第十八章--机械的润滑与密封.ppt

1、第十八章 机械的润滑与密封 第一节、润滑的概念 一、润滑的作用 减小摩擦、磨损：润滑是在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。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。润滑剂的介入，使两摩擦副之间的摩擦转变成润滑剂本身间的摩擦，从而达到减小摩擦、磨损的目的。 降低温度：摩擦副在运动时会产生大量热量，而由于润滑油的热传导，把摩擦副所产生的热量通过流体带回到油箱内，促使物体表面的温度降低。,防止锈蚀：润滑油、脂对金属无腐蚀作用，极性分子吸附在金属表面，能隔绝水分与潮湿空气和金属

2、表面接触，起到防腐、防锈和保护金属表面的作用。 冲洗、密封作用。摩擦副在运动时产生的磨损微粒或外来杂质，可利用润滑剂的流动出把摩擦表面间的磨粒带走，防止物体磨损，以延长零件使用寿命。 润滑油与润滑脂能深入各种间隙，弥补密封面的不平度，防止外来水分、杂质的侵入，起到密封作用。 传递动力、减少振动。在传动中，由于液体是不可压缩性而成为一种良好的动力传递介质。摩擦副在工作时，两表面间会产生噪音与振动，由于液体有粘度，它把两表面隔开，使金属表面不直接接触，从而减少了振动。,二、常用润滑剂及其选择 常用的润滑剂按形态分有液体（润滑油）、半固体（润滑脂）、固体三种，其中润滑油和润滑脂应用广泛。 1、润滑油

3、与其它润滑剂相比，润滑油的特点是流动性、冷却性好。其主要质量指标有： 1）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。粘度指标分动力粘度和运动粘度。我国采用的是运动粘度。 2）闪点：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，一般所选用润滑油的闪点应高于设备工作温度2030。,3）凝点是指润滑油在规定的冷却条件下停止流动的最高温度，低温润滑时，应选用凝点低于工作温度5-7 。 4）倾点是指润滑油

4、在规定的条件下冷却到能继续流动的最低温度，低温润滑时，应选用倾点低于工作温度3 以上。 （2）润滑油的选用 润滑油的选用是指黏度的选择，一般原则是： 重载、冲击的场合，选黏度高的。 粗糙、未经磨合的表面，也选黏度高的。 工作温度高时，选黏度高的。 相对高速是选黏度低的。 润滑油的主要指标和用途见表18-1。,2、润滑脂（黄油） 特点是黏度大，不易流失，承载能力高，需要的密封装置简单。但性能不如润滑油稳定，内摩擦系数大，冷却作用差。常用于低速、冲击和不便使用润滑油的场合。主要指标有锥入度、滴点。 1）锥入度：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1

5、50克的标准圆锥体，在5秒钟内沉入脂内深度（单位为110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，附着性和密封性越好，承载能力越高。 2）滴点：在规定条件下润滑脂从标准测量杯孔滴下第一滴油时的温度，它反映润滑脂耐高温能力。选用时，滴点应高于工作温度15-20 。 常用润滑脂的指标和用途见表18-2。,三、常用润滑方式及润滑装置 1、润滑方式及润滑装置 （1）间歇式润滑：用油壶定期将润滑油直接注入轴承油孔中，或经压注油杯、旋盖式注油杯，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，将润

6、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。,（2）连续式油润滑： 针阀式注油杯润滑，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，利用纱线的毛细管作用把油引到轴承中。,油环带油润滑，油环浸到油池中，当轴转动时，油环旋转把油带入轴承。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，然后通过刮油板或沟槽把油导入到轴承中进行润滑。,齿轮减速器的压力供油系统简图,压力供油装置的组成：,油泵、油箱、过滤器、冷却 器、压力调节阀和油量调节阀等。,如：机床主轴箱、内燃机、锻压设备等,A油泵,B复式过滤器,

