设备润滑3139414052

机械设备的润滑1.1产生磨损的因素与减少磨损的途径摩擦是自然界的一种普遍现象。两个相互接触的机件在外力作用下发生相对运动时，其接触表面产生阻止这种运动的相互作用现象，称为摩擦。影响摩擦的因素有：从摩擦力的公式F＝μN可以看出，在正压力N一定的情况下，摩擦力F的大小与摩擦系数μ的大小有关，影响摩擦系数的因素十分复杂，主要有以下因索：(1)润滑条件在不同的润滑条件下，摩擦系数的差异很大，如洁净无润滑的表面团擦系数值为o．3一o．5l，面在液体动压润滑的表面上摩擦系数值为o．o01一o．01。(2)表面氧化膜具有表面氧化膜的摩擦副，其摩摈主要发生在膜层内。在一般情况下，由于表面氧化膜的塑性和机械强度比金属材料差，在摩撩过程中，膜先被破坏，金属表面不易发生粘着，使摩撩系数降低，磨损减少。纯净金属材料的摩擦副围不存在表面氧化膜，摩擦系数都较高，故磨损较严重。在摩擦表面涂上姻、锡、铅等软金属，可有效地降低摩擦系数。(3)材料性质金属摩擦副的摩擦系数，随配对材料的性质不同而发生变化。相同金属或互溶性较大的金属摩擦副易发生粘着，摩擦系数增高；不同金屑的摩擦副，于互镕性较差，不易发生粘着，摩擦系数一般较低。(4)荷载在弹性接触的情况下，由于真实接触面积与荷载有关，摩擦系数特随荷载的增加而越过一极大值。当荷载足够大时，真实接触面积变化很小，因面使摩擦系数趋于稳定。在弹塑性接触情况下，材料的摩擦系数随荷载的增大而越过一极大值，然后随着荷载的增加而逐渐减小。(5)滑动速度在一般情况下，摩擦系数随滑动速度的增加而升高，越过一极大值后，又随着滑动速度的增加而降低。有时摩擦系数随滑动速度的减小而增大，并不是由于速度的直接影响，而是速度减小时摩擦表而粗糙凸起相互作用的时间长，使它们发生塑性变形和增大实际接触面积。(1)静止接触的持续时间物体表而间相对静止的接触持续时间愈长，摩擦系数愈大，这是由于表面间接触点的变形使实际接触而积增大的结果。(7)温度物体表而间相对貉止的接触持续时间愈长，摩擦系数愈大，这是由于表面间接触点的变形使实际接触而积增大的结果。(8)表面粉糙度塑性接触的情况下，由于表面租糙度对其实接触而积的影响不大，因此可认为摩擦系数不受影响，保持为一定值。对弹性或弹塑性接触的干摩擦，当表面赵糙度达到使表面分子吸引力有效地发挥作用时，机械啮合理论不能适用，表面粗糙度愈小，真实接触面积愈大，摩擦系数也愈大。1．1．2磨损零件的摩擦表面上出现材料损耗的现象称为零件的磨损。磨损是伴随摩擦而产生的必然结果因素相互影响的复杂过程。磨损将直接导致物体尺寸、形状及表面质量(租糙度)的改变和材料组织结构及性能的损坏。如果零件的磨损超过了某一限度，就会丧失其规定功朗，引起设备性朗下降或不能正常工作，这种情况称为磨损失效。据统计，机械设备故障约有1／3是由零件磨损失效引起的。1．1．2．1磨损的一般规律零件磨损的外在表现形态是表层材料的磨耗。在一般情况下，总是用磨损量来度量磨损程度。不论摩接系统有多复杂，零件摩擦表面的磨损量总是随库按时间延续而逐渐增长。图1．1是在正常工况下测出的磨损量实验曲线。其磨损过程可分为三个阶段：(1)磨合阶段磨台阶段又称跑合阶段。这一阶段的特点是在短时间内磨损量增长较快。这是因为新摩擦副的表面有微观波峰，在磨合中遭到破坏，加上磨屑对表面起研磨作用，磨损量很快达到稳定磨损阶段。该阶段曲线的斜率摩决于摩擦副表面质量、润滑条件和荷载。磨合阶段的轻微磨损为正常运行、稳定运转创造了条件。通过选择磨合阶段的轻微磨损为正常运行、稳定运转创造了条件。通过选择合理的磨合规程，采用适当的摩接副材d4及合理的加工工艺，正确地装配与调整摩擦副，使用含有活性添加剂的润滑油等措施，能够缩短磨合期。机械设备的磨合阶段结束后，应清除摩擦副中的磨屑，更换润滑油，才能进入满负荷正常使用阶段。(2)稳定磨损阶段这是正常磨损阶段。其特点是磨损量与时间成正比增加。在磨损量达到极限值以前的这一段时间是零件的磨损寿命。