潤滑的作用和潤滑技術(shù)
2015-7-2 17:01:00??????點擊：
機械中的可動零、部件，在壓力下接觸而作相對運動時，其接觸表面間就會產(chǎn)生摩擦，造成能量損耗和機械磨損，影響機械運動精度和使用壽命。因此，在機械設(shè)計中，考慮降低摩擦，減輕磨損，是非常重要的問題，其措施之一就是采用潤滑。
潤滑的作用主要是：
（1）減少摩擦，減輕磨損 加入潤滑劑后，在摩擦表面形成一層油膜，可防止金屬直接接觸，從而大大減少摩擦磨損和機械功率的損耗。
（2）降溫冷卻 摩擦表面經(jīng)潤滑后其摩擦因數(shù)大為降低，使摩擦發(fā)熱量減少；當(dāng)采用液體潤滑劑循環(huán)潤滑時，潤滑油流過摩擦表面帶走部分摩擦熱量，起散熱降溫作用，保證運動副的溫度不會升得過高。
（3）清洗作用 潤滑油流過摩擦表面時，能夠帶走磨損落下的金屬磨屑和污物。
（4）防止腐蝕 潤滑劑中都含有防腐、防銹添加劑，吸附于零件表面的油膜，可避免或減少由腐蝕引起的損壞。
（5）緩沖減振作用 潤滑劑都有在金屬表面附著的能力，且本身的剪切阻力小，所以在運動副表面受到?jīng)_擊載荷時，具有吸振的能力。
（6）密封作用 潤滑脂具有自封作用，一方面可以防止?jié)櫥瑒┝魇?，另一方面可以防止水分和雜質(zhì)的侵入。
潤滑技術(shù)包括正確地選用潤滑劑、采用合理的潤滑方式并保持潤滑劑的質(zhì)量等。
17.1.2潤滑劑及其選用
生產(chǎn)中常用的潤滑劑包括潤滑油、潤滑脂、固體潤滑劑、氣體潤滑劑及添加劑等幾大類。其中礦物油和皂基潤滑脂性能穩(wěn)定、成本低，應(yīng)用最廣。固體潤滑劑如石墨、二硫化鉬等耐高溫、高壓能力強，常用在高壓、低速、高溫處或不允許有油、脂污染的場合，也可以作為潤滑油或潤滑脂的添加劑使用。氣體潤滑劑包括空氣、氫氣及一些惰性氣體，其摩擦因數(shù)很小，在輕載高速時有良好的潤滑性能。當(dāng)一般潤滑劑不能滿足某些特殊要求時，往往有針對性地加入適量的添加劑來改善潤滑劑的粘度、油性、抗氧化、抗銹、抗泡沫等性能。
1．潤滑油
潤滑油的特點是：流動性好，內(nèi)摩擦因數(shù)小，冷卻作用較好，可用于高速機械，更換潤滑油時可不拆開機器。但它容易從箱體內(nèi)流出，故常需采用結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的密封裝置，且需經(jīng)常加油。
常用潤滑油主要分為礦物潤滑油、合成潤滑油和動植物潤滑油三類。礦物潤滑油主要是石油制品，具有規(guī)格品種多、穩(wěn)定性好、防腐蝕性強、來源充足且價格較低等特點，因而應(yīng)用廣泛。主要有機械油、齒輪油、汽輪機油、機床專用油等。合成潤滑油具有獨特的使用性能，主要用于特殊條件下，如高溫、低溫、防燃以及需要與橡膠、塑料接觸的場合。動植物油產(chǎn)量有限，且易變質(zhì)，故只用于有特殊要求的設(shè)備或用作添加劑。
