摩擦学设想_图

    发布时间: 2019-07-29

  摩擦学设想_工学_高档教育_教育专区。第11章 摩擦学设想(2) Ⅺ Tribology Design 11.4 润滑和润滑系统设想 摩擦副做相对活动时,因为存正在摩擦阻力,发生接触概况间的磨 损和功率丧失。 磨损会降低机械的工做精度,

  第11章 摩擦学设想(2) Ⅺ Tribology Design 11.4 润滑和润滑系统设想 摩擦副做相对活动时,因为存正在摩擦阻力,发生接触概况间的磨 损和功率丧失。 磨损会降低机械的工做精度,而摩擦功为热量,使概况间 的工做温度升高,严沉时会形成摩擦面间的胶合。为了削减机械的磨 损和发烧,机械平安运转,耽误利用寿命和降低能源的耗损, 摩擦副工做概况间需进行润滑。 利用经验表白,润滑是减小摩擦副概况摩擦、降低磨损的最无效、 最主要的手段和办法。 11.4.1 摩擦副间的根基润滑形态 1. 摩擦副间的根基润滑形态 摩擦副概况间的润滑可分为非流体润滑和流体润滑两大类。 流体润滑是指正在恰当前提下,摩擦副的两摩擦概况被一层粘性流 体润滑膜(厚度约为1.5~2μm以上)完全分隔,有流体压力均衡外载 荷。因为两摩擦概况不是间接接触,当两概况彼此滑动时,发生的摩 擦为润滑油之间的内摩擦,因而摩擦系数很小,一般为0.001~ 0.008,从而无效地降低了磨损。 此时,流体润滑的摩擦性质完全决定于流体的粘性而取两个摩擦 概况的材料无关。所用的粘性流体能够是液体,如各类润滑油、水等, 也能够是气体,如空气、氦、氢等,响应地称为液体润滑和气体润滑。 流体润滑的次要长处是:摩阻低,摩擦系数很小,一般为0.001~ 0.008(液体动压润滑)或更低(气体润滑及静压润滑),能够改善摩擦副 的动态机能并能无效地降低磨损。 根据流体润滑油膜压力构成的体例分歧,又将流体润滑分为流 体动压润滑和流体静压润滑两类。 流体动压润滑,系由摩擦概况间构成的油楔和相对活动, 由粘性流体发生的油膜压力以均衡外载荷。 流体静压润滑,系由外部供油系统向摩擦概况间供给有必然压 力的流体,借帮流体的静压力均衡外载荷。 非流体润滑是指正在摩擦概况间用粉状或薄膜状固体进行润滑。 润滑膜为固体膜。常用的固体润滑剂有:层状晶体布局物质(如石 墨、二硫化钼等)、非层状无机物(如氧化铅等)、金属薄膜(如将 铅、锡、锌等低熔点软金属做成的干膜润滑)、塑料(如聚四氟乙烯、 尼龙等)、合成膜或化合膜等。 润滑的目标是正在摩擦副概况之间构成低剪切强度的润滑膜,用它 来减小摩擦阻力和降低概况材料磨损。润滑膜能够是由液体或气体组 成的流体膜或者固体膜。 根据润滑膜的构成道理和特征,摩擦副概况间的润滑能够分为如 下 5 种根基类型: ◆ 流体动压润滑 ◆ 流体静压润滑 ◆ 弹性流体动压润滑 ◆ 鸿沟润滑 ◆ 干摩擦形态 这 5 种润滑类型的根基特征可见表11-9。 表11-9 5 种润滑类型的根基特征 2. 润滑形态的 润滑是减小摩擦和降低磨损的一种主要方式,它影响着摩擦副之 间能量及概况材料的转移。任何润滑现象的紊乱和失效,城市导致摩 擦副概况的摩擦特征的改变,并发生无害的成果。因而,除了有需要 研究各类润滑形态的机理外,还应领会润滑形态的失效过程以及润滑 形态的及特征。 一般来说,摩擦副间有下述几种润滑形态的改变: ①由层流到紊流; ②由完全的流体动压润滑到部门流体动压润滑; ③鸿沟膜的分裂; ④发生强烈的金属粘着。 上述前两种润滑现象的很较着,但后两种润滑现象的十 分复杂,目前还正处研究中。 正在机械工做时,摩擦副概况的鸿沟润滑、夹杂润滑和流体润 滑等三种润滑形态能够用润滑形态曲线(或称Stribeck曲线。 