机械装置的润滑与密封

1、机械装置的润滑与密封第1页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四引 言 摩擦现象是自然界中普遍存在的物理现象。摩擦会使机器效率降低，温度升高，表面磨损。过大磨损会使机器丧失精度，产生振动和噪音，缩短寿命。 世界上使用的能源大约有1/3-1/2 消耗于摩擦。如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源。 润滑的主要作用：减少摩擦，降低磨损；2.降温冷却3.防止腐蚀；4.减振作用；密封的主要作用：阻止液体、气体工作介质以及润滑剂泄漏2.防止灰尘、水分进入润滑部位。第2页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四分类液体润滑剂-润滑油半固体润滑剂-润滑脂固体润滑剂一、

2、润滑油 气体润滑剂-空气5-1 常用润滑剂及选择1.粘度-重要指标，选择润滑油的主要依据。粘度表征液体流动的内摩擦特性。粘度值越高，油越稠。 （一）润滑油的性能指标 第3页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四A A、B两板之间充满了液体，B板静止，A板水平移动速度为v。由于液体与金属表面的吸附作用，A板表面的液体速度为v，而B板表面的液体速度为0。两板之间的速度呈线性分布。液体层与层之间摩擦切应力：=dudy-流体中任意点处的切应力与该处的速度梯度成正比。-液体的动力粘度，简称粘度。单位： N s /m2 (Pa s) 称为泊 。实验结果： oxyydyduB1) 动力粘度-

3、牛顿液体流动定律 第4页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四工程中常用运动粘度： = 单位m2/s 称为斯St2) 运动粘度 表4-1 常用常用润滑油的主要性质名 称全损耗系统用油GB443-89汽轮机油GB11120-89代 号40 的粘度mm2/sL-AN7 6.127.48 -10 110凝点 C闪点(开式) C用于高速底负荷机械、精密机床、纺织纱锭的润滑和冷却。普通机床的液压油。用于一般滑动轴承、齿轮、蜗轮的润滑用于重型机床导轨、矿山机械的润滑。用于汽轮机、发电机等高速高负荷轴承和各种小型液体润滑轴承L-AN100 90110 0 210L-AN10 9.011.0

4、-10 125L-AN5 13.516.5 -10 165L-AN32 28.832.2 -10 170L-AN46 41.450.6 -10 180L-AN68 61.274.8 -10 190L-TSA32 28.835.2-7 180L-TSA46 41.450.6主要用途第5页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四3) 相对粘度 指在一定条件下，利用某种规格的粘度计，通过测定润滑油穿过规定孔道的时间来进行度量的粘度。常用的有： 恩氏粘度（ Et） -中国惯用 赛氏通用秒（SUS）-美国惯用 雷氏秒 -英国惯用 运动粘度与相对粘度之间的换算关系： 润滑油的牌号与运动粘度有

5、一定的对应关系，如：牌号为L-AN10的油在40时的运动粘度大约为10cSt。 润滑油的粘度越大，形成的油膜越厚，承载能力越大，内部阻力越大，流动性越差。第6页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四2.粘-温特性 温度 t 粘度指数越大，表面粘度随温度的变化越小，粘-温特性越好。 3.凝点 润滑油在规定的条件下，不再自由流动时所达到的最高温度。它是润滑油在低温下工作的一个重要指标，直接影响到机器在低温下的启动性能和磨损情况。第7页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四4.闪点 润滑油在标准容器中加热所蒸发的油气，遇火焰即能发出闪光时的最低温度。是衡量油易燃性的指

6、标。对于在高温下工作的机器，这是一个重要参数。一般要求工作温度比油的闪点低30-40 。矿物油来源充足、成本低廉、稳定性好、因而应用最广。种类：有机油-动、植物油矿物油-石油产品， 化学合成油 （二）常用润滑油第8页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四二、润滑脂 （一）组成： 润滑油与各种稠化剂（钙、钠、铝、锂等金属皂）混合稠化而成，习惯上称黄油。优点：密封简单、不需要经常添加、不易流失；对速度和温度不敏感，适用范围广。选用原则：1) 载荷大、温度高的轴承，宜选用粘度大的油；2) 载荷小、转速高的轴承，宜选用粘度小的油；第9页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星