潤滑油的性能指標有：粘度、油性、閃點、凝點和傾點。粘度是潤滑油最重要的物理性能指標。它反映了液體內(nèi)部產(chǎn)生相對運動時分子間內(nèi)摩擦阻力的大小。潤滑油粘度越大，承載能力也越大。潤滑油的粘度并不是固定不變的，而是隨著溫度和壓強而變化的。當(dāng)溫度升高時，粘度降低；壓力增大時，粘度增高。潤滑油的粘度分為動力粘度、運動粘度和相對粘度，各粘度的具體含義及換算關(guān)系可參看有關(guān)標準。油性又稱潤滑性，是指潤滑油潤濕或吸附于摩擦表面構(gòu)成邊界油膜的能力。這層油膜如果對摩擦表面的吸附力大，不易破裂，則潤滑油的油性就好。油性受溫度的影響較大，溫度越高，油的吸附能力越低，油性越差。潤滑油在火焰下閃爍時的最低溫度稱為閃點。它是衡量潤滑油易燃性的一項指標，另一方面閃點也是表示潤滑油蒸發(fā)性的指標。油蒸發(fā)性越大，其閃點越低。潤滑油的使用溫度應(yīng)低于閃點20～30℃。凝點是指在規(guī)定的冷卻條件下，潤滑油冷卻到不能流動時的最高溫度，潤滑油的使用溫度應(yīng)比凝點高5～7℃。傾點是潤滑油在規(guī)定的條件下，冷卻到能繼續(xù)流動的最低溫度，潤滑油的使用溫度應(yīng)高于傾點3℃以上。
潤滑油的選用原則是：載荷大或變載、沖擊載荷、加工粗糙或未經(jīng)跑合的表面，選粘度較高的潤滑油；轉(zhuǎn)速高時，為減少潤滑油內(nèi)部的摩擦功耗，或采用循環(huán)潤滑、芯捻潤滑等場合，宜選用粘度低的潤滑油；工作溫度高時，宜選用粘度高的潤滑油。
潤滑的作用主要是：
（1）減少摩擦，減輕磨損 加入潤滑劑后，在摩擦表面形成一層油膜，可防止金屬直接接觸，從而大大減少摩擦磨損和機械功率的損耗。
（2）降溫冷卻 摩擦表面經(jīng)潤滑后其摩擦因數(shù)大為降低，使摩擦發(fā)熱量減少；當(dāng)采用液體潤滑劑循環(huán)潤滑時，潤滑油流過摩擦表面帶走部分摩擦熱量，起散熱降溫作用，保證運動副的溫度不會升得過高。
（3）清洗作用 潤滑油流過摩擦表面時，能夠帶走磨損落下的金屬磨屑和污物。
（4）防止腐蝕 潤滑劑中都含有防腐、防銹添加劑，吸附于零件表面的油膜，可避免或減少由腐蝕引起的損壞。
（5）緩沖減振作用 潤滑劑都有在金屬表面附著的能力，且本身的剪切阻力小，所以在運動副表面受到?jīng)_擊載荷時，具有吸振的能力。
（6）密封作用 潤滑脂具有自封作用，一方面可以防止?jié)櫥瑒┝魇?，另一方面可以防止水分和雜質(zhì)的侵入。
潤滑技術(shù)包括正確地選用潤滑劑、采用合理的潤滑方式并保持潤滑劑的質(zhì)量等。
17.1.2潤滑劑及其選用
生產(chǎn)中常用的潤滑劑包括潤滑油、潤滑脂、固體潤滑劑、氣體潤滑劑及添加劑等幾大類。其中礦物油和皂基潤滑脂性能穩(wěn)定、成本低，應(yīng)用最廣。固體潤滑劑如石墨、二硫化鉬等耐高溫、高壓能力強，常用在高壓、低速、高溫處或不允許有油、脂污染的場合，也可以作為潤滑油或潤滑脂的添加劑使用。氣體潤滑劑包括空氣、氫氣及一些惰性氣體，其摩擦因數(shù)很小，在輕載高速時有良好的潤滑性能。當(dāng)一般潤滑劑不能滿足某些特殊要求時，往往有針對性地加入適量的添加劑來改善潤滑劑的粘度、油性、抗氧化、抗銹、抗泡沫等性能。
1．潤滑油
潤滑油的特點是：流動性好，內(nèi)摩擦因數(shù)小，冷卻作用較好，可用于高速機械，更換潤滑油時可不拆開機器。但它容易從箱體內(nèi)流出，故常需采用結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的密封裝置，且需經(jīng)常加油。
