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1、设备的润滑管理 2014年4月 第一部分：设备管理、维修与油液监测 第三部分：润滑与润滑材料润滑与润滑材料 第四部分：典型设备与零部件润滑 第二部分：摩擦学基础 第一部分 设备管理、维修与油液监测 现代设备的特点现代设备的特点 大功率、小体积、重量轻、高速化、精密 化、功能多样化及高级化、微电子化、 自动化、高可靠性、环境好 对设备管理提出了更高的要求 润滑是设备管理的重要方面 设备管理、润滑与维修设备管理、润滑与维修 设备维修是设备管理的重要内容 设备润滑是设备维修的重要组成部分 油液监测是设备润滑管理中的重要环节 油液监测是设备状态监测的主要手段之一 企业的部分润滑问题企业的部分润滑问题
2、润滑规程不清晰或没有； 买最便宜的或最贵的润滑油； 润滑知识老化或仅仅来自于润滑油厂商； 润滑停留在几十年以前的水平，例如： 使用机械油、有油就行； 按时换油，而不是按质换油； 类似的润滑问题重复出现。 润滑新理念润滑新理念 工业骑在10um的润滑油膜上 润滑油（脂）是最重要的机械零部件， 是维修工唯一能控制的部件 合理润滑可产生巨大的经济效益 润滑污染控制的重要性润滑污染控制的重要性 英国流体协会的液压系统寿命研究表明： 液压油污染度为10/7时的系统寿命为24/21 时的系统寿命的100倍。 SKF的轴承寿命研究表明：轴承润滑的污 染状况可使轴承的寿命相差500倍。 用户的主要受益用户的主
3、要受益 减少意外停机时间 降低维修成本 延长设备使用寿命 提高投资回报 实现按质换油，延长换油周期 防止突发性重大设备事故和人身伤亡事故 有利于节能和环保 实现设备现代化科学管理 设备零故障、零缺陷、零库存、零事故、零 差错 油液监测中的取样问题 1、取样是油液监测中的重要环节 2、注意取样的代表性 循环系统取样 最佳的取样位置不是油液流过管路中的直线部分而是拐角 和弯管这些油液呈紊流状态的区域。垂直安装在系统循环 管线的直线部分上的取样阀往往会引起颗粒流失，导致进 入油样瓶中的颗粒浓度的减少。将取样阀安装在管线拐角 及转弯处可以消除这种影响 。 低压循环系统中取样 当排油管或回油管没 有足够
4、的压力来取样 时，需要用到真空泵 式取样器。 油浸式润滑的取样 柴油机，循环齿轮箱 和循环压缩机 CAT新型号的发动机在进过滤器前的适当位置都安装有取样阀 第二部分 摩擦学基础 摩擦的定义及类型 两个相互接触的物体在外力的作用下发 生相对运动或具有相对运动趋势时，在接触 面间产生切向的运动阻力，叫摩擦力，这种 现象叫摩擦。 按摩擦副的运动形式分为：滑动摩擦、 滚动摩擦、旋转摩擦和复合摩擦。 按摩擦副表面的润滑状态分为：干摩擦 、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦。 磨损过程 磨损是指摩擦副的对偶表面相对运动 时工作表面物质不断损失或产生残余变形 的现象。磨损过程是因对偶表面间的机械 、化学与热作用而
5、产生。运动副的磨损过 程可分为：跑合阶段、稳定磨损阶段和剧 烈磨损阶段。 磨粒磨损 磨粒磨损是接触表面作相对运动时由外界 硬颗粒或对磨表面上硬的微凸体，在摩擦过程 中引起的表面擦伤和表面材料脱落的现象。磨 粒磨损是最常见的磨损现象。据统计，在生产 中因磨粒磨损所造成的损失约占磨损总数的一 半左右。 一般说来，磨粒磨损有三体磨粒磨损和两位 磨粒磨损两种形式。磨粒磨损可以归纳为以下 三种磨损机理：微观切削、挤压剥落和疲劳破 坏。 磨 粒 磨 损 机 理 和 磨 损 颗 粒 磨 料 磨 损 类 型 粘着磨损 粘着磨损是接触表面相对运动时，由于粘着 效应所形成的粘着结点发生剪切断裂，被剪切 的材料或脱
