第五讲机械零部件的润滑与密封

1、机械零部件的润滑与密封机械零部件的润滑与密封一、润滑一、润滑 向承载的两个摩擦表面引入润滑剂，是减少摩擦向承载的两个摩擦表面引入润滑剂，是减少摩擦力及磨损等表面破坏的有效措施之一。力及磨损等表面破坏的有效措施之一。 润滑时，应首先根据工况等条件，正确选择润滑剂和润润滑时，应首先根据工况等条件，正确选择润滑剂和润滑方式。滑方式。 1、降低摩擦功耗、节约能源；、降低摩擦功耗、节约能源； 2、减少或防止机器摩擦副零件的磨损；、减少或防止机器摩擦副零件的磨损； 3、降低温升、降低温升 4、防锈、防锈 5、缓冲、吸振、缓冲、吸振 6、清洗摩擦表面，密封和防尘、清洗摩擦表面，密封和防尘润滑剂的主要作用为：

2、润滑剂的主要作用为：1. 润滑油润滑油性能指标性能指标(1) 粘度粘度流体抵抗变形的能力称为粘度，以流体内摩擦阻力表示流体抵抗变形的能力称为粘度，以流体内摩擦阻力表示平行板间油的层流流动平行板间油的层流流动贴近静止板的油层速度贴近静止板的油层速度0u各油层以不同速度各油层以不同速度移动移动udydu贴近移动板的油层速度贴近移动板的油层速度vu dydu油层间剪应力油层间剪应力与速度梯度油层与速度梯度油层成正比成正比( 粘性流体粘性定律粘性流体粘性定律)比例常数，即动力粘度比例常数，即动力粘度OYX移动件移动件静止件静止件Fvuhy 设长宽高各为设长宽高各为 1m 的流体，若的流体，若上下两面发

3、生上下两面发生 1m/s 的相对滑动，的相对滑动，所需施加的力为所需施加的力为 1N 时，时， 则该流则该流体的粘度为体的粘度为 1 个国际单位制的动力个国际单位制的动力粘度记为粘度记为 Pa.s2/11msNsPasmStcSt/10101262动力粘度动力粘度与同温下该流体密度与同温下该流体密度的比值的比值( 用于流体动力学计算用于流体动力学计算 )(润滑油的粘度润滑油的粘度)单位换算单位换算sm /2国际单位制国际单位制scm /2物理单位物理单位称为称为 St (斯斯)smm /2常用单位常用单位cSt(厘斯厘斯)动力粘度动力粘度运动粘度运动粘度温度温度压力压力粘度粘度粘度粘度(2)

4、常用润滑油常用润滑油查得运动粘度查得运动粘度再用公式再用公式转换为动力粘度转换为动力粘度用于流体动力学计算用于流体动力学计算(3) 润滑油的选择润滑油的选择外载大外载大 难形成油膜难形成油膜 选粘度高的油选粘度高的油速度高速度高 摩擦大摩擦大 选粘度低的油选粘度低的油温度高温度高 油变稀油变稀 选粘度高的油选粘度高的油比压大比压大 油易挤出油易挤出 选粘度高的油选粘度高的油粘度温度曲线粘度温度曲线C C0 0c cS St t40 C时运动粘时运动粘度的平均值。度的平均值。表表14-2 常用润滑油的主要性质及用途常用润滑油的主要性质及用途名 称牌 号运动粘度/cSt (40c)全损耗系统用油（

5、GB44389） L-AN10 L-AN15 L-AN22 L-AN32 L-AN46 L-AN68 L-AN100 L-AN150 9.0011.00 13.516.5 19.824.2 28.835.2 41.450.6 61.274.8 90.0110 135165轴承油（SH001790） L-FC10 L-FC15 L-FC22 L-FC32 L-FC46 9.0011.00 13.516.5 19.824.2 28.835.2 41.450.6 润滑油牌号一般为润滑油牌号一般为2. 润滑脂润滑脂钙基钙基抗水性好、耐热性差、价廉抗水性好、耐热性差、价廉钠基钠基抗水性差、耐热性好、防腐

6、性较好抗水性差、耐热性好、防腐性较好锂基锂基抗水性和耐热性好抗水性和耐热性好铝基铝基抗水性好、有防锈作用、耐热性差抗水性好、有防锈作用、耐热性差主要指标主要指标针入性：表征润滑脂稀稠针入性：表征润滑脂稀稠润滑脂越稠润滑脂越稠滴点：润滑脂受热后开始滴落的温度，表征耐高温的能力滴点：润滑脂受热后开始滴落的温度，表征耐高温的能力润滑脂工作温度一般应低于滴点润滑脂工作温度一般应低于滴点20 30 C针入性针入性承载承载摩擦阻力摩擦阻力 润滑方法润滑方法 稀油润滑干油润滑固体润滑气体润滑：强制供气润滑分散润滑集中润滑间歇无压润滑：油壶、压配式压注油杯等间歇压力润滑：直通式、接头式、旋盖式压注油杯连续无压

