摩擦学重在应用-王大中

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1、摩擦学重在应用摩擦学重在应用 王大中王大中 摩擦学重在应用摩擦学重在应用 自国际摩擦学学会主席乔斯特六十年代发表工业摩擦学调查报告以来， 国外摩擦学研究和应用都取得了巨大的经济效益，已广泛引起世界各国的注 意。有资料表明，80%的机械故障是由摩擦、磨损引起。据估计，全世间约有 1/31/2 的能源消耗在各种形式的摩擦上。英、美、德、日等国估计由于摩 擦、磨损而造成的损失每年达上千亿美元。而有效利用摩擦学知识可能带来 的经济效益占国民生产总值 2%以上。因此控制摩擦、减少磨损，改善设备润 滑已成为节约原料、改善运行状态、改进设计、提高质量、减少污染、提高 和延长设备使用寿命、节约能源、降低成本的

2、重要技术举措。国外有人已将 润滑称之谓“润滑经济”。 摩擦学也是近三十年来发展最快的科学学科之一。 我国很早就有人对摩擦学应用予以重视，早在20 世纪 60 年代初，我国 就已开始摩擦学的研究与应用。 1982年3月在北京召开全国摩擦学调研会议， 1983 年 9 月在大庆召开了“摩擦学工业调查现场会议”， 起草通过了“全国 摩擦学工业调查提纲”，并明确调查工作方式和重点，调查负责单位，调查 工作由点到面，全面铺开。如冶金工业系统。 1985 年 7 月冶金部正式下文， 要求进行普查工作， 组织动员了 3600 余人， 截止 1985 年底，对 37 个大中型钢铁企业 316 万吨设备调查分析

3、： （1）设备漏油损失 37 个企业，每年达 412 吨，费用达 150 万元（当时 价） （2）推广应用新油种 31 个企业，每年获利 5577 万元 （3）推广摩擦学技术，32 个企业每年获利 1680 万元 （4）降低各种消耗，37 个企业每年 9480 万元 大庆油田摩擦学调查大庆油田摩擦学调查 大庆油田是全国重点能源生产联合企业，在册机械设备（当时）26 万 余台。每年消耗点能月 28 亿度，汽、柴油、润滑油 4000 余吨。他们普查了 占总数 90.5%的设备，重点解剖了 83 台典型设备，取得了 1.3 万余数据，经 分析，应用已有摩擦知识，提高效益，节约配件，延长运行周期，节约

4、油脂， 全年可获得经济效益 1.4 亿元。 煤炭系统摩擦学调查煤炭系统摩擦学调查 根据当时对淮南、大同、徐州、北京、开滦等 12 个矿区，24 个煤矿调查 分析，煤矿机械中，钻孔、掘进、采煤、装载、运输、提升、通风、排风、 洗煤等 100 万台，其中 95%以上是井下作业。工况异常恶劣，煤矿机械摩擦、 磨损比其他行业更为严重。 仅就淮南矿务局为例，该局用摩擦学技术推广后，全局每年节电 1900 万 度，节约润滑油 429 吨，各种材料 19.8 吨，价值 6528 万元。 铁道运输系统摩擦调查铁道运输系统摩擦调查 对铁道运输业，从改进轴承、改善润滑、合理选用摩擦材料，每年可节 约 4 亿多元。

5、根据对冶金、石油、煤碳、铁道运输机械五大行业调查，经初 步测算，应用已有摩擦学知识，每年可节约几亿元。这其中尚不包扩括修理 停工损失，延长使用寿命带来的效益，因而还是保守的。 国际摩擦学会主席乔斯特，1979 年和 1980 年二次来华考察，认为中国如 能通过运用摩擦知识和技术实践来防止能源、资源的浪费，每年节约400 亿 人民币是完全可能的。然而，改革开放以来，我国经济建设发展很快。由于 对摩擦学认识和理解以及普及不够等多方面原因，我们和国外的差距，非但 没缩小，而是拉大了。据中国经济年鉴近年来公布的数字，我国单位产 值能耗长期以来一直居世界前列，约西方主要工业国家的5 倍。这在当前我 国能

6、源已明显暴露出不足的情况下，不能不因引起我们高度重视。 就以减少和降低摩擦、磨损的润滑油为例，我国润滑油生产能力、产量 和需求量，均仅次于美、俄二国，居世界第三位，根据近期公布数字已进入 第二位。但人均消费润滑油却仅是世界平均水平7.5Kg/人，是美国的 1/15、 日本的 1/8、泰国的 1/3 弱。在用油水平上，我们远远落后于台湾、韩国、 新家坡、马来西亚、泰国、菲律宾乃至印度和巴基斯坦。 我国长期在低档油品上徘徊，这为外国大公司创造了得天独厚的进军条 件。目前外油已占润滑油市场份额的 1/4，而高档油市场几乎成了“外 油”的一统天下。如果现在不奋起直追，10 年后，“外油”将占领中国润滑