7、C冷却器,E压力表,F流量控制阀,G调压阀,D单向阀,T油箱,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、冷却和清洗轴承。连续供油润滑可靠,适用于高速、重载，润滑油量要求大的重要部件。但结构复杂，成本高。,油雾润滑装置,油雾润滑：用于高速、轻载的齿轮和轴承,齿轮：,圆周速度为 v 515m/s时,轴承：,dn 600000mmr/min(d为轴承内径，n为工作转速)时,油雾润滑装置的组成：,喷管、吸管和油量调节器,2、脂润滑方式及其装置润滑脂润滑： 轴颈圆周速度45m/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。装填润滑脂时一般不超过轴承内空隙

8、的1/31/2，以免因润滑脂过多引起轴承发热，影响轴承的正常工作。,润滑方式有： 手工填入：用于开式传动的齿轮、链条等 油杯、油枪注入：用于速度较低的闭式传动。 集中压力供有润滑：同于润滑点较多且重要的大型设备。,1、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)，用甩油轮将油甩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

9、N32、N46、N68机械油 。不同情况采用何种润滑方式见图18-7 。,第二节 常用装置的润滑,对于不便使用润滑油的场合，采用润滑脂，但应定期清洗和加脂。 各种润滑方式的具体要求见表18-3,二、齿轮传动的润滑 1、闭式齿轮传动的润滑 （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。 1）浸油润滑如图所示。当齿轮的圆周速度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甩掉，不能进入啮合区，故不宜采用浸油润滑，可采用喷油润滑如图8-1(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，如图。喷油口压力在0.10.25MP。 对

10、速度不高，但连续工作的重齿轮，因发热多，也常用此法，主要是侧重冷却。,（a）油池浸油润滑 (c)喷油润滑 图8-1 闭式齿轮传动的润滑方式,3）其他方法： 对于低速（v0.8m/s）轻载的闭式传动，可采用手工涂抹润滑脂的方法。 对于高速（v1215m/s）轻载的闭式传动，可采用油雾润滑的方法。,(2)润滑油的选择 主要是选择黏度黏度的选择，一般原则是： 重载，频繁启动、变速、变载的场合，选黏度高的。 粗糙、未经磨合的表面，也选黏度高的。 工作温度高时，选黏度高的。 转速高选黏度低的，反之亦反。 润滑油的黏度可根据齿轮的材料和圆周速度在表18-4中查取。 2、开式、半开式齿轮传动的润滑 采用黏度

11、高防锈性能好的润滑油，速度不高的用润滑脂。 润滑方法一般采用人工涂抹或滴油、油池浸油（半开式）的方法。,三、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、载荷类型等选择。对于闭式蜗杆传动，由表18-5查取，对于开式蜗杆传动，参照开式齿轮传动的方法，选用黏度很高的润滑油或润滑脂。 采用浸油润滑时，滑动速度小于5m/s时，蜗杆采用下置式，浸油深度一个齿高，且油面不能超过轴承最低滚动体中心。 当滑动速度大于5m/s时，因搅油功耗大，应采用蜗杆上置式，油面达到蜗轮半径的1/3处。,四、滑动轴承的润滑,1

12、.润滑方法的选择,滑动轴承的润滑方式，与轴承压强、圆周速度有关，可按下式计算求得k值后按表18-6选择：,式中：p为轴颈的平均压强，Mpa; v为轴颈的圆周速度m/s.,2.润滑油与润滑脂的选择 润滑油的黏度、牌号根据轴颈的圆周速度和压强由表18-7选择。 润滑脂根据轴颈的圆周速度、压强和工作温度由表18-8选择。,五、滚动轴承的润滑 1、润滑方式的选择 根据轴承类型和dn值（滚动轴承内径和转动的乘积）由表18-9选取。 当dn值较高或具备润滑油源时（箱体内），采用油润滑。 当dn值很高时，润滑油不易进入轴承，应采用压力循环润滑或油雾润滑。 当dn值较小时，采用脂润滑，但充填量最多不能超过轴承

13、空间的1/2。过多，阻力大，引起轴承发热。 当采用浸油润滑时，轴承浸入油池的深度一般不超过滚动体直径的1/3，以免搅油功耗过大。,2、润滑油与润滑脂的选择 润滑脂润滑：轴颈圆周速度45m/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。装填润滑脂时一般不超过轴承内空隙的1/31/2，以免因润滑脂过多引起轴承发热。 选择时按轴承工作温度、dn值和使用环境由表18-10选取。 润滑油润滑：当轴颈速度过高时采用，润滑油润滑不仅摩擦阻力小，还可起到散热、冷却作用。一般采用浸油或飞溅润滑方式，浸油润滑时，油面不应高于最下方滚动体中心，以免因搅油能量损失较大，使轴承过热。高速轴承可