7、润滑连续压力润滑：稀油润滑装置分散润滑集中润滑油绳、油垫润滑：A型弹簧盖油杯滴油润滑：针阀式注油杯油杯、油链、油轮润滑强制润滑：柱塞泵、叶片泵、齿轮泵喷射润滑：油泵、喷射阀油雾润滑：油雾发生器凝缩嘴油气润滑：油泵、分配器、喷嘴间歇无压润滑：人工涂润滑脂连续无压润滑：润滑脂填充在机壳中间歇压力润滑：旋盖式与压注式油杯间歇压力润滑：压注式油杯压力润滑：手动干油站连续压力润滑：电动干油站、风动干油站、多点干油站整体润滑：材料本身实现润滑，如石墨、尼龙、聚四氟乙烯、氮化硼等覆盖膜润滑：石墨、尼龙、聚四氟乙烯、氮化硼、二硫化钼等材料表面薄膜组合、复合材料润滑：石墨、尼龙、聚四氟乙烯、氮化硼等与其他形成复

8、合材料粉末润滑：将石墨、尼龙、聚四氟乙烯、氮化硼等粉末涂覆或飞扬撒在摩擦表面 常用润滑件常用润滑件 直通式压注油杯接头式压注油杯旋盖式压注油杯 常用润滑件常用润滑件 压配式压注油杯弹簧盖油杯 常用润滑件常用润滑件 针阀式油杯油环 润滑方式润滑方式 1、手工定期润滑、手工定期润滑 低速、轻载或不连续运转低速、轻载或不连续运转油嘴、油杯和油枪油嘴、油杯和油枪2、油浴、油环和溅油润滑、油浴、油环和溅油润滑 中速、中载的重要机械中速、中载的重要机械用油量少用油量少连续供油，并冷却连续供油，并冷却 转动件的圆周速度为转动件的圆周速度为1m/s v 1015m/s减速箱的润滑减速箱的润滑油雾润滑装置油雾润

9、滑装置3、油雾润滑、油雾润滑 高速、轻载的齿轮和轴承高速、轻载的齿轮和轴承齿轮：齿轮：圆周速度为圆周速度为 v 515m/s轴承：轴承：dn 600000mmr/min(d为为轴承内径，轴承内径，n为工作转速为工作转速)油雾润滑装置的组成：油雾润滑装置的组成：喷管、吸管和油量调节器喷管、吸管和油量调节器齿轮减速器的压力供油系统简图齿轮减速器的压力供油系统简图4、压力供油润滑、压力供油润滑 高速、重载、供油量要求大的重要部件高速、重载、供油量要求大的重要部件压力供油装置的组成：压力供油装置的组成： 油泵、油箱、油泵、油箱、过滤器、冷却过滤器、冷却 器、器、压力调节阀和油压力调节阀和油量调节阀等。

10、量调节阀等。机床主轴箱、内燃机锻压设备等机床主轴箱、内燃机锻压设备等A油泵油泵 B复式过滤器复式过滤器C冷却器冷却器E压力表压力表F流量控制阀流量控制阀G调压阀调压阀D单向阀单向阀T油槽油槽二、密封二、密封 阻止液体、气体工作介质或润滑剂泄漏，防止阻止液体、气体工作介质或润滑剂泄漏，防止 灰尘、水分进入润滑部位。灰尘、水分进入润滑部位。 使用时，应根据压力、速度、工作温度等工作条使用时，应根据压力、速度、工作温度等工作条 件，选择经济、合理的密封件，选择经济、合理的密封类型类型和和结构结构。 密封件大部分都有相应的标准和规格，应尽量选用密封件大部分都有相应的标准和规格，应尽量选用 标准件标准件

11、。 根据被密封表面是否有相对运动，密封分为静密封根据被密封表面是否有相对运动，密封分为静密封 和动密封。和动密封。 密封的选择密封的选择 所谓泄漏，就是流体通过密封面由一侧传递到另所谓泄漏，就是流体通过密封面由一侧传递到另一侧。被密封的介质往往以穿漏、渗透或扩散的形式一侧。被密封的介质往往以穿漏、渗透或扩散的形式通过密封件泄漏。通过密封件泄漏。 密封机理：密封机理：尽量减少设置密封部位；尽量减少设置密封部位；堵塞或隔离堵塞或隔离密封垫、密封胶、填料密封、机械密封等；密封垫、密封胶、填料密封、机械密封等；引出或注入引出或注入将泄漏的流体引回吸入室或注入密封室；将泄漏的流体引回吸入室或注入密封室；