7、期四缺点：摩擦损耗较大、机械效率低，不适宜高速场合。（二）润滑脂的主要质量指标 1、滴点 指润滑脂受热后从标准的测量杯孔中开始滴下第一滴油时的温度。它是润滑脂在高温时的工作极限。选择润滑脂时应使其最高工作温度低于滴点520。第10页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四 锥入度用来表示润滑脂粘稠软硬的程度。锥入度越小，润滑脂越稠，承载能力越强，越不易进入并充满润滑空间；锥入度越大，流动性越好，过大则易泄漏。 与润滑油相比，润滑脂稠度大，不易流失，密封简单，不需经常添加，承载能力较强， 但物理、化学性能没有润滑油稳定，且摩擦损耗大，流动性和散热性差，更换润滑脂时需停机后拆开机器。

8、根据上述特性，润滑脂常用在加、换油不方便的地方；使用要求不高或灰尘较多的场合；速度低、载荷大或做间歇、摇摆运动的机械等。 2、锥入度第11页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四钠基润滑脂锂基润滑脂铝基润滑脂钙基润滑脂 分类 -工程上应用最广 （三）常用润滑脂第12页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四三、固体润滑剂 用固体粉末代替润滑油膜的润滑，称为固体润滑。 最常见的固体润滑剂有石墨、二硫化钼、二硫化钨、聚四氟乙烯等。 固体润滑剂耐高温、高压，因此适用于速度低、载荷特重或温度很高、很低的特殊条件下及不允许有油、脂污染的场合。第13页，共38页，2022年，

9、5月20日，3点18分，星期四5-2 常用润滑方式及装置一、油润滑方式及装置（一）间歇供油潘存云教授研制压注式油杯潘存云教授研制旋盖式油杯 脂用第14页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四单体供油装置 油壶，油杯，油枪第15页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四第16页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四潘存云教授研制潘存云教授研制针阀式油杯弹簧盖油杯（二）连续供油1.滴油润滑2.芯捻润滑第17页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四3. 油环润滑 第18页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四甩油环6.压力

10、润滑 油泵冷却器滴油润滑 4.浸油润滑 5.飞溅润滑 第19页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四二、脂润滑方式及装置1.手工润滑2.油杯润滑3.集中润滑 润滑脂流动性、冷却效果较差，多用于低中速机械的润滑。第20页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四集中供油装置 a) 简单的少数点位集中供油 b) 设备中心、车间及工厂级集中供油 泵站+(稳压+冷却)+过滤+分配器+工位润滑手动润滑泵电动润滑泵第21页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四5-3 常用传动装置的润滑一、滑动轴承的润滑 大部分可以用油润滑，见表5-3选取 对于要求不高，速度v小

11、于5m/s，难以经常供油的非液体摩擦滑动轴承，可用脂润滑。见表5-4选取。第22页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四 滚动轴承的润滑剂可以是润滑脂、润滑油或固体润滑剂。一般情况下，轴承采用脂润滑，但在轴承附近已经具有润滑油源时（如变速箱内本来就有润滑齿轮的油），也可采用润滑油润滑。具体选择可按速度因数 dn值来定。d代表轴承内径（mm）；n代表轴承转速（r/min），dn值间接地反映了轴颈的圆周速度，当dn(1.5-2)105 mmr/min时，一般滚动轴承可采用润滑脂润滑，超过这一范围宜用润滑油润滑。 二滚动轴承的润滑第23页，共38页，2022年，5月20日，3点18分

12、，星期四 脂润滑因润滑脂不易流失，故便于密封和维护，且一次充填润滑脂可运转较长时间。油润滑的优点是比脂润滑摩擦阻力小，并能散热，主要用于高速或工作温度较高的轴承（1/3-1/2）。 润滑油的粘度可按轴承的速度因数dn和工作温度t来确定。油量不宜过多，如果采用浸油润滑则油面高度不超过最低滚动体的中心，以免产生过大的搅油损耗和热量。高速轴承通常采用滴油或喷雾方法润滑。 第24页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四油池润滑采用惰轮的油池润滑喷油润滑三、齿轮传动的润滑和效率 开式齿轮常用人工定期润滑。可用润滑油或润滑脂。闭式齿轮传动的润滑方式由圆周速度v确定。当v 12 m/s时，采