常用潤滑油主要分為礦物潤滑油、合成潤滑油和動植物潤滑油三類。礦物潤滑油主要是石油制品，具有規(guī)格品種多、穩(wěn)定性好、防腐蝕性強、來源充足且價格較低等特點，因而應(yīng)用廣泛。主要有機械油、齒輪油、汽輪機油、機床專用油等。合成潤滑油具有獨特的使用性能，主要用于特殊條件下，如高溫、低溫、防燃以及需要與橡膠、塑料接觸的場合。動植物油產(chǎn)量有限，且易變質(zhì)，故只用于有特殊要求的設(shè)備或用作添加劑。
潤滑油的性能指標有：粘度、油性、閃點、凝點和傾點。粘度是潤滑油最重要的物理性能指標。它反映了液體內(nèi)部產(chǎn)生相對運動時分子間內(nèi)摩擦阻力的大小。潤滑油粘度越大，承載能力也越大。潤滑油的粘度并不是固定不變的，而是隨著溫度和壓強而變化的。當(dāng)溫度升高時，粘度降低；壓力增大時，粘度增高。潤滑油的粘度分為動力粘度、運動粘度和相對粘度，各粘度的具體含義及換算關(guān)系可參看有關(guān)標準。油性又稱潤滑性，是指潤滑油潤濕或吸附于摩擦表面構(gòu)成邊界油膜的能力。這層油膜如果對摩擦表面的吸附力大，不易破裂，則潤滑油的油性就好。油性受溫度的影響較大，溫度越高，油的吸附能力越低，油性越差。潤滑油在火焰下閃爍時的最低溫度稱為閃點。它是衡量潤滑油易燃性的一項指標，另一方面閃點也是表示潤滑油蒸發(fā)性的指標。油蒸發(fā)性越大，其閃點越低。潤滑油的使用溫度應(yīng)低于閃點20～30℃。凝點是指在規(guī)定的冷卻條件下，潤滑油冷卻到不能流動時的最高溫度，潤滑油的使用溫度應(yīng)比凝點高5～7℃。傾點是潤滑油在規(guī)定的條件下，冷卻到能繼續(xù)流動的最低溫度，潤滑油的使用溫度應(yīng)高于傾點3℃以上。
潤滑油的選用原則是：載荷大或變載、沖擊載荷、加工粗糙或未經(jīng)跑合的表面，選粘度較高的潤滑油；轉(zhuǎn)速高時，為減少潤滑油內(nèi)部的摩擦功耗，或采用循環(huán)潤滑、芯捻潤滑等場合，宜選用粘度低的潤滑油；工作溫度高時，宜選用粘度高的潤滑油。
2．潤滑脂
潤滑脂習(xí)慣上稱為黃油或干油，是一種稠化的潤滑油。其油膜強度高，粘附性好，不易流失，密封簡單，使用時間長，受溫度的影響小，對載荷性質(zhì)、運動速度的變化等有較大的適應(yīng)范圍，因此常應(yīng)用在：不允許潤滑油滴落或漏出引起污染的地方（如紡織機械、食品機械等），加、換油不方便的地方、不清潔而又不易密封的地方（潤滑脂本身就是密封介質(zhì)），特別低速、重載或間歇、搖擺運動的機械等。潤滑脂的缺點是內(nèi)摩擦大，起動阻力大，流動性和散熱性差，更換、清洗時需停機拆開機器。
潤滑脂的主要性能指標有滴點和錐入度。滴點是指在規(guī)定的條件下，將潤滑脂加熱至從標準的測量杯孔滴下第一滴時的溫度。它反映了潤滑脂的耐高溫能力。選擇潤滑脂時，工作溫度應(yīng)低于滴點15～20℃。錐入度是衡量潤滑脂粘稠程度的指標。它是指將一個標準的錐形體，置于25℃的潤滑脂表面，在其自重作用下，經(jīng)5 后，該錐形體沉入脂內(nèi)的深度（以0.1 為單位）。國產(chǎn)潤滑脂都是按錐入度的大小編號的，一般使用2、3、4號。錐入度越大的潤滑脂，其稠度越小，編號的順序數(shù)字也越小。
