油雾润滑和油气润滑

1、机电设备维修课程技术论文论文题目：固体润滑的应用系 别机电工程系 专业年级11机械制造与自动化2班学生姓名杨桂营学号33021102009日 期2013年6月油雾润滑和油气润滑机械制造与自动化二班杨桂营33021102009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 形见细。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，应用一、引言二、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

2、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。三、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 5

3、0年代才传到了美 国。在油雾润滑中，油雾是怎样形成的呢？通常是如图2所示。压缩空气通过进气口进入阀体1后，沿喷嘴3的进气孔进入喷嘴内腔，并从图2油雾生成原理图文氏管4喷出进入雾化室5,这时，真空室2内产生负压，并使润滑油经滤油器 8和喷油管7进入真空室2,然后滴入文氏管4中，油滴被气流喷碎成不均匀的 油粒，再从喷雾罩6的排雾孔进入贮油器9的上部，大的油粒在重力作用下落回 到贮油器9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

4、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

5、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

6、，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。图3油雾与压缩空气混合在油雾润滑管道中（见右图3），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

7、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细。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。四、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。如上图所示，根据整个被润滑设备的需油量和事先设定的

8、工作程序接通油 泵(1)，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(2)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(3)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(4)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

9、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。如上图所示，连续流动的压 缩空气在管道中间以每秒50-80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2-5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。 2-5厘米这个数字也不是绝对的，因为在实践中我发现油

10、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。在管道始端在帝a末an油气管道中的油膜状态如上图所示，油气管道内油膜的始末状态。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（见图a）, 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

11、的 油滴已连成一片，形成了连续油膜（见图b）,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。五、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、高速或极低速对在重载和高速的场合，润滑效以及轴承座有水和脏物侵入的场 合。果欠佳。2公称压力空气压力0.16MPa3空气压力0.3 0.7MPa0.25 0.5MPa4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，

12、宽度 350的四列圆锥滚 子轴承为例）Q=0.00005XDXB ml/hQ=0.00005X 500 X 350=8.75ml/hQ=0.0005XDXB ml/hQ=0.0005 X 500 X 350=87.5ml/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01000cSt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9 10, p 14, p 18G2 1/2”（p 82）10输送距离W100m （理论上无限制）最佳W30m11润滑油利用率100%被利用只有5%10%的可见油流变成油雾输出12润滑油的加热不需要为了

13、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

14、， 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 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

15、。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0.020.03MPa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

16、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N 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 N5%；（4）所有管道都不能出现下凹部分， 以防止冷凝油积存而堵塞管道；（5）尽量避免用直角弯头，以减少 阻力。20对环境的影响油气分离，油不被雾化，不污染环境。在排出的压缩空气中含有少量的悬浮 油粒，污染环境，对操作人员的健康 不利。六、应用油气润滑在链条上的应用在机械传动中链条传动是广泛存在的一种方式，可是在多数情

17、况下，许多 公司忽略了链条润滑的重要性。因此，缩短了工业链条的寿命已及提高了更换整 组链条的频率，从而增加了维护成本。目前多数链条是由高粘度的润滑油或润滑 脂黏附链条表面。虽然可以对链齿和链表面起到润滑的作用，但几乎无法渗透到 链销、轴衬和滚筒。多数链条的故障都是由以下因素造成的：当链条内部没有充分润滑，就产生磨损和腐蚀，并导致链条松动或扭结。当链条高速运行时，因为离心力会摔落附在表面的润滑剂，而无法对链条起到润滑保护的作用。当链条在多粉尘和潮湿的环境下运行时，粉尘和水分可能会进入链条内 部，导致磨损和腐蚀。为了更好的保护链条的使用，就需要选择更好的润滑方式链条油气润滑装 置在提高链条的润滑效

18、果和寿命方面的作用就毋庸置疑了，自从链条油气润滑技 术在欧洲开始应用起，统计数字表明有一个意外的收获链条更换频率大大降 低。综合以上事实，可以确定地说，对使用链条油气润滑是一举两得，不仅节约 了维护费用，同时也降低了链条的损坏和更换频率，其所带来的效益远远高于采 用传统的涂抹油脂的润滑方式，因此采用链条油气润滑装置无疑是最经济的解决 方案。链条油气润滑装置是一种消耗型的集中油气润滑系统，在润滑方式上，采 用油气混合成两相流喷射方式，自动向链条提供油气混合分配器喷射的微量精细 润滑油(1.8mm40.6mm)，由于润滑剂的给定量很小且专门喷射到链条上， 润滑油能更很好的渗透到链销、轴衬和滚筒，是

19、一种经济、可靠的润滑模式。润 滑剂的给定也通常是链条在运行中间歇性供给的，由气动脉冲发生器控制时间间 隔来实现。油气润滑在锯床上的应用锯床下料在工业中广泛应用，而锯床常常采用的却是传统的乳化液大量浇注 到原材料和锯条之间，从而起到润滑和冷却的作用，但是此种润滑液需要一套完 整可靠的过滤系统，这就是锯床本身的成本增加，长时间使用的乳化液更换后需 要进行处理，这也增加了使用者的成本。油雾润滑在磨煤机组上的应用某厂大型磨煤机组、催化裂化装置16台机泵润滑油系统进行改造，成功应 用油雾润滑技术，取得了明显的节能效果。经过半年的工业应用后，现润滑油用 量降低丁 80%，不但使机泵达到了最佳润滑效果，降低了设备故障率，而且轴承 使用寿命比以前延长了 36倍，为装置安全平稳生产提供了可靠保证。据专家介绍，油雾润滑技术改变了传统的机泵润滑形式，采用间歇饱和湿 雾态方式送油，利用装置内的净化风将油雾发生器内的润滑油充分雾化，周期性 地喷射压缩空气至轴承处，使液体的润滑油变成气态的油雾注入到各个润滑点对 机泵轴承进行润滑，形成薄油膜，使机泵轴承润滑上传统的“油浸式”人工润滑 改为“强制式”机械自动化润滑。而且气液两相的油雾既能起到润