润滑形态曲线图以摩擦系数 f 做 纵坐标,由于 f 的大小能够申明不 同的润滑形态;用同Sommerfeld数 性质雷同的ηV/W 做横坐标,由于 此数能够申明润滑油膜具备几多承 载能力(η为润滑油的粘度,V为两 个概况的相对速度,W为载荷)。 制做该曲线图时,为了消弭温度对 粘度的影响,试验时采用25℃做为 计较 f 的按照。 图11-8 滑动概况润滑形态 图中曲线表白,存正在三种润滑区域:流体动压润滑区、夹杂润滑 区(或称部门流体动压润滑区)和鸿沟润滑区。 11.4.2 流体动压润滑道理及动压滑动轴承的设想 1. 流体动压润滑道理 流体动压润滑是机械摩擦副工做概况最但愿获得的润滑形态。流 体动压润滑理论的根基方程是润滑膜压力分布的微分方程,即雷诺 (Reynold)方程。它是从粘性流体力学的根基方程出发,按照必然 的简化假定而导出。为阐发便利,现以两块彼此倾斜的平板为阐发 对象,如图11-9所示,两板之间充满润滑油,下板静止,上板以速度 U 沿 x标的目的匀速挪动。 (a)油楔 (b)油膜中的微单位体 图11-9 油楔承栽机理(动压阐发) 假设:(1)润滑油的活动是层流;(2)润滑油沿z 向没有流动;(3)油 层为不成压缩流体,粘度为常量、不随压力变化;(4)忽略油的惯 性力和沉力;(5)沿油膜厚度标的目的(y向)压力变化忽略不计。可得流 体润滑膜压力分布的二维雷诺方程为 ? 3 ?p ? ?p ?h (h ) ? (h3 ) ? 6?U ?x ?x ?z ?z ?x (11-16) 式中,x、y、z为坐标变量;U为平板沿 x标的目的的挪动速度;h为润滑 膜厚度;p 为流体的压力。 上式是计较流体动压轴承机能的根基公式。它表达了流体动压 润滑时,油膜压力沿 x和 z(轴向)两标的目的发生变化以及流速沿 x方 向发生变化时,压力梯度、流速、油膜厚度、润滑油粘度等参数之 间的关系。式中等号左边部门的两项表征沿 x和 z标的目的油膜压力分布, 如图11-10所示。等号左边暗示了沿 x标的目的上速度和油膜厚度变化的 影响,即表白油楔感化。 图11-10 动压滑动轴承油膜压力分布 对于无限长轴承(沿Z向的压力变化率 ?p ?z ? 0),上式(11-16) 可简化为一维雷诺方程 ? 3 ?p ?h (h ) ? 6?U ?x ?x ?x (11-17) 对上式进行积分并设 d p d x ? 0 处的油膜厚度为 hm(即油压最大 处的油膜厚度),则上式可拾掇成以下形式 : h?h dp ? 6?U ( 3 m ) dx h (11-18) 上式称为一维雷诺方程的积分表达式。为了区别,凡是把式(1117)称为一维雷诺方程的微分表达式。操纵式(11-18)可求得油膜压力 函数p(x),再次积分就可求得油膜的承载能力P。 由式(11-18)能够看出,成立流体动压润滑必需满脚以下前提: (1) 两相对滑动概况之间必需彼此倾斜而构成油楔; (2) 两滑动概况应具有必然的相对滑动速度,而且其速度标的目的应 该使润滑油从楔形大口流入,从小口流出;正在必然范畴内,油膜承 载能力取滑动速度成反比关系; (3) 润滑油应具有必然的粘度,粘度愈大,油膜承载能力也愈大 。 2. 液体动压滑动轴承的设想计较 会商了相对活动两平板间的油膜润滑。若将两平板改成圆筒 和圆柱,便形成常见的径向轴承。则可操纵一维雷诺方程来计较圆柱 体正在圆筒中动弹时的压力分布。 1) 径向滑动轴承的几何参数 如图11-11所示,设D、R分 别暗示轴承孔的曲径和半径;d、 r 别离暗示轴颈的曲径和半径; B为轴承宽度。