13、用油池润滑。当v 12 m/s时，采用油泵喷油润滑。适用于多级齿轮，且大小不等的场合。第25页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四表13-6 齿轮传动润滑油粘度荐用值塑料、铸铁、青铜齿轮材料强度极限圆周速度 v (m/s)运动粘度 v/cSt（40 ）渗碳或表面淬火钢钢350512.512.5 25252.5512.50.510.52205010080554501000100012501250580500350220501008050050035022050100900500500350220505580100理由：1)v过高，油被甩走，不能进入啮合区；2)搅油过于激烈，使油

14、温升高，降低润滑性能；3)搅起箱底沉淀的杂质，加剧轮齿的磨损。第26页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四5-4 机械装置的密封 使用时，应根据压力、速度、工作温度等工作条 件，选择经济、合理的密封类型和结构。 密封件大部分都有相应的标准和规格，应尽量选用标准件。 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。 密封的选择第27页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四静密封 结合面平整、光洁，在螺栓紧固压力下贴紧而密封。 一般，结合面的间隙小于5m,且需研磨加工。一、静密封第28页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四 密封方法可分三大

15、类：接触式密封，非接触式密封和组合式密封。它们的密封型式、适用范围和性能可查阅表。 二、动密封 动密封又分为： 1）接触式密封：利用各种密封圈或毡圈密封，仅适用于中、低速场合。 2）非接触式密封：密封部位相互运动的结合面间不接触，可适用于运动速度较高的场合，主要有沟槽密封、迷宫密封等。 3）组合式密封：是将几种密封结构组合在一起使用，可发挥两者的优点，使密封更为有效和可靠。 第29页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四 1、接触式密封 接触式密封包括毡圈密封、橡胶密封等。由于密封件与轴或其它配合件直接接触，工作时产生摩擦磨损并使温度升高，所以适用于中、低速运转条件下轴承的密封

16、。（1）毡圈密封 图5.12为几种毡圈密封的装置图，c）图为使用双毡圈密封，效果更好。a） b） c） 图5.12毡圈密封装置 第30页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四（2）橡胶密封图5.13中，a）图主要用于防止漏油，而且随着油压的增大，唇部与轴贴得更紧；b）图主要用于防尘；c）图既可防止漏油，又可防止灰尘等侵入。 a） b） c） 图5.13橡胶密封第31页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四 2、非接触式密封 非接触式密封中密封件不与轴或配合件直接接触，可用于高速运转轴承的密封。（1） 间隙式密封（图5.14） 图5.14a为缝隙式间隙，即在轴和轴

17、承盖的之间留一个极窄的缝隙，径向间隙通常为0.10.3 mm，适用于环境比较干净的脂润滑轴承；若在轴承盖上车出环形沟槽(图5.5b)并填以润滑脂，可提高密封效果，沟槽数不应少于3；图5.14c则在轴或轴套上开有“W”形槽，用来甩回渗漏的油，并在端盖上开回油孔（槽），适用于油润滑，速度不限。 第32页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四 a） b） c） 图5.14间隙式密封 （2）迷宫式密封(图5.5)。 根据迷宫曲路的伸展方向，迷宫的布置可以是径向的(图5.5a)或轴向的(图5.5b)。图5.5c中为组合迷宫式密封。第33页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四a） b） c） 图5.5迷宫式密封 迷宫式密封可用于油润滑和脂润滑的轴承中，防尘防漏油效果较好，密封可靠，无摩擦损失，基本上不受圆周速度的限制。但结构复杂，制造安装不便第34页，共38页，2022年，5月20日，3点18分，星期四（3）挡油环（板）式密封 图5.16a为挡油环式，用于脂密封，防止油侵入轴承中使润滑脂流失；图5.16b为挡油板式，用于油密封，