根據(jù)稠化劑皂基的不同，潤滑脂主要有：鈣基潤滑脂、鈉基潤滑脂、鋰基潤滑脂、鋁基潤滑脂等類型。選用潤滑脂類型的主要根據(jù)是潤滑零件的工作溫度、工作速度和工作環(huán)境條件。
潤滑脂習(xí)慣上稱為黃油或干油，是一種稠化的潤滑油。其油膜強度高，粘附性好，不易流失，密封簡單，使用時間長，受溫度的影響小，對載荷性質(zhì)、運動速度的變化等有較大的適應(yīng)范圍，因此常應(yīng)用在：不允許潤滑油滴落或漏出引起污染的地方（如紡織機械、食品機械等），加、換油不方便的地方、不清潔而又不易密封的地方（潤滑脂本身就是密封介質(zhì)），特別低速、重載或間歇、搖擺運動的機械等。潤滑脂的缺點是內(nèi)摩擦大，起動阻力大，流動性和散熱性差，更換、清洗時需停機拆開機器。
潤滑脂的主要性能指標有滴點和錐入度。滴點是指在規(guī)定的條件下，將潤滑脂加熱至從標準的測量杯孔滴下第一滴時的溫度。它反映了潤滑脂的耐高溫能力。選擇潤滑脂時，工作溫度應(yīng)低于滴點15～20℃。錐入度是衡量潤滑脂粘稠程度的指標。它是指將一個標準的錐形體，置于25℃的潤滑脂表面，在其自重作用下，經(jīng)5 后，該錐形體沉入脂內(nèi)的深度（以0.1 為單位）。國產(chǎn)潤滑脂都是按錐入度的大小編號的，一般使用2、3、4號。錐入度越大的潤滑脂，其稠度越小，編號的順序數(shù)字也越小。
根據(jù)稠化劑皂基的不同，潤滑脂主要有：鈣基潤滑脂、鈉基潤滑脂、鋰基潤滑脂、鋁基潤滑脂等類型。選用潤滑脂類型的主要根據(jù)是潤滑零件的工作溫度、工作速度和工作環(huán)境條件。
17.1.3常用機械零部件的潤滑
潤滑方法有分散潤滑和集中潤滑兩大類。分散潤滑是各個潤滑點用獨立的分散的潤滑裝置來潤滑，這種潤滑可以是連續(xù)的或間斷的，有壓的或無壓的；集中潤滑則是一臺機器或一個車間的許多潤滑點由一個潤滑系統(tǒng)來同時潤滑。
選擇潤滑方法主要考慮機器零部件的工作狀況、采用的潤滑劑及供油量要求。
低速、輕載或不連續(xù)運轉(zhuǎn)的機械需要油量少，一般采用簡單的手工定期加油、加脂、滴油或油繩、油墊潤滑。中速、中載較重要的機械，要求連續(xù)供油并起一定的冷卻作用，常用油?。ń停⒂铜h(huán)、濺油潤滑或壓力供油潤滑。高速、輕載齒輪及軸承發(fā)熱大，用噴霧潤滑效果較好。高速、重載、供油量要求大的重要部件應(yīng)采用循環(huán)壓力供油潤滑。當(dāng)機械設(shè)備中有大量潤滑點或建立車間自動化潤滑系統(tǒng)時可使用集中潤滑裝置。
1．齒輪傳動潤滑
（1）閉式齒輪傳動的潤滑
齒輪的圓周速度 ＜0.8 時，一般采用潤滑脂潤滑，否則應(yīng)采用潤滑油潤滑。潤滑油的粘度可根據(jù)齒輪的材料和圓周速度，在表17－1－3中查取，然后由表17－1－1或機械設(shè)計手冊選定潤滑油的牌號。
用潤滑油的齒輪潤滑方法有浸油潤滑、飛濺潤滑、壓力噴油潤滑等，潤滑方式選擇及注意事項見表17－1－4。