则径向动压滑动 轴承的几何参数有: 图11-11 径向动压滑动轴承的几何干系 (1) 轴承宽径比 B/d(或B/D); (2) 半径间隙 c=R-r=(D-d)/2; (3) 相对间隙ψ=c/r; (4)偏疼距 e =OO (图 11 ?11) ; (5)偏疼率ε=e/c; (6)最小油膜厚度 hmin ? c ? e ? c(1 ? ? ) ? ? r (1 ? ? ) (7)偏位角θ(图11-11); (8)任一极角 ? 处的油膜厚度h:正在△OO’M中,按照余弦定 理,有 R2 ? e2 ? (r ? h)2 ? 2e(r ? h)cos ? 拾掇上式并略去高次微量 e2 sin 2 ? ,得 h ? ( R ? r ) ? e cos ? ? c(1 ? ? cos ? ) (11-19) (9)最大油膜压力处的油膜厚度 hm ? c(1 ? ? cos ?m ) , ?m 为最 大油膜压力处( p ? p max )的极角。 2) 动压径向滑动轴承的承载能力 将一维雷诺方程(11-17)或(11-18)改成极坐标式(使 x ? r? , dx ? rd? )并进行求解,就可获得肆意剖面极角 ? 的油膜压力 分布。当用数值计较方式求解雷诺方程获得 p分布后,沿油膜感化区 域积分,可求得压力的合力正在 x、y标的目的上的分量 Fx、Fy。 以图11-12所示的180°圆柱形径向滑动轴承为例,取微分弧面 积 rd? dz ,其上的感化力为 prd? dz (见图11-12b),该力正在 x标的目的的 分量为 p sin[180o ? (? ? ? )]rd? dz 沿 ? 、z 标的目的积分可求得感化正在轴颈上油膜压力合力的程度分量 为 Fx ? ? B2 ? B 2 ?a ? ?b p sin[180o ? (? ? ? )]rd?dz (11-20) 图11-12 径向滑动轴承承载能力计较简图 同理,可求得感化正在轴颈上油膜压力合力的沿垂曲标的目的的分量为 Fy ? ?? B2 ? B 2 ?a ? ?b p cos[180o ? (? ? ? )]rd? dz (11-21) 因载荷F 凡是是垂曲向下感化的,故 Fy=F;因为程度标的目的无载 荷感化,故 Fx=0。 采用数值积分的方式可正在计较机上对 Fy 进行求解。为了便于不 同尺寸、分歧参数的滑动轴承的设想计较,一般则用纲形式的轴 承承载能力来表达,其表达式为 Cp ? Fy ?UB /? 2 ? 2? 1 ?b 0 ?a ? p cos(? ? ? )d? d? (11-23) 因 Fy = F,故 Cp ? Fy? 2 ?UB (11-24) 凡是,Cp 称为轴承的承载系数,它是一个纲量要由式(11-23)通过 计较机进行数值积分求得。径向滑动轴承的承载系数 Cp取偏疼率ε、 轴承宽径比 B/d的关系曲线 承载系数取偏疼率的关系曲线) 润滑油流量 对于如图11-9所示的两块彼此倾斜平板的油楔,当下板静 止,上板以速度 U 沿 x标的目的匀速挪动,且润滑油是层流流动,按照牛 顿粘畅以及油膜中微单位体的力均衡前提和楔形板的鸿沟前提, 可得油膜中油层速度沿油膜厚度 h 分布的表达式为 u? 1 ?p 2 U ( y ? hy ) ? (h ? y ) 2? ?x h (11-25) 由上式可见,u 由两部门构成:第一项暗示速度呈二次抛物线),它是反映油膜中压力的变化,是因为油膜遭到挤 压而惹起的,称为压力流;第二项暗示速度呈线中 的虚曲线所示),这是间接由平板的挪动惹起的,取压力无关,称 为剪切流。油膜中现实速度分布是压力流和剪切流的叠加,如图1114中的实线所示。 按照速度分布可求出 润滑油的流量。油膜正在单 位时间内沿 x标的目的流径任 何截面上单元宽度(z向)面 积的体积流量为 Uh h3 ?p qx ? ? udy ? ? 