12、增加泄漏通道中的阻力增加泄漏通道中的阻力迷宫密封、间隙密封等；迷宫密封、间隙密封等；在通道中增设做功元件在通道中增设做功元件离心密封、螺旋密封等；离心密封、螺旋密封等；组合密封组合密封密封机理密封机理 结合面平整、光结合面平整、光洁，在螺栓固紧压力洁，在螺栓固紧压力下贴紧而密封。下贴紧而密封。 一般，结合面的一般，结合面的间隙小于间隙小于5m,且需且需研磨加工。研磨加工。 1、静密封、静密封非金属O形环密封金属空心O形环密封填料密封密封胶密封垫片密封研合面密封自紧密封举例 中低压设备或管道中的垫片密封垫片泄漏形式 垫片种类非金属垫片：橡胶垫、石棉、石棉橡胶板、柔性石棉垫和聚四氟乙烯垫等；半金属

13、垫片/金属复合垫片：金属包垫、金属缠绕垫金属垫片：铜、铝、低碳钢、不锈钢、铬镍合金钢、钛等 高压设备的密封平垫密封结构(Al/Cu)d800mm、P32MPa、t1000mm、P30MPa、t350强制密封 高压设备的密封双锥环密封结构d:4002000mm、P：6.435MPa、t:0400伍德密封结构d30MPa、t350自紧式密封 高压设备的密封C形密封局部结构d1000mm、P32MPa、t350O形环密封结构（无缝金属管）d5001000mm、P280MPa、t350自紧式密封 高压设备的密封三角垫密封d10MPa、t350其他几种密封结构自紧式密封 2、动密封、动密封动密封接触式密

14、封非接触式密封填料密封毛毡密封软填料密封硬填料密封成型填料密封挤压型密封唇形密封浮动环密封油封密封胀圈密封油封密封机械密封迷宫密封离心密封螺旋密封气压密封喷射密封水力密封磁流体密封无轴封密封隔膜式密封屏蔽式密封磁力传动式密封 分类分类举例举例软填料密封软填料密封A：软填料渗漏：软填料渗漏 B:箱壁侧泄漏箱壁侧泄漏 C:轴侧泄漏轴侧泄漏软填料密封的压力分布软填料密封的压力分布常用软填料常用软填料举例举例软填料密封软填料密封新型软填料密封结构新型软填料密封结构举例举例硬填料密封硬填料密封活活塞塞环环活塞环切口形式活塞环切口形式活塞环密封及泄漏通道活塞环密封及泄漏通道毛毡密封毛毡密封举例举例压盖轴向

15、压紧压盖轴向压紧填料产生径向填料产生径向力抱紧在轴上力抱紧在轴上 结构简单，结构简单，一般只用于低速一般只用于低速（v 45m/s）脂润滑处，主要脂润滑处，主要起防尘作用。起防尘作用。O形形 密封圈密封圈J形密封圈形密封圈U形密封圈形密封圈 密封圈密封密封圈密封密封密封圈由弹性材料制成、它靠圈由弹性材料制成、它靠自身弹力或弹簧压紧力的自身弹力或弹簧压紧力的作用而套在轴上起密封作作用而套在轴上起密封作用。用。“自紧作用自紧作用” 机械密封（端面密封）机械密封（端面密封）1动密封环动密封环2静密封环静密封环3弹簧弹簧 通过石墨块与旋转盘通过石墨块与旋转盘的接触实现密封。的接触实现密封。 间隙密封间

16、隙密封 利用节流槽的节流效利用节流槽的节流效应防尘和防漏。应防尘和防漏。 脂润滑或油润滑，轴脂润滑或油润滑，轴的转速较高，但工作温度的转速较高，但工作温度不高于密封用脂的滴点。不高于密封用脂的滴点。 因考虑到因考虑到轴要伸长，轴轴要伸长，轴向间隙取大些，向间隙取大些，宜宜152mm。径向式径向式轴向式轴向式 将旋转件与静止件将旋转件与静止件之间的间隙做成迷宫曲之间的间隙做成迷宫曲路形式，在间隙中充填路形式，在间隙中充填润滑油或润滑脂以加强润滑油或润滑脂以加强密封效果。密封效果。 密封可靠，密封件密封可靠，密封件不易损坏，但结构较复不易损坏，但结构较复杂。杂。 径向间隙径向间隙不大于不大于0102mm。 迷宫密封迷宫密封 离心式密封离心式密封 螺旋密封螺旋密封 挡圈密封挡圈密封用用在脂润滑中，防止润在脂润滑中，防止润滑油流入轴承将润滑滑油流入轴