6、落成磨屑，或由一个表面转移到另 一个表面而造成的一种磨损。 粘着磨损是一种常见的磨损形式，它的发生 与发展十分迅速，容易使机器发生突然事故， 造成巨大损失。 根据粘着结点的强度和破坏位置的不同，粘 着磨损有以下几种形式：涂抹、擦伤、胶合、 卡咬。 粘 着 磨 损 机 理、 磨 损 颗 粒 和 磨 损 零 件 粘着磨损 表面疲劳磨损 表面疲劳磨损，有时称为疲劳磨损。可以 定义为“当两个接触体相对滚动或滑动时，在接 触区形成的循环应力超过材料的疲劳强度的情 况下，在表面层将引发裂纹，并逐步扩展，最 后使裂纹以上的材料断裂剥落下来的磨损过程” 。既然它是一个疲劳过程，那么表面疲劳磨损 ，按裂纹萌生点
7、不同可分为表层萌生与表面萌 生疲劳磨损；按磨屑和疲劳坑的形状不同可分 为鳞剥和点蚀两类。 疲 劳 磨 损 机 理、 磨 损 颗 粒 和 磨 损 零 件 腐蚀磨损 在气体或液体的腐蚀环境中进行摩擦， 摩擦表面与周围介质发生化学或电化学反 应而生成反应物，这些反应物继续摩擦就 会剥落，这个过程反复进行所造成的表面 损伤，称为腐蚀磨损。因此，腐蚀磨损必 须兼有腐蚀和摩擦。常见的有氧化磨损和 特殊介质腐蚀磨损。 锈 蚀 颗 粒 和 腐 蚀 磨 粒 设备磨损提示： （1）影响设备磨损的因素众多，要具体分析； （2）设备磨损是个渐进过程，短时难以察觉 ；（3）通过合理 润滑降低磨损速率可带来长期经济效益，
8、不会立竿见影。 影响磨损的因素 v 润滑； v 材料； v 表面加工质量； v 机件的工作条件：载荷、速度、温度、 湿度及周围环境、机件运动副的结构特点 及运动性质。 第三部分 润滑与润滑材料 1、润滑 润滑的作用 降低摩擦系数、减少磨损、降低温度、防 止腐蚀、保护金属表面、清洁冲洗和密封。 润滑的类型 按润滑剂的物质形态可分为：气体润滑、 流体润滑、半固体润滑和固体润滑。 根据润滑膜的形成机理和特征可分为以下 五种：流体动压润滑、弹性流体动压润滑、流 体静压润滑、边界润滑和干摩擦状态。 边界润滑流体润滑 润滑形式 滑动轴承流体动压润滑 流体动压润滑 弹性流体动压润滑 当滚动轴承、齿轮、凸轮等
9、高副接触 时，实际承载面积极窄小，使得接触区内 产生高达几千MPa的压力，导致较大的弹 性变形。由于接触压力极高，润滑油粘度 由于粘压效应会增加许多倍，因此弹性流 体动压润滑就是考虑了摩擦副接触面的弹 性变形和润滑油的粘压特性。 流体静压润滑 流体静压润滑是指利用外部的流体压力源 （如供油装置），将具有一定压力的流体润滑 剂输送到支承的油腔内，形成具有足够静压力 的流体润滑膜来承受载荷，并将表面分隔开这 样一种润滑状态。它的主要优点：起动摩擦阻 力小；使用寿命长；抗振性能好；运动精度高 ；可适应较广的速度范围。但需要专用的流体 压力源。流体静压润滑系统按供油方式可分为 ：定压供油系统和定量供油
10、系统。 边界润滑 在不满足流体润滑的条件下，将润滑油加入到摩擦 副表面所形成的表面膜也具有降低摩擦和减少磨损的作 用，广义而言，这种润滑状态被统称为边界润滑状态。 边界润滑是介于流体动力润滑和固体摩擦之间的一种润 滑状态，是一种润滑膜很薄的很不完整、摩擦表面有部 分固体接触的润滑状态。 在边界润滑条件下，润滑油的粘度对其润滑效果影 响很小。此时起决定作用的是润滑油（尤其是润滑油中 的添加剂）和摩擦副材料的物理化学性质，以及彼此相 互作用形成的边界润滑膜的性质。边界润滑膜通常是通 过物理吸附、化学吸附和化学反应的方式形成的。 物理吸附膜 化 学 吸 附 膜 化学反应膜 典型零件的油膜厚度 滚动轴
