浅谈润滑在摩擦磨损中的应用(修改)

重庆国际复合材料有限公司2016年技术论文·1·浅谈润滑在摩擦、磨损中的应用张德川(重庆国际复合材料有限公司检修一厂)摘要：本文介绍了摩擦、磨损在工业生产中能量消耗的危害性及分类，系统分析了机械设备运行中产生摩擦、磨损的各种原因，以及传统的润滑方法介绍。针对本公司冷却塔风机和锅炉引风机等的运用实践，分析总结各种润滑剂的选择优点和注意事项。关键词：摩擦；磨损；润滑剂；1现状及存在的问题公司冷却塔风机和锅炉引风机是通风空调系统和废气处理系统的关键设备，属于A类重要设备。该类设备因为需要长期持续运行，必须要时刻保证设备运行的稳定性和工作效率。摩擦、磨损是在设备运行中的接触面上出现的自然现象。虽然我们公司从设备安装之初就对摩擦进行系统的设计和规避，采用了考虑磨损寿命的设计方法，但由于摩擦磨损过程的复杂性，必须要考虑可靠的润滑剂和润滑方法，从而提高机械效率，减小能量损失，降低材料消耗，保证设备工作的可靠性。因而对摩擦磨损的产生原理分析结合我们公司各风机使用实践进行总结改进就显得尤为重要。2摩擦的产生2.1摩擦的分类一是发生在物质内部，阻碍分子间相对运动的内摩擦；另一类是当相互接触的两个物体发生相对滑动或有滑动的趋势时，在接触表面产生的阻碍相对滑动的外摩擦。仅有相对滑动趋势时的摩擦叫做静摩擦；相对滑动进行中的摩擦叫做动摩擦。动摩擦又分为滑动摩擦与滚动摩擦。公司冷却塔风机和锅炉引风机属于转动设备，主要产生动摩擦。根据摩擦面存在润滑剂的情况，滑动摩擦又分为干摩擦、边界摩擦、流体摩擦以及混合摩擦。而在我们冷却塔各风机减速器及电机等长期室外工作且连续运行，混合摩擦是主要表现形式，锅炉风机轴承定位则主要是干摩擦。2.2关于干摩擦理论机械理论认为：摩擦力是两表面凸峰的机械啮合力的总和，因而可解释为什么在锅炉风机中轴承端盖必须要压紧且表面粗糙才能保证轴承不跑外圆。表面愈粗糙，摩擦力愈大。摩擦力：nfFfF2.3分子-机械理论摩擦力是两表面凸峰间的机械啮合力F1和表面分子相互吸引力F2两部分组成，因而这一理论可以解释为什么当表面光滑时，摩擦力也会很大：Ff=F1+F2在我们冷却塔风机减速箱内，盘齿和斜齿光滑接触，却一定要有润滑，不然就会造成磨损高温失效等。2.4简单粘着理论为什么我们冷却塔风机叶轮和锅炉引风机叶轮，在长期的使用过程后，当我们需要拆卸的时候会很费劲。在特殊情况下，我们还采取了切断等破坏性的措施，这里就存在一个简单粘着原理。两金属表面真实接触面积很小，轮廓凸峰接触区的压力很高，产生塑性变形后，发生粘附现象，形成冷焊结点。当相对滑动时，将被剪开。·2·重庆国际复合材料有限公司2016年技术论文syBnfFFf图1单个轮廓峰接触模型摩擦力：BsynBrfFAF金属的摩擦系数：式中：rA——接触面积nF——法向载荷B——材料剪切强度极限sy——材料压缩屈服极限3磨损的产生3.1磨损曲线图2机件磨损量与时的关系F02/03线锅炉风机安装启用日期为2003年，近年来设备故障频繁，特别是轴、轴承、叶轮等具有转动易产生摩擦磨损的关键部件。