選擇潤滑方法主要考慮機器零部件的工作狀況、采用的潤滑劑及供油量要求。
低速、輕載或不連續(xù)運轉(zhuǎn)的機械需要油量少，一般采用簡單的手工定期加油、加脂、滴油或油繩、油墊潤滑。中速、中載較重要的機械，要求連續(xù)供油并起一定的冷卻作用，常用油?。ń停⒂铜h(huán)、濺油潤滑或壓力供油潤滑。高速、輕載齒輪及軸承發(fā)熱大，用噴霧潤滑效果較好。高速、重載、供油量要求大的重要部件應(yīng)采用循環(huán)壓力供油潤滑。當(dāng)機械設(shè)備中有大量潤滑點或建立車間自動化潤滑系統(tǒng)時可使用集中潤滑裝置。
1．齒輪傳動潤滑
（1）閉式齒輪傳動的潤滑
齒輪的圓周速度 ＜0.8 時，一般采用潤滑脂潤滑，否則應(yīng)采用潤滑油潤滑。潤滑油的粘度可根據(jù)齒輪的材料和圓周速度，在表17－1－3中查取，然后由表17－1－1或機械設(shè)計手冊選定潤滑油的牌號。
用潤滑油的齒輪潤滑方法有浸油潤滑、飛濺潤滑、壓力噴油潤滑等，潤滑方式選擇及注意事項見表17－1－4。
（2）開式、半開式齒輪傳動的潤滑
開式齒輪傳動一般速度較低、載荷較大、接觸灰塵和水分、工作條件差且油易流失。為維持潤滑油膜，應(yīng)采用粘度很高、防銹性好的開式齒輪油。速度不高的開式齒輪也可采用脂潤滑。開式齒輪傳動的潤滑可用手工、滴油、油池浸油等方式供油。
2．滾動軸承的潤滑
滾動軸承可采用油潤滑或脂潤滑。潤滑方法可按軸承類型與dn 值由表17－1－5中選取。
開式齒輪傳動一般速度較低、載荷較大、接觸灰塵和水分、工作條件差且油易流失。為維持潤滑油膜，應(yīng)采用粘度很高、防銹性好的開式齒輪油。速度不高的開式齒輪也可采用脂潤滑。開式齒輪傳動的潤滑可用手工、滴油、油池浸油等方式供油。
2．滾動軸承的潤滑
滾動軸承可采用油潤滑或脂潤滑。潤滑方法可按軸承類型與dn 值由表17－1－5中選取。
17.2 密封
17.2.1密封的作用
機械裝置密封的主要作用是：①阻止液體、氣體工作介質(zhì)以及潤滑劑泄漏；②防止灰塵、水分及其它雜質(zhì)進入潤滑部位。
17.2.2密封方法
密封裝置有許多類型，兩個具有相對運動的結(jié)合面之間的密封稱為動密封。兩個相對靜止的結(jié)合面之間的密封稱為靜密封。泄漏包括兩方面原因――密封面上有間隙及密封兩側(cè)有壓力差。所有的靜密封和大部分動密封都是借助密封力使密封面互相靠近或嵌入以減少或消除間隙，達到密封的目的，這類密封方式稱為接觸式密封。密封面間預(yù)留固定間隙，依靠各種方法減少密封間隙兩側(cè)的壓力差而阻漏的密封方式，稱為非接觸式密封。
1．靜密封
靜密封只要求結(jié)合面間有連續(xù)閉合的壓力區(qū)，沒有相對運動，因此沒有因密封件而帶來的摩擦、磨損問題。常見的靜密封方式有：
（1）研磨面密封 這是最簡單的靜密封方法。要求將結(jié)合面研磨加工平整、光潔，并在壓力下貼緊（間隙小于5 ）。但加工要求高，密封要求高時不理想。
（2）墊片密封 這是較普遍的靜密封方法。是在結(jié)合面間加墊片，并在壓力下使墊片產(chǎn)生彈性或塑性變形填滿密封面上的不平，消除間隙，達到密封的目的。在常溫、低壓、普通介質(zhì)工作時可用紙、橡膠等墊片，在高壓及特殊高溫和低溫場合可用聚四氟乙烯墊片，一般高溫、高壓下可用金屬墊片。