它与摩擦表面工作条件、技术维护好坏关系极大，使用保养得好，可以延长磨损寿命，从而提高设备的可靠性和有效利用率。[3)急剧磨损阶段当零件表面磨损量超过极限值稳定磨损阶段以后，如继续摩擦，由于摩接条件发生了大的变化，如温度加速升高，金属组织发生变化，使间隙变得过大，增加了冲击，润滑油膜易破坏，磨损速度急剧增加，致使机械效率下降，精度降低，出现异常的吸声和振动，最后导致意外事故。1.1.2.2磨损的分类、机理及提高零件耐磨性的杀渔(1)粘着磨损①粘着磨损的机理两个固体表面接触，由于表面不平，实际上是微凸体之间的接触，在相对滑动和一定的荷载作用下，接触点发生塑性变形，摩擦表面温度升高，严重时表层金属局部将软化或熔化，位接触点发生冷焊粘着或焊合。然后，出现“粘着一撕脱一再粘着”的循环过程，形成了粘着磨损。②减少粘着磨损的措施(a)合理润滑。合理选择润滑材料，建立可靠的润滑保护膜，照窝互相牵摈的金周表面。(b)选择互溶性小的材料配对，避免因配对材料互溶性大而使粘着倾向增大。非金属与金属组成的摩擦副比金属与金周组成的摩摈副粘着倾向小。另外，采用表面处理工艺，可使摩擦副表面生成互镕性小、带有多相化合物组织的表面。例如，电镀、表面化学处理、表面合金化沉积、表面热处理及喷镀等工艺。(c)选用热稳定性高的金属材料或加强冷却措施。由摩擦产生的热使康摈表面温度升高，轻者破坏润滑油膜，重者使表层金属材料处于回火状态，降低了强度；有时会使材料局部区域温度升高至熔化状态，这些都将促使粘着磨损的产生。(d)选择合适的润滑状态。一胶来说，流体动压润滑的粘着磨损量大子流体静压润滑；润滑油、脂中加入油性添加剂和极压添加剂，能提高油膜的吸附能力和油膜的强度，能成倍地提高抗粘着磨损的能力。(2)磨粒磨损密粒磨损是在摩擦偶件的接触面之间存在着硬质粒子时，或者当摩擦偶件大得多时，所产生的一种类似金属切削过程的磨损。①磨粒磨损的类型磨粒磨损是机械磨损的一种，非常普遍，危害性极大，据统计占磨损总数的一半。在建材机械中，许多机械零件在破碎、粉磨、输送过程中与矿石、物料或熟料直接牵摈，都会发生不同形式的磨粒磨损。⑦减少磨粒磨损的措施(a)正确选择材料。选择合适的耐磨材料，对于低应力擦伤式磨料磨损，应设法提高材料的硬度；对于高应力碾碎式磨料磨损，不但要求材料具有高的硬度，而且要求具有较好的韧性。[b)正确地维护和作用。对空气、油料进行过滤‘并及时清除牵摈副磨合过程中产生的磨屑及硬微凸体磨损产生的磨屑，经常维护、清洗换油。(c)注意防尘。注意关键部位的密封；机械设备中在易受磨料磨损的部位注意防尘。(3)腐蚀磨损由于腐蚀产物剥落后在摩擦面间又与其它磨损(磨料磨损、粘着磨损)相互作用，加剧了摩擦面间的磨损，所以腐蚀磨损是一个相当复杂的磨损过程。①腐蚀磨损的类型腐蚀磨损一般可分为氧化磨损、特殊介质磨损等。腐蚀磨损产生的条件、破坏形式和实例见表1．4。⑦减少腐蚀磨损的措施(a)进行表面处理。致密而非脆性的氧化膜能显著提高耐磨性。如在金属表面发蓝、磷化、蒸汽处理渗硫及有色金属的氧化处理等，对提高耐磨性均有良好的效果。(b提高基体的硬度。氧化膜与基体金属的结合能力主要摩决于它们之间的硬度差，硬度差越小力越强。提高基体表层硬度，可以增加表层塑性变形抗力，从面减轻腐蚀磨损。(c)合理选用润滑材料。合理选用润滑材料的种类及粘度，并适量加入中性极压添加剂。(d)选用特殊的材料。利用某些特殊元素与特殊介质作用，形成化学结合力较高、结构致密的钝化膜(4)疲劳磨损疲劳磨损产生在齿轮副间等。①疲劳磨损的形成接触表面在有摩擦存在的情况下．同时承受交变接触应力，使表面产生韧始裂纹，随着裂纹的逐步扩展而产生局部微粒断裂，形成疲劳磨损。⑦减少疲劳磨损的措施(a)提高材料的冶金质量。材料的冶金质量对零件的疲劳磨损影响很大。钢中的脆性夹杂物边缘部分最容易造成微型纹，故应尽量减少钢中的非金属夹杂物。(b)适当提高硬度。摩擦副具有适当的硬度，可使其抗疲劳磨损的能力增强。