术。关键词： 油雾润滑 油气润滑 比较一、概述油雾润滑属于气液两相流体冷却润滑技术，它作为一种较先进的微量的润滑方式，曾经成功地应用于滚动轴承、滑动轴承、齿轮、蜗轮、链轮等各种摩擦副。在冶金机械中，如带钢轧机的支承辊轴承，四辊冷轧机的工作辊和支承辊轴承以及高速线材轧机的滚动导卫等也有采用油雾润滑的。油气润滑也是属于气液两相流体冷却润滑技术，是一种更为先进的极微量的润滑方式，在我国已得到了广泛的应用，尤其是近5年，其发展势头锐不可挡。油气润滑是润滑技术的一次革命。而真正意义上的油气润滑的出现是在上世纪70年代。由于油气润滑克服了油雾润滑的所有缺点，因此发展非常快，并在众多场合取代了油雾润滑，是迄今为止最先进的极微量润滑技术。二、油雾润滑早在20 世纪30 年代，油雾润滑就已在欧洲出现，到了50年代才传到了美国。在油雾润滑中，油雾是怎样形成的呢？通常是如下这样的：压缩空气通过进气口进入阀体后，沿喷嘴的进气孔进入喷嘴内腔，并从文氏管喷出进入雾化室，这时，真空室内产生负压，并使润滑油经滤油器和喷油管进入真空室，然后滴入文氏管中，油滴被气流喷碎成不均匀的油粒，再从喷雾的排雾孔进入贮油器的上部，大的油粒在重力作用下落回到贮油器下部的油中，只有小于3m 的微粒留在气体中形成油雾，随压缩空气经管道输送到润滑点。为了将润滑油输送到摩擦点，首先要在一个润滑油雾化装置中将润滑油雾化得非常细小。雾化后的润滑油微粒的表面张力大于润滑油微粒的吸引力。结果，使得精细地雾化的润滑油处在一种接近于气态的状态。雾化的润滑油能够在这种状态下由雾化装置经过分配器输送到各个摩擦点去。但由于油雾在进入润滑点后不能产生润滑所需的油膜，因此要根据不同的工况，在润滑点安装相应的凝缩嘴，使得油雾通过凝缩嘴后形成滴状的油粒。油雾润滑装置不可能将雾化的润滑油完全恢复成滴状的油粒，早期的油雾润滑装置，只有6075的油滴到达润滑点，剩余的润滑油则以雾状进入大气中，后来经过改进后，润滑油的利用率可达90，但仍有少量的润滑油以雾状进入大气中，使环境受到污染。此外，油雾只能以较小的速度输送，因为油雾只有在层流状况下才能保持稳定。如果是紊流状态，润滑油的微粒就会因相互碰撞而聚集在一起，结合成较大的润滑油油滴，以致重又恢复到液体状态。在这种液体状态下润滑油就会流回到容器中去。由于油雾的压力很低，为了克服油雾流动时的阻力，所以必须采用截面积相对较大的管道。这一点也是众所周知的，就是润滑介质是在紊流的空气流中输送给润滑点的。然而，采用这种方法时，在将滴状的、通过空气流带入的润滑介质分配到各个润滑点的过程中就会出现问题。在分叉点，重力会起作用，使得较大部分的润滑油油滴沉积到分配器最下面的底部。这样一来，润滑油的分布就与位置有关了。曾经有人做过这样的试验，将带有运动部件的分配器投入使用。但是这些试验没有得出实际的结果。后来又有人提出这样的建议，就是在分配器中产生特殊的空气涡流。但是因为润滑介质的粘度在一个相当大的范围内波动，所以这一建议最终也是一无所成。考虑到润滑油由于它们的粘度各不相同而无法对它们进行流体力学的计算，而且空气量和润滑油量之比也是根据需要各不相同的，以致安装位置起着相当重要的作用。结果，在采用由紊流的空气流带入的油气混合物进行润滑的情况下，通常都要针对每一个摩擦点根据空气流量的大小专门配给润滑油量。在油雾润滑管道中，油已成雾状并和压缩空气融合在一起，油和气在管道中的输送速度是一样的，因此，从润滑部位排出的空气中含有油的微小颗粒，会对环境造成污染并严重危害人体健康。虽然油雾润滑具有良好的润滑效果、耗油量较小、有较好的散热作用，能提高滚动轴承的极限转速，但与油气润滑相比就相形见绌。油雾必须用大口径的管道输送，一般为2 1/2”，而且输送距离通常为30米，最大也不能超过80米；油雾量的调节也很困难，而且油的粘度变化对油的雾化能力影响较大，因此必须严格控制油温。在油雾润滑排出的气体中，含有部分悬浮的微小油粒，对人体的健康有害，因此对于大量采用油雾润滑的场所，还必须增设通风设施。三、油气润滑油气润滑，在学术界被称为“气液两相流体冷却润滑技术”。在给油气润滑下定义以前，让我们先来了解一下油气润滑的工作原理。根据整个被润滑设备的需油量和事先设定的工作程序接通油泵，该油泵可以是气动泵，也可以是齿轮泵。润滑油经递进式分配器精确计量和分配后被输送到与压缩空气网络相连接的油气混合块中，并在油气混合块中与压缩空气混合形成油气流进入油气管道，压缩空气经过压缩空气处理装置进行处理。在油气管道中，由于压缩空气的作用，使润滑油沿着管道内壁波浪形地向前移动，并逐渐形成一层薄薄的连续油膜。经油气混合块混合而形成的油气流通过油气分配器的分配，最后以一股极其精细的连续油滴流喷射到润滑点。油气分配器可实现油气流的多级分配。由于进入了轴承内部的压缩空气的作用，既使润滑部位得到了冷却，又由于润滑部位保持着一定的正压，使外界的脏物和水不能侵入，起到了良好的密封作用。