（3）密封膠密封 在結(jié)合面上涂密封膠是一種簡便良好的靜密封方法。密封膠有一定的流動性，容易充滿結(jié)合面的間隙，粘附在金屬面上能大大減少泄漏，即使在較粗糙的表面上密封效果也很好。密封膠型號很多（如鐵錨602），使用時可查機械設(shè)計手冊。
（4）密封圈密封 在結(jié)合面上開密封圈槽，裝入密封圈，利用其在結(jié)合面間形成嚴密的壓力區(qū)來達到密封的目的，效果甚好。圖17－2－1為常用的 形密封圈密封。
2．動密封
由于動密封兩個結(jié)合面之間具有相對運動，所以選擇動密封件時，既要考慮密封性能，又要避免或減少由于密封件而帶來的摩擦發(fā)熱和磨損，以保證一定的壽命。回轉(zhuǎn)軸的動密封有接觸式、非接觸式和組合式三種類型。
機械裝置密封的主要作用是：①阻止液體、氣體工作介質(zhì)以及潤滑劑泄漏；②防止灰塵、水分及其它雜質(zhì)進入潤滑部位。
17.2.2密封方法
密封裝置有許多類型，兩個具有相對運動的結(jié)合面之間的密封稱為動密封。兩個相對靜止的結(jié)合面之間的密封稱為靜密封。泄漏包括兩方面原因――密封面上有間隙及密封兩側(cè)有壓力差。所有的靜密封和大部分動密封都是借助密封力使密封面互相靠近或嵌入以減少或消除間隙，達到密封的目的，這類密封方式稱為接觸式密封。密封面間預(yù)留固定間隙，依靠各種方法減少密封間隙兩側(cè)的壓力差而阻漏的密封方式，稱為非接觸式密封。
1．靜密封
靜密封只要求結(jié)合面間有連續(xù)閉合的壓力區(qū)，沒有相對運動，因此沒有因密封件而帶來的摩擦、磨損問題。常見的靜密封方式有：
（1）研磨面密封 這是最簡單的靜密封方法。要求將結(jié)合面研磨加工平整、光潔，并在壓力下貼緊（間隙小于5 ）。但加工要求高，密封要求高時不理想。
（2）墊片密封 這是較普遍的靜密封方法。是在結(jié)合面間加墊片，并在壓力下使墊片產(chǎn)生彈性或塑性變形填滿密封面上的不平，消除間隙，達到密封的目的。在常溫、低壓、普通介質(zhì)工作時可用紙、橡膠等墊片，在高壓及特殊高溫和低溫場合可用聚四氟乙烯墊片，一般高溫、高壓下可用金屬墊片。
（3）密封膠密封 在結(jié)合面上涂密封膠是一種簡便良好的靜密封方法。密封膠有一定的流動性，容易充滿結(jié)合面的間隙，粘附在金屬面上能大大減少泄漏，即使在較粗糙的表面上密封效果也很好。密封膠型號很多（如鐵錨602），使用時可查機械設(shè)計手冊。
（4）密封圈密封 在結(jié)合面上開密封圈槽，裝入密封圈，利用其在結(jié)合面間形成嚴密的壓力區(qū)來達到密封的目的，效果甚好。圖17－2－1為常用的 形密封圈密封。
2．動密封
由于動密封兩個結(jié)合面之間具有相對運動，所以選擇動密封件時，既要考慮密封性能，又要避免或減少由于密封件而帶來的摩擦發(fā)熱和磨損，以保證一定的壽命。回轉(zhuǎn)軸的動密封有接觸式、非接觸式和組合式三種類型。
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