7、 油市场的半壁江山。 那么，我们在油品应用上究竟存在哪些差距呢？ 第一、在认识理解上第一、在认识理解上 笔者由于从事培训和咨询工作，近些年为多家工矿企业下厂讲课咨询， 发现相当一部分工矿企业的设备领导对设备润滑认识不足。认为只是“浇一 浇”油，有什么好谈的，不少企业都组织一部分人员和配件，一但设备出现 故障，组织抢修、更换，至于故障产生原因，大部分归罪于备件上，如材质 不好，热处理硬度不够，加工精度不高，安装位置不对等，从机械设备找原 因居多。而据国外提供资料表明，约 60%以上机械故障由润滑不良引起的， 我们则很少追问是不是“油”选的不对，运行中维护不好，污染变坏等。一 个好的设备管理者，首

8、先应当关心影响设备正常运行的那些摩擦付，正是这 些摩擦付，由于润滑不良，导致设备短寿，甚至提前报废。当前设备可能因 腐蚀、断裂，甚至误操作而损坏，这只不过占 10%。而 80%以上是因摩擦导致 磨损而报废，不抓这个大“西瓜”，就拣了“芝麻”。实践证明，正是有些 单位这样做了，而获得了巨大的效益。 第二、在油品更新换代上第二、在油品更新换代上 和其他技术一样，随着科技发展，设备所用润滑材料也在换代，遗憾的 是，据中国机械工程学会设备维修分会 1999 年调查，大约有 64.7%的企业设 备管理和维修人员对近年来润滑技术发展不甚了解。如“机械油”、“钙基 脂”这些最早我们用过的低档油脂，在当时设备

9、压力小、速度慢、体积大， 复杂程度低的情况下还可以用。但发展到如今，早已不适合，国家标准早已 将“机械油”淘汰，但由于利益驱使，只要有订单，一些调油厂照样调，用 油单位则只要牌号对，价格低，谁给回扣就买谁的。更不考虑这种油能否保 护和延长设备使用寿命。还有些设计单位，知识不能及时更新，未能与时俱 进，2003 年笔者下厂咨询服务时看到 XX 机床厂，2002 年生产的落地搪床， 设备用油的标牌上除了“机械油”就是“钙基脂”。这种用油状况，岂止一 家。据资料介绍，目前我国工业用油中，全损耗系统用油，HL 普通液压油的 比例在 70%左右。至此，足可以理解我国单位产值能耗较西方国家高5 倍以 上的

10、缘由。 第三、关于高性能油第三、关于高性能油 油品更新换代，出现了高性能油，如齿轮油添加剂不断完善，性能大幅 提高，润滑机理发生了变化，传统润滑机理靠润滑油粘度来决定承载能力， 而现在油中加入高效极压抗磨添加剂后，在局部高温、高压下、极压抗磨分 子裂解放出极性物质，在接触表面产生化学反应膜，称化学吸附膜，其强度 提高了 510 倍。它赋予润滑油巨大承载能力，如壳牌超级工业齿轮油PO 值达到 7840N，可用于所有开式和闭式齿轮转动。高性能油，原料好，调配 严格，生产成本高，当然价格也高一些，但设备少出事故，使用寿命长，带 来经济效益是可观的。如 IKg 锂基脂，可当 6Kg 钙基脂用。将普通

11、HL 液压油 改用相当粘度 HM 抗磨液压油，液压泵的寿命可提高 10 倍。1 台泵相当 10 台 泵用。遗憾的是一些用油单位就认“廉价油”。 第四、在润滑技术推广上第四、在润滑技术推广上 SKF 轴承制造商是世界最负盛名的轴承制造公司，通过大量试验，深入研 究了负荷、油液粘度、颗污染物各种因素对轴承寿命的影响，得出结论：即 清除润滑油中 25 微米固体颗粒，滚动轴承的寿命可延长到原来的1050 倍。日本 BHP 钢铁公司，NSC 钢厂，通过运行中润滑问题的研究，在1975 1985 年间，设备故障每年 342 起，减少到 85 起，设备故障率减少 87%。天津 港务局从 20 世纪 90 年