14、采用喷油或喷雾润滑。 选择时，根据工作温度和dn值，先由图18-10选出润滑油的黏度，然后再由此选出相应的润滑油牌号。,第三节 机械装置的密封 一、密封的作用及类型 密封的作用是为了在不同压力、温度、工作介质等条件下使各个空间隔开，防止外来有害介质（如：灰尘、水）侵入和工作介质（如;润滑剂、工作液体、气体）流出。合格的密封不仅能延长机器寿命，还能防止环境污染，降低成本。 密封的类型很多，按结合面有否相对运动，分为静密封和动密封两大类。 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。,二、静密封 常用的方法有： 1、研合面密封：结合面经过研磨加工，装配后在螺栓预紧力的作用

15、下，结合面的间隙小于3-5微米。 2、垫片密封：在结合面间加垫片，螺栓的压紧使垫片产生变形填满结合面的不平处，从而达到密封的目的。 常温、低压、普通工作介质时用工业纸或橡胶垫片。 高压、特殊高温或低温场合用聚四氟乙烯垫片。 高温高压时用金属垫片。 3、O形圈密封。 4、密封胶密封：结合面间隙应小于0.1mm，超过时，应考虑与垫片组合使用，以防密封胶流失。,三、动密封 有旋转密封和移动密封之分，现只讨论旋转动密封。 旋转动密封又分为接触式密封、非接触式密封和组合密封三种。 1、接触式密封 利用密封元件与结合面之间直接接触并压紧而起密封作用。所以有摩擦和磨损，不宜用于高速，接触式密封要求轴颈接触部

16、分表面粗糙度Ra1.60.8m。 常用的有：,（1）、毡圈密封 毡圈密封如图所示，在轴承端盖上的梯形断面槽内装入毛毡圈，使其与轴在接触处径向压紧达到密封。 毡圈密封结构简单，成本低，但密封效果差，适用于密封处轴颈的速度45m/s、工作温度小于90的脂润滑场合，主要起防尘作用。,毡圈密封,如果两方面要求都需要，最好使用密封唇反向放置的两个唇形密封圈。 密封圈密封效果比毛毡圈好，密封处轴颈的速度一般7m/s。（当轴颈是精车的时）或小于15m/s（当轴颈是磨光的）的场合。,（2）密封圈密封（油封密封） 密封圈由耐油橡胶、塑料或皮革制成。靠自身弹力或弹簧压紧力的作用而套在轴上起密封作用。安装时密封唇应

17、朝向密封的部位，即如果主要是为了封油，密封唇应对着轴承（朝内）；如果主要是为了防止外物浸入，则密封唇应背对轴承（朝外）；,（3）机械密封（端面密封）,1动密封环 2静密封环 3弹簧,静密封环与机座固定，动密封环随轴一起转动，在弹簧的压力下二者端面紧密接触，起到密封作用，如图所示。 特点是在弹簧作用下有补偿功能 ，密封性能可靠，摩擦功耗小，使用寿命长。缺点是结构复杂，加工、安装精度要求高。,这种密封适应性强，能用于各种高温、低温、高压、真空、易燃、易爆、有毒、有腐蚀的场合。,2、非接触式密封 这种密封方式的结合面不相互接触，故常用于较高转速。 （1）间隙密封 如图所示，利用轴与轴承盖之间的微小间隙及节流槽的节流效应实现防尘和密封。这种密封适用于干燥清洁环境。,（2）迷宫式密封 在静止件和旋转件之间做成迷宫形式，利用紊流产生的阻力节流达到密封的目的。分： 径向曲路：轴向尺寸紧凑但径向尺寸大，径向间隙不大于 0.20.3mm。 轴向曲路：径向尺寸紧凑但轴向尺寸大,为防止因轴热变形导 致