0 2 12? ?x h 图11-14 油楔中的油层速度分布 (11-26) 上式暗示了沿 x标的目的的流量 qx 由两部门构成:此中项 由剪切流惹起的流量; Uh 是 2 h3 ? p 项是由压力梯度惹起的流量。 12? ?x 充脚的供油量是液体动压滑动轴承为液体润滑形态的需要前提 之一。供油的目标,一是为了弥补轴承从两头部泄走的端泄流量,二 是为了通过泄走的油将轴承所发生的部门摩擦热带走,以防止轴承 过热。对于无限宽轴承,油膜承载区起点 ?a 的进油量 Qi 应等于终 点 ?b 流出油楔的流量取端泄流量 Qs 之和(图11-15)。 进油量 Qi 可操纵式(11-26)求得。 若轴承为非压力供油,则非承载 区的端泄很小可忽略不计;若为压力 供油,因为轴承宽度两头油孔所供的 油取有压力差,故也发生端泄流 量 Q’s(图11-15)。因而,轴承工做 中的总耗油量 Q 为 Q ? Qs ? Qs (11-27) 图11-15 径向滑动轴承中的耗油量 对于非压力供油,Q’s = 0。正在滑动轴承现实设想中,工程上供给了 承载系数Cp取耗油量系数CQ 的关系曲线图。耗油量系数CQ被定义为 CQ ? Q ? UBd (11-28) C 180°圆柱形无限宽径 向滑动轴承的耗油量系数 CQ 取轴承承载系数Cp、宽 径比 B/d 的关系图可见图 11-16。设想时,从图中查 出 CQ 的值后,由上式(1128)便可计较出耗油量Q 的 值。 p 图11-16 承载系数Cp取耗油量系数CQ的关系 4) 摩擦阻力及阻力系数 液体动压润滑时,感化正在轴颈概况上的切向摩擦阻力是液体的粘 性阻力。液体做层流流动时单元面积上的剪切阻力τ按牛顿粘畅定律 为 du ? ? ?? (11-29 ) dy 式中导数 du/dy可由式(11-25)求得,于是上式可写为 ?? ?U h ? 1 ?p (h ? 2 y ) 2 ?x 正在轴颈概况上,因 y = 0,故 ?U h ?p ?x ? ? h 2 ?x 感化正在轴颈上的摩擦阻力 Ff 为 B / 2 ? ?U Ff ? ? ? B / 2 ?a ? b ( h ? h ?p )rd? dz 2 ?x 按照定义,摩擦系数为 ?UB ) Ff Ff Ff ? f ? ? ?? ?? C f Fy (?UB ) ? C Cp p ?2 ( (11-31) 称 Cf ? f ? ? Ff Cp 为轴承的阻力系数,它取承载系数 Cp的关系可见图 11-17。 图11-17 阻力系数 Cf 取承载系数Cp 的关系 5) 轴承温升 为了防止轴承工做时温渡过高,轴承设想时应进行轴承的热均衡 计较,即计较油膜的温升。按照热均衡的概念,单元时间内轴承所产 生的热量应等于同时间内润滑油所带走的热量取通过轴承概况所散去 的热量之和。即 fFU ? C ?Q?t ? ? DB?s ?t1 (11-32) 式中,fFU 为单元时间内压力油膜中所发生的摩擦热量,单元为W; C ? Q?t 为单元时间内压力润滑油经摩擦区域两头流出时带走中 热量,单元为W; ? DB? s ?t1 为单元时间内通过轴承金属概况散于四周介质的热量, 单元为W; 此中:f 为摩擦系数;F 为轴承载荷,N; U为轴颈圆周速度,m /s; C为润滑油的比热,矿物油为1675-2090J/(kg· ℃ ); ρ为润滑油的密度,矿物油为850~900kg/m3; Q为润滑油的耗油量,m3/s; △t 为润滑油的温升(℃),△t = tc-ti,tc为润滑油出油温度(℃); ti 为润滑油进油温度(℃); αs 为轴承的散热系数,按照轴承布局和工做情况,一般可 正在 50~140W/( m3· ℃) 范畴内拔取; △t1 为轴承概况温度取四周介质温度之差,近似地等于△t。 