至此，可以试着给油气润滑下一个定义：润滑剂在压缩空气的作用下沿着管壁波浪形地向前移动，并以与压缩空气分离的连续精细油滴流喷射到润滑点。在油气润滑管道中，压缩空气是润滑油的输送载体。连续流动的压缩空气在管道中间以每秒5080 米的速度向前高速流动，在某些特殊场合，油气的喷射速度可高达150-200m/s。在压缩空气的作用下，润滑油以油膜形式粘附在管壁四周，并以每秒25 厘米的速度缓慢向前移动，在行将到达管道出口时, 油膜变得越来越薄，且连成一片，最后以极其精细的连续油滴流喷射到润滑点。25 厘米这个数字也不是绝对的，因为在实践中我发现油的速度受诸多因素的影响，比如空气速度和润滑油的粘度。但是它至少说明了一个问题，那就是与空气速度相比，润滑油在油气管道中移动的速度非常缓慢。由于油和气的速度大相径庭，所以，油和气不是融合在一起的，从油气管道出来的油气是分离的，这也是为什么油气润滑不会污染环境的原因。当油气混合物进入油气管道时，由于压缩空气的作用，起初，润滑油是以较大的颗粒粘附在管道内壁四周, 当压缩空气快速向前运动时，油滴也随之向前移动，并逐渐被压缩空气吹散、变小和变得越来越扁平。在行将到达管道末端时，原先是间断地粘附在管壁四周的油滴已连成一片，形成了连续油膜, 被压缩空气以精细的油滴喷入润滑点。由于连续油膜的形成要有一个过程，因此油气管道的长度不能小于0.5米。四、油雾润滑和油气润滑的比较序号比较项目油气润滑油雾润滑1适用场合适用于高温、重载、高速或极低速以及轴承座有水和脏物侵入的场合。对在重载和高速的场合，润滑效果欠佳。2公称压力空气压力0.16MPa3空气压力0.30.7MPa0.250.5MPa4功率0.2KW2.5KW5油速和气速的关系油速25cm/s 气速：5080m/s油速气速，油雾：36m/s6耗气量1.5Nm3/h/point耗气量油雾量，663 m3/h7耗油量（以外径500，宽度350的四列圆锥滚子轴承为例）Q0.00005DB ml/hQ0.000055003508.75ml/hQ0.0005DB ml/hQ0.000550035087.5ml/h8适用介质任何粘度的机械油以及半流动干油（可以使用含有固体成分的添加剂）粘度1000cSt 的机械油（不能使用含有固体成分的添加剂，如石墨、铝粉和二硫化钼）9主管道外径10，14，18G2 1/2”（82）10输送距离100m（理论上无限制）最佳30m11润滑油利用率100被利用只有510的可见油流变成油雾输出12润滑油的加热不需要为了使润滑油易雾化，尤其是高粘度的油，需要对润滑油加热。13空气加热不需要对空气加热能降低润滑油的粘度，使油更易雾化。提高气温虽然能增加油雾中润滑油的含量，但因为在各个具体的油雾润滑系统中，所采用的油品的粘度、油加热的温度、空气预热温度、空气的流量和压力等参数都已经确定了，如这时要改变预热空气的温度，必将引起其它参数的变化，需要重新调节。空气加热器在冬季或环境温度较低时，以及输送管道较长的情况下使用，可以防止油雾发生凝聚。14油的雾化和凝缩嘴不需要润滑油必须通过油雾发生器被压缩空气雾化。但是从油雾发生器送往摩擦副的干燥油雾还不能产生润滑所需要的油膜，必须根据不同的工作条件，在润滑点安装相应的凝缩嘴。凝缩嘴的作用是当油雾通过凝缩嘴的细长小孔时，一方面由于油雾的密度突然增大，使油雾趋于饱和状态；另一方面高速通过的油雾与孔壁发生强烈的摩擦，破坏了油雾粒子的表面张力，油雾结合成较大的油粒被喷到摩擦表面，形成湿润的油膜。15润滑油的分配通过 Jetsplit 油气分配器能把经递进式分配器精确计量和分配的润滑油经过与压缩空气混合后形成的油气流进行准确的按需分配没有油雾分配器，仅仅是从主管道上引出了支管道至润滑点，因此无法实现对润滑油的准确的按需分配。16监控手段能对压缩空气压力，供油系统（气动泵和递进式分配器）、油位，必要时可对油气流进行监视。能对压缩空气压力、油雾压力、空气预热温度、油温和油位进行监视。17密封性能在轴承座内可形成0.02 0.03MPa的过压，阻止外界的水、脏物等侵入轴承座，密封性能良好。由于油雾的压力低，因此在轴承座内形成的过压极其微弱，密封性能一般。18冷却性能极其微量的润滑不会产生多余的热量，压缩空气能使轴承更好地散热，有利于轴承的冷却。耗油量是油气润滑的10倍，过量的润滑会产生多余的热量，不利于轴承的冷却。19系统配管管道可任意布置（1） 为了保证管道的畅通和供给稳定的油雾量，主管道应向着油雾润滑装置方向倾斜。倾斜度越大越好，直至垂直。这是因为油雾微粒在管道内随气流运动时相互撞击或撞到管壁上，形成大的油滴，由于油滴重量大不能保持悬浮状态而聚集在管内底部。因此，管道倾斜可将聚集的油返流回油箱。主管道倾斜的坡度应5；（2） 支管道应从主管道的上方或水平方向引出，不能从下方引出；（3） 支管道的倾斜方向可向主管道，也可向润滑点，支管道倾斜的坡度应5；（4） 所有管道都