11、承 0.13m 齿轮 0.11m 发动机滑动轴承 0.550m 其它滑动轴承 0.5100m 头发直径： 7580m；肉眼可见的最小尺寸：40m 润滑材料类型 基础油分类 分类S，%饱和烃，%粘度指数 0.03或9080120 0.039080120 0.0390120 聚烯烃（PAO） (合成油技术) 类以外的其他基础油(有机脂、聚醚、烷基苯、甲基硅油、GTL等) 聚内烯烃（PIO） （欧洲） 项 目 很高粘度指数 120VI140 高粘度指数 90VI120 中粘度指数 40VI90 低粘度指数 40 通用基础油VHVIHVIMVILVI 低凝基础油VHVI WHVI WMVI W 深度精
12、制基础 油 VHVI SHVI SMVI S 项 目 很高粘度指数 120VI140 高粘度指数 90VI120 中粘度指数 40VI90 低粘度指数 VI40 通用加氢基础油VHVI HHVI HMVI HLVI H 低凝加氢基础油VHVIW HHVIW HMVIW H 美国石油学会（API）基础油分类 溶剂精制基础油的分类 加氢基础油的分类 润滑油的添加剂 根据所起作用可以分为两大类：一类改善润滑 油物理性能的,一类改善润滑油化学性能的。 清净分散剂； 抗氧抗腐剂； 金属钝化剂； 极压抗磨剂； 防锈剂； 粘度指数改进剂； 降凝剂； 抗泡沫剂； 抗乳化剂。 无 磷 氯 硫 合成润滑油 合成润
13、滑油是采用有机合成方法制备 的。它与矿物油相比，具有以下特性： 优良的耐高温性能和热氧化稳定性； 优良的粘温性能和低温性能； 优良的化学稳定性； 良好的润滑性和较低的挥发性。 v 理化性能指标： 外观、色度、密度、粘度、粘度指数、闪点、凝 点和倾点、水分、机械杂质、残碳、灰分、水溶性酸 碱、酸碱值和中和值、氧化安定性、热安定性、油性 和极压性、腐蚀和锈蚀、空气释放性、泡沫特性、抗 乳化性、水解安定性、蒸发损失、馏程、苯胺点、橡 胶适应性、剪切安定性等。 润滑油的主要质量指标 v 摩擦磨损性能： 润滑油在评定了理化性能之后，一般应进行某些模拟 台架试验，包括一些发动机试验，通过之后方能投入 使用
14、。具有极压抗磨性能的油品都要评定其极压抗磨 性能。常用的试验机有四球试验机、梯姆肯环块试验 机、FZG齿轮试验机、法莱克斯试验机等，都用于评 定油品的耐极压负荷的能力或抗磨损性能。 润滑油的主要质量指标 润滑脂 润滑脂是一种油膏状的润滑剂，在常温、常压下呈半固态油性软膏状。润滑 脂是除润滑油外的另一类应用范围很广的重要润滑剂，广泛用于汽车、坦克 、舰船、飞机以及其他机械，其组成与润滑油大不相同。 润滑脂具有液态润滑油所没有的很多特性，例如： 耐压性强。润滑脂在金属表面上的附着能力很强，它能在润滑油无法润 滑的部位形成牢同的润滑膜，并承受很大压力。 缓冲性能好。润滑脂用于做往复运动的机械中在很大
15、冲击力和震动时能 起缓冲作用，减弱或消除机械的震动，保证必要的润滑。 不易流失。由于润滑脂能用于垂直表面或不密封的摩擦部位，能保持足 够的厚度，即使在离心力的作用下，也不至于流失，所以能保证可靠的润滑 。 密封性能和防护性能好。润滑脂的密封性能优于润滑油，它可以防止水 分、灰尘、杂质和腐蚀性物质进入摩擦表面，保持摩擦表面清洁，防止其被 锈蚀。 粘温性能好。润滑脂的粘度受温度变化的影响比润滑油小，这是润滑脂 特有的优良性能，因而适用于运动速度和温度变化幅度较大情况下的润滑。 特点 润滑脂虽具有很多优点，但它并不能完全取代液 态的润滑油。 由于润滑脂没有流动性，导热系数很小，因而不 能进行循环润滑； 它没有冷却和清洗作用； 它的摩擦阻力较润滑油大，影响机械的效率； 润滑脂的抗氧化安定性不如润滑油； 润滑脂更换时比较麻烦，常需停机或拆卸机件， 影响工作。 因此，润滑脂的使用范围受到一定的限制。 润滑脂适用于下列工作条件下机械的润滑： (1)因结构或工作条件限制而不能使用润滑油润滑的机械设 备或部位。例如，在负荷大、转速慢、温度高的条件下工 作的轴承，在大压力和离心力作用下，润滑油难以保证必 要的润滑，用润滑脂可以达到保证润滑的目的。又如某些 不能及时有规律地向摩擦部位加油