由上式可求得轴承润滑油的温升为 F F Cf fFU dB dB ?t ? ? ? c? Q ? πdB? s c? Q ? π? s c ?C ? π? s Q ? UBd ? U ?U ?f ?? (℃ ) (11-33) 6) 动压滑动轴承设想中的参数选择 (1)轴承宽径比 B/d: 它取轴承的承载能力及温升相关。 宽径比小,则端泄流量大、摩擦功耗小,轴承温升低,但承载能 力也低;宽径比大,虽然轴承承载能力高,但功耗大、温升高,同时 因为宽径比的增大,则对轴的刚度及轴承的制制和安拆精度要求较高, 以避免发生轴承的“边缘接触”。 一般而言,对液体摩擦径向滑动轴承常取B/d = 0.8~1.5,对自位 轴承最大可取到4。常见机械的轴承B/d值如下:透平发电机轴承0.8~ 1.8 ;机床从轴轴承0.8~1.2 ;汽油策动机轴承0.4~1.2 ;柴油策动机 轴承0.5~1.5 ;电动机轴承1.0~2.0 ;铁车辆轴承1.5~4.0。 (2)相对间隙 ? 轴承相对间隙 ? (? c / r ) 对轴承的承载能力、温升和反转展转精度等有 着主要影响。 一般环境下, ? 值可按下面经验公式估取。 ? ? (0.6 ~ 1.0) ?10?3U 1 4 (3)润滑油的粘度η (11-34) 润滑油的粘度η 对轴承的承载能力、功率丧失和温升等影响 较大。设想时,应按照轴承载荷、转速和机械对润滑总的要求选 取润滑油的品种和粘度,具体参赐教材表格或机械设想手册。 凡是,对沉载、低速轴承应选用粘度大的润滑油;对轻载、 高速轴承应选用粘度小的润滑油。 (4)轴承最小油膜厚度 hmin 为轴承能一般工做,要通过验算来 hmin≥[h]=k(Rz1 +Rz2)。此中,[h] 为许用油膜厚度;k为平安系数,一般取k=2~3; Rz1 、Rz2别离为轴颈、轴瓦概况的粗拙度值。 (5) 轴承温度 轴承工做时,油膜遍地的温度是分歧的,凡是认为轴承温度等 于油膜的平均温度 tm。 一般平均温度 tm 介于进油温度 ti 和出油温度 tc 之间。故取轴承 温度 tm = ti + k △t,凡是取系数 k = 0.8, ti 常取为35~45℃(最高不 跨越50℃),一般节制 tm≤75℃。 (6) 轴承平均压强 p 轴承平均压强 p的选择次要取决于机械类型取轴承材料。凡是, 平均压强 p 取得大一些,能缩小轴承尺寸,并能使运转平稳;但过 大时会使油膜变薄,从而提高了对润滑油机能和对轴承加工及安拆 质量的要求,并易于损坏轴承工做概况;平均压强 p过小会加大轴承 尺寸,且正在高速下还可能因偏疼率很小,使轴承工做的不变性变坏。 7) 滑动轴承的材料 (1) 对轴承材料机能的要求 轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。 滑动轴承的次要失效形式是磨损和胶合(或称烧瓦),因为强 度不脚而呈现的委靡损坏和因为工艺缘由而呈现的轴承衬零落等现 象也时有发生。因而,对轴承材料机能的要求是: ①脚够的强度。 ②优良的减摩性、耐磨性、耐蚀性和抗胶合性。 所谓减摩性是指材料具有较低的摩擦阻力的性质。 所谓耐磨性是指材料抵当磨料磨损和胶合磨损的性质。 ③优良的顺应性、包罗性、嵌入性和磨合性。 所谓性是指轴承材料依托概况的弹塑性变形弥补对中误 差和其它几何误差的能力。 所谓嵌入性是指轴承材料嵌藏污物和外来微粒以减轻刮伤或磨料 磨损轴颈的能力。 所谓磨合性是指轴承材料经短期轻载运转后能减小概况粗拙度而 使轴瓦概况和轴颈概况彼此吻合的性质。 ④优良的导热性,热膨缩系数小。 ⑤优良的加工工艺性。 设想时应按轴承的具体环境及经济性准绳分析考虑,针对其次要 的要求去选用适宜的轴承材料。 (2) 滑动轴承的常用材料 滑动轴承材料可分为三大类: 1)金属材料:如轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金、减摩铸 铁等; 2)粉末冶金材料:如含油轴承; 3)非金属材料:如塑料、橡胶、硬木等。 这些滑动轴承常用材料的型号、机能及使用详见11.3节。 11.4.3 润滑材料 润滑材料是用来降低摩擦副概况的摩擦、磨损或概况毁伤的材料 或介质。 常用的润滑材料有液体、固体、半固体和气体等几类。它们别离 以流体润滑膜、吸附膜、化学反映膜和粘附正在摩擦副概况上的固体膜 或涂层起润滑感化。 1. 润滑油 正在工业机械设备中,普遍利用着各类润滑油。其目标是通过它来 降低两摩擦概况的摩擦、磨损和传送摩擦发生的热量,从而降低概况 温度。 分歧的工况、分歧的机械设备应采用分歧型号的润滑油。 工业润滑油凡是由根本油和添加剂构成。 根本油分为矿物油(97%)及合成油(3%)两大类。 (1) 润滑油的几种次要机能目标 ①粘度:是液体润滑剂抵当变形的能力,它标记着液体的内摩擦 阻力的大小。 润滑油的粘度是选用润滑油时确定油商标的次要根据。 ②油性:是润滑油正在鸿沟摩擦时,所构成的润滑油膜对摩擦概况 的吸附机能。 润滑油的油性取决于润滑油的化学组织,凡是动动物油的油性比 矿物油的油性要好。正在不异前提下,油性好的润滑油其润滑结果较好。 ③闪点:当油正在尺度仪器中加热所蒸发出的油气,一遇火焰即能 发出闪光的最低温度,称为油的闪点。这是权衡油的易燃性的一种尺 度,对正在高温下工做的机械,它是润滑油的一个十分主要的目标。 ④凝点:是指润滑油正在前提下,不克不及再流动时所达到的 最高温度。它是润滑油正在低温下工做的一个主要目标。间接影响到机 器正在低温下的起动机能和磨损环境。 (2) 工业润滑油的品种 为了分歧机械设备的优良润滑机能,工业出产的润滑油品种 良多,现引见其最次要几类如下: ①策动机润滑油。次要用来对策动机的三大摩擦副:即气缸-活 塞及活塞环、曲轴轴颈-轴承、凸轮-挺杆进行润滑。 ②齿轮润滑油。次要用于齿轮传动工做时齿面间的润滑取冷却。 ③液压油。液压油的次要感化是传送液压能,其次是润滑、冷却、 防锈、减震等感化。液压油应具有优良的湿粘特征、润滑性、抗氧安 定性、抗乳化性、抗泡性、防锈性、防火性以及较高的洁净性。原国 标GB2512-81将液压油分为两大类系统:液压系统和液力系统。 ④汽轮机润滑油。汽轮机润滑油次要用于蒸汽涡轮机、燃气轮机、 水力涡轮机及发电机的轴承润滑及冷却。 ⑤汽缸润滑油。气缸润滑油用于来去式蒸气轨、蒸汽来去泵、蒸 汽锤等间接取蒸汽接触时,次要润滑汽缸、活塞、配汽机构等摩擦副 零件概况。汽缸油可分为饱合汽缸油和过热汽缸油等两大类多规格。 ⑥压缩机润滑油。压缩机润滑油用于润滑、密封、冷却气体压缩 机的活动部件。压缩机油又分为活塞式(来去式)压缩机润滑油和回 转式(透平)压缩机润滑油两大系列多种规格。 ⑦冷冻机润滑油。冷冻机润滑油次要是用来润滑冷冻机的压缩机。 冷冻机润滑油应具有优良的低温机能,具有较低的凝点,同时也应具 有恰当的粘度以及优良的化学安靖性。冷冻机润滑油不克不及随便用其它 润滑油取代。 ⑧机械油。机械油凡是用于工做温度正在50~60℃以下的通俗机械的 润滑。 常用润滑油的商标、性质及其用处见表11-10。 表11-10 常用润滑油的性质及用处 2. 润滑脂 (1) 润滑脂的几种次要机能目标 润滑脂是正在润滑油中插手稠化剂所制成的半固体胶性物质。常用 的稠化剂是脂肪酸金属皂。皂中所含的根本金属为钙、锂、钠、钡或 铝,响应地称它们为钙基皂、锂基皂等。为了改善和提高润滑脂的性 能目标,还可按照需要添加各类添加剂。 润滑脂的次要机能目标如下。 ①滴点。