12、代抓油液净化工作，使得各种发动机、铲车、吊车、 装载车故障明显下降，每年节约油料和维修成本高达500 万元。这种以较小 投资（一台滤油机几万元）创造了巨大效益，何人不要呢！ 第五、表现在节能上第五、表现在节能上 前面谈到，世界能源消耗约 1/31/2 为不同形式摩擦所致。发挥合成油 （脂）的优势节能降耗十分可观，如有人用矿油和双酯、聚a 稀烃对比，发 现二种合成润滑剂的抗磨性比矿油好得多。摩擦系数低 20%35%，在往复压 缩机和旋转螺杆压缩机用相同粘度双酯压缩机油代替矿油，结果功率消耗降 低 4.4%13.5%。天津、重庆、西安印染厂在热定型机上采用 4402 合成定型 机油代替矿物油，电机

13、电耗降低 30%80%。世界各大石油公司进行了大量汽 车发动机台架试验和行车试验，证明合成油能直接节约燃料 3%5%，我们还 是以能源消耗量最大的汽车为例，据报到，汽车发动机磨损60%是发生在起 动初期。由于润滑油尚没被泵送到润滑部位，而当使用多级油后，则大为不 同，这种油改善可油品的粘温性，既保证高温时足够的粘度，又保证润滑， 又由于较低的温粘性，较快的被泵送到润滑部位，减少初期磨损，节约了能 源。多级油使发动机在更宽的温度泛围内工作，避免了季节换油，达到冬夏 通用，南北通用。多级油燃料消耗减低 510%。目前美国 90%以上汽油机油， 60%以上柴油机油， 均采用多级油。 日本汽油机油达到

14、 100%， 柴油机油达 52%。 我国汽油机油只占 13%，柴油机油占 16%。可见潜在经济效益不言而喻。诚然 合成油脂，价格高一些，但据国内外资料介绍表明，其综合效益仍提高 20%。 这主要包括除直接节约润滑剂之外， 同时延长了设备使用期限， 减少了维修， 减少了备件消耗，与此同时，少维修，又多创造财富。有人统计后，润滑油 的消耗在整个维修过程中，仅占各种消耗的0.51%。 第六、润滑技术人员奇缺第六、润滑技术人员奇缺 有人把“油”比作“药”，把润滑人员比作“润滑医生”，现在市场上 出现了： “药”多（各种牌号油）， “药厂”多（油脂生产厂）， “卖药”多（各种油脂销售公司）， “生病”多

15、（指企业由于润滑不良引起故障）。 “四多一少”现象，少什么？少“设备润滑医生”。 由于“缺医”，一些企业“设备生病”，得不到及时“治疗”。二是“有 病”乱“投医”，乱“吃药”，甚至不“吃药”，坏了就换件，特别是一些 贵重设备，造成早期“夭折”，乃至报废，时有发生。另一方面，销售公司 从事科研，生产和销售人员对工矿企业设备缺乏了解，所以“懂油”不“懂 设备”，造成售油的瓶颈。 而现场一些技术人员则大部分是学各种机械的，润滑知识得不到更新， 所谓“不懂油”，这种现象，在过去油品品种少的情况下不突出。而当今国 内油品已达 600 余种，几乎有什么工况，就有相应的油品。工况企业的设备 故障，往往是油和

16、备件搅在一起的，这种“懂油”的不懂“设备”，懂“设 备”的，不“懂油”的现象，越来越明显表现出来。培养设备“润滑医生” 已成为当务之急。可惜的是现在的工科院校，很少有油品应用专业。就是过 去一些机械专业的学生， 尚有几十个学时学一学润滑。 而现在几乎全部削掉。 摩擦学重在应用。我们应当有一批有志之士，投入到这个行列来，笔者 2004 年初有机会去美国考察了美国润滑脂协会，美国 ASLE 润滑工程师学会， 清楚看到这样的组织不但全国有，而且各洲也有，一些大城市也有。笔者曾 参加了休斯顿一个分会集会，看到参加者大都是企业润滑技术人员，而且这 些组织都有较细的活动计划，笔者深有感触。 我们呼吁，重视设备润滑，加入到这一古老而又充满新鲜知识的油品应 用行业里来，润滑已不单是技术问题，它更是一个管理问题。它已影响全设 涉及到节能、环保、增效、安全等国计民生大事。让我们共同努力，把这一 新型的“润滑经济”蓬勃开展起来。 参考文献参考文献 1.马先贵：工矿节能挖潜的重要途径-用油高性能化，第七届全国设备润滑 与液液压学术会议 2001 年 1 月 2.朱均：润滑研