例如，铀承钢的硬度为HRc12、承受接触应力的零件表面硬度为HRc58—12时，抗疲劳磨损的性能最好，寿命最长。(c)提高表面加工质量。减少表面冷热加工缺陷，降低表面组糙度和提高接触桔度，可以有效地提高抗疲劳磨损的能力。(d)合理选择润滑油。润滑油的粘度越高，接触区压应力越接近平均分布，抗疲劳磨损的能力就越高；润滑油的粘度越低，越容易渗入裂纹之中起油楔的作用，加速裂纹的扩展。润滑油中适当加入固体润滑剂(如Mos2)能提高抗疲劳磨损性能。(e)进行表面强化处理。对零件表面进行渗碳、淬火、按压处理时，可使表面产生残余压应力明，零件表层的残余压应力对疲劳极限有明显的提高作用，面残余拉应力正相反。(5)微动磨损微动磨损是指两固定接触面上出现相对小幅振动时，接触面上的微凸体在振动冲击力作用下产生强烈的塑性变形和简温，发生相互粘着面物质损耗的现象。①微动磨损的形成接触表面在接触压力作用下使接合面上承载的微凸体产生塑性交形而发生粘着，微振幅振动使粘着点受剪脱落，露出基体金属表面。脱落颗粒和新展出的金属表面与大气中的氧起反应生成氧化物．氧化颗粒呈红褐色，不易脱落而留在接合面上起磨粒作用。若振动应力足够大，微动磨损点形成应力源，使疲劳裂纹扩展、最终导致表面完全破坏。实际上微动磨损是粘着、腐蚀、磨粒、疲劳磨损复合作用的结果。微动磨损经常发生在相对静止的摩擦副中，如过盈配合的接合面、链传动的链节处、摩擦离合器中摩擦片的接合面和受振动影响的联接螺纹接合面等。②减少微动磨损的措施(a)在产生微动磨损的联接处采用增大连接力或过盈量。例如，用螺栓联接的机架、箱体，可增大螺校预紧力，固定联接的孔轴，可适当增大过盈量，从而降低微动磨损。(b)提高材料硬度，选择适当的材料配副。因微动磨损是从粘着开始的，所以凡是能抗粘着磨损的材料和材料配副，必然对防止微动磨损有利。有资料表明，钢的表面硬度与微动磨损的关系极大，当硬度从180HBs提高到700HV时，微动磨损可降低50％。(c)进行表面处理。经过适当的表面处理，可降低或消除微动磨损。等都有很好的效果。润滑油脂的种类与正确使用方法摩撩造成能源的大量浪费，磨损使机械及其零部件使用寿命降低，而润滑是减少摩擦、降低磨损的最有效的措施。润滑系统校称为机器的血脉。润滑及保养工作的质量不仅影响到机器设备的寿命，而且关系到机器设备的安全连续运转。尤其是水泥厂的机械设备工作条件和环境具有高粉尘、高温、潮湿等特点，为了实现有效的润滑，就必须根据摩撩副的工作条件，正确地选用润滑材料、润滑方式和润滑装置，并进行合理的维护保养。润滑基础知识润滑就是在相对运动的两零件摩擦表面之间，加入某种润滑材料，从而在某种程度上把原来直接接触的表面用润滑材料分隔开来，中间形成具有一定厚度的润滑膜以减少机器摩擦与磨损。1．2．1．1润滑的作用润滑的作用一般可归结为，减少摩擦、减少磨损、冲洗、降温冷却、防止锈蚀、减振、密封等作用。这些作用是互相依存、互相影响的。如果不能有效地减少摩擦与磨损，就会产生大量的摩擦热，迅速破坏摩撩表面和润滑介质本身。1．2．1．2润滑的要求合理润滑的基本要求是，(1)根据库擦副的工作条件和作用性质，选用适当的润滑刑。(2)确定正确的润滑方式和润滑方法，没计合理的润滑装置和系统。〔3)严格保持润滑剂和润滑部位的清洁。(4)保证供给适量的润滑剂，防止缺油和漏油。(5)适时清洗换油，既保证润滑又要节省润滑剂。1．2．1．3润滑状态根据两机件相对运动的彦撩表面之间的润滑情况，润滑和半干润滑等。(1)无润滑(干库撩)摩擦表面之间没有任何润滑介质的润滑，称为无润滑态。处于干摩擦状干摩擦的磨损比较强烈，在相对运动的机件间，除需要制动外，是不允许没有润滑的。但由于润滑系统的故降，润滑油、脂的失效，可能会出现干润滑的现象。(2)液体润滑(液体摩擦在摩擦表面间形成足够厚度和强度的润滑油膜，这层润滑油膜将摩擦表面凹凸不平的峰谷完全淹没，相对运动的摩擦表面被完全分隔开来，使原来两摩撩表面之间的“外摩擦”转变为润滑膜内部液体分