滴点是暗示润滑脂由胶态变为液态的温度,是润滑脂的 耐热性目标。滴点越高,耐热性就越好,润滑脂答应的润滑脂也越高。 一般取润滑脂的润滑脂低于该脂的滴点20~30℃。 润滑脂的滴点次要取决于稠化剂的品种和含量。 ②稠度。稠度是用来暗示润滑脂的软硬度,亦即反映润滑脂正在外 力感化下变形的程度,变形程度大暗示脂软,反之则硬。润滑脂的稠 度相当于润滑油的粘度。 权衡稠度的目标是用针入度值,即采用针入度计来测定。 ③机械安靖性。机械安靖性是指润滑脂正在利用中抵当机械的 能力。 测定润滑脂的机械安靖性的方式常采用滚筒试验法。该法是采用 针入度计测定润滑脂正在进入滚筒试验前后的针入度值之差来暗示脂的 机械安靖性。 (2) 润滑脂的选用 常用润滑脂的商标、性质及其用处见表11-11。 表11-11 常用润滑脂的次要性质和其用处 3. 固体润滑剂 固体润滑剂是指正在摩擦副概况间用固体粉状、薄膜或复合材料 取代润滑油脂进行润滑,以达到削减概况间摩擦、磨损的目标。 目前,常用的固体润滑剂的次要品种有: (1)层状晶体布局物质,如石墨、二硫化钼、氮化硼等; (2)非层状无机物,如氧化铅等; (3)金属薄膜,如将铅、锡、锌等低熔点软金属做成干膜润滑; (4)塑料,如聚四氟乙烯、尼龙等; (5)合成膜或化合膜等。 几种常用固体润滑剂的特点及使用见表11-12。 表11-12 几种常用固体润滑剂的特点及使用 11.4.3 润滑系统设想 准确地选用润滑体例和润滑系统对润滑剂的输送、分派、调理 和查抄,以及对提高机械设备的工做机能和利用寿命起着主要的感化。 1. 润滑体例 机械设备中常用的润滑体例及安拆有如下几种: (1)手工加油(或脂)润滑。 (2)滴油润滑。该润滑体例是操纵油的自沉向润滑部位滴油进行润 滑,次要用于滑动及滚动轴承、齿轮、链条及滑动导轨上。 常用的滴油润滑安拆是针阀滴油油杯。 (3)飞溅(油池)润滑。该润滑体例次要用正在闭式齿轮传动及曲轴 轴承等处。它依托扭转的机件或附加正在轴上的甩油盘、甩油片等,将 油池中的油溅散或带到润滑部位。 该润滑体例只能用于封锁的机构。 (4)油环或油链润滑。这种润滑体例只能用于程度安拆的轴,如机 床、电机、电扇等的从轴轴承的润滑。它依托套正在轴上的油环油链将 油从油池中带到润滑部位。 (5)油绳、油垫润滑。 (6)机械强制送油润滑。这种润滑体例次要用于机床、锻压设备和 一些内燃机、蒸汽机的从轴承上。它是操纵拆正在油池上的小型柱塞泵 通过机械或电机的带动,从油池中的把油压向润滑点。 (7)油雾润滑。这种润滑体例次要用正在高速滚动轴承及密闭的齿轮、 链条等部件上。油雾润滑的道理是操纵压缩空气通过喷嘴把润滑油喷 出,将其雾化后再送入摩擦副概况,并让其正在饱和形态下析出,使摩 擦概况上粘附一薄层油膜而起润滑感化。 (8)集中润滑。 (9)压力轮回润滑。 对于滑动轴承,可根据如下经验公式来选择润滑体例: K? pm v3 (11-35) 为轴颈上的平均压强, pm ? F BD 式中,K 为平均载荷系数;pm v 为轴颈圆周线速度,m/s。 , N/mm2;F 为轴承载荷,N;D 为轴承曲径,mm;B 为轴承宽度,mm; 当 K≤2时,采用润滑脂润滑; 当 K>2~16时,采用滴油润滑,可用针阀油杯供油; 当 K>16~32时,采用油环等持续供油润滑; 当 K>32时,应采用压力轮回润滑。 2. 润滑系统 润滑系统可分为以下几种: (1)轮回润滑系统; (2)集中润滑系统; (3)喷雾润滑系统; (4)浸油取飞溅润滑系统; (5)油和脂的耗损系统等。 对于油雾润滑、集中润滑、轮回润滑都要通过润滑系统来实现对 润滑剂的输配、调理、冷却、净化和查抄等。 设想润滑系统时,起首应对机械设备各部门的润滑要求做全面分 析,尽量削减润滑油和润滑安拆的类别,正在次要部件的优良润滑 前提下,兼顾其它润滑点的润滑。其次,应使润滑剂的供给持续、均 匀及油量充脚。此外,应使润滑系统供给的润滑油连结洁净,免得润 滑油中微屑丧失摩擦副概况。为此,除加强系统本身的密封,防止微 屑进入外,还可插手过滤安拆。 润滑系统利用的根基安拆如下: 1)油箱。正在润滑系统中,油箱用以储存全数润滑油,散热、冷却 润滑油,沉淀油中杂质、水分和分手油中所含气泡。 油箱的外形和容量应按照利用要求来决定。凡是油箱应容纳每分 钟通过润滑系统油量的3~7倍;大型机械的润滑系统有时取10~20倍; 对于细密机械的润滑系统以至取50倍。 2)油泵。油泵正在润滑系统中起将润滑油压输到各润滑部位的感化。 油泵的选择应按照润滑系统所需油压、流量、润滑油性质、工做温度 和利用等前提来确定。 3)油管。 4)过滤安拆。 11.5 摩擦学系统的监测取诊断手艺 机械设备形态监测取毛病诊断手艺是现代设备办理及设备维修 的新手艺。该手艺的实施取使用不只能机械设备一般运转,降 低设备的毛病发生率,并且还能极大地提高设备的靠得住性和操纵率, 降低设备的维修费用。因而,该手艺具有十分主要的经济和手艺意 义。 正在机械设备形态监测取毛病诊断手艺中,目前可分功能性监测 诊断手艺、振动取噪声监测诊断手艺和润滑油油液监测诊断手艺等。 此中,机械润滑油油液阐发诊断手艺是国际上近30年敏捷成长起来 的用于机械设备形态监测的新手艺。特别正在策动机、齿轮传动、轴 承系统、液压系统等诸方面,该手艺取得了显著的效益,获得了广 泛的使用。 目前,正在工业手艺发财的国度中,油液阐发诊断手艺正正在或曾经 成为机械设备形态监测取毛病诊断的不成贫乏的方式之一,并拥有十 分主要的地位,其使用范畴及监测设备可见表11-13。 表11-13 油液阐发诊断手艺的使用 所谓润滑油油液监测诊断手艺就是从机械设备润滑系统的润滑 油中获取各类消息,从而对机械设备的环节活动零件的磨损取润滑 形态进行监测、阐发取诊断手艺。次要包罗:油品理化机能阐发技 术、油样所含磨粒铁谱阐发手艺以及油料及磨粒成分的光谱阐发技 术等。 油品理化机能阐发、油液铁谱阐发、油液光谱阐发能够是 的油质量量阐发方式及磨损趋向阐发方式,各有其奇特的感化,同 时它们也是相辅相存,互相弥补的分析阐发方式。 这些方式均以摩擦学理论及设备毛病诊断学为根本。油液阐发 诊断手艺的仪器设置装备摆设示企图如图11-18所示。 图11-18 摩擦学系统油液阐发诊断手艺的仪器 值得指出的是,正在机械设备形态监测取毛病诊断手艺中,油液 监测诊断手艺最能表现现代机械设备形态监的成长趋向特点,这从 如果因为它能够满脚机械设备诊断的 4个根基要求: (1)指出毛病发生的部位; (2)确定毛病的类型; (3)注释毛病的缘由; (4)预告毛病的时间。 跟着现代机械向大型化、高速化和从动化标的目的成长,机械摩擦 学形态监测取毛病诊断手艺正日益遭到人们的关心。因为各类摩擦 学系统如策动机、齿轮、轴承、液压系统等需要高速、高效、高可 靠度的工做,则仅仅依托一两种监测方式或一两门范畴里的经验已 不克不及满脚对于机械形态监测和毛病诊断的要求。 因此近些年来,一种以铁谱监测手艺为根本,融合进其它油阐发 方式而逐渐构成的诊断手艺新系统(见图11-18)获得了敏捷的成长。 这一诊断手艺新系统具有如下几个方面的主要特征: (1)监测对象次要是存正在相对概况相对活动的摩擦学润滑系统; (2)监测取诊断的毛病类型次要取系统的摩擦、磨损和润滑相关; (3)诊断的消息次要来自摩擦学润滑系统的润滑油; (4)次要采用的监测手段是铁谱、光谱等油阐发方式; (5)理论根本成立正在机械毛病诊断学取摩擦学之上。 本章竣事 Thank You!