从设备磨损的寿命周期来看：经稳定磨损后，零件表面破坏，运动副间隙增大→动载振动→润滑状态改变→温升↑→磨损速度急剧上升→直至零件失效3.2磨损的分类根据我们公司的使用情况结合破坏的机理常见的有：粘着磨损、接触疲劳磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损。3.2.1粘附磨损（胶合）。当摩擦表面的不平度凸峰在相互作用的各点产生结点后再相对滑移时，材料从运动副的一个表面转移到另一个表面，便形成了粘着磨损。例如：滑动轴承中的抱轴和高速重载齿轮的胶合现象。图3废气风机轴承22316EAE4磨损情况3.2.2磨粒磨损（磨损）。从外部进入摩擦面间的游离硬质颗粒或摩擦表面上的硬质凸峰，在摩擦过程中引起材料脱落的现象称为磨粒磨损。图4冷却塔风机减速机3.2.3疲劳磨损（点蚀)：受变应力的摩擦副，在其表面上形成疲劳点蚀，使小块金属剥落，这种现象称为疲劳磨损。常发生在滚动轴承、齿轮、凸轮等零件上。图5锅炉引风机轴承压盖3.2.4冲蚀磨损：有流动的液体或气体中所夹带的硬质物体或硬质颗粒作用引起的机械磨损。重庆国际复合材料有限公司2016年技术论文·3·图6冷却塔喷淋水泵4润滑4.1润滑剂润滑剂的主要作用是改善摩擦、减轻磨损同时润滑剂还能起减振、防锈等作用，液体润滑剂还能带走摩擦热、污物等。我们公司常用的润滑剂有液体润滑剂、气体润滑剂、润滑脂和固体润滑剂。4.1.1液体润滑剂（润滑油），这在我们公司拉丝机等设备中是最常见的。从润滑观点考虑，主要是通过以下几个指标来评判润滑油的优劣:粘度、润滑性、及压性、闪点、凝点、氧化稳定性。影响润滑油粘度的主要因素时是温度和压力：润滑油的粘度随着温度的升高而降低；当压力P10MP时，随P↑→ηP↑。4.1.2气体润滑剂最常用的是空气，此外还有氢气、水蒸汽及液态金属蒸气等均可作为气体润滑剂。其特点是粘度低、功耗少、温升小，其粘度随温度变化小，故适于高温和低温环境下的高速场合，但承载能力低。4.1.3润滑脂为使润滑剂易于保持在摩擦表面，用稠化剂将润滑油稠化成膏状，即润滑脂。有时为提高抗氧化能力和润滑性能，还常常加入添加剂。常用的有：钙基润滑脂、钠基润滑脂、锂基润滑脂。在我们设备检修过程中也比较常用，特备是锅炉风机轴承热装，叶轮组装等。4.1.4固体润滑剂使用时常将润滑剂粉末与胶粘剂混合起来制成的润滑剂。如：石墨、二硫化钼、氮化硼、蜡、聚氟乙烯、酚醛树脂。常用于用于高温、大载荷以及不宜采用液体润滑剂和润滑脂的场合。在我们公司各生产线烘干炉循环风机及抽湿风机中运用的比较频繁4.2添加剂普通的润滑油、润滑脂在一些十分恶劣的工作条件下（如高温、低温、重载、真空等）会很快劣化变质，失去润滑能力。为了提高油的品质和使用性能，常加入某些分量虽少但对润滑剂性能改善起巨大作用的物质。我们公司烘干炉循环风机、锅炉引风机润滑油也都加入适量添加剂以提高轴承润滑效果，经济效益非常明显。4.3润滑剂的选择原则上讲，当转速高、压强小时可选粘度低的油，反之应选粘度高的油。对于要求不高，难以经常供油或摆动工作的非液体摩擦轴承，可采用润滑脂进行润滑。钙基润滑脂：有良好的抗水性，但耐热能力差，工作温度不宜超过55～65°C；适用在我们公司运行系统及废气处理系统各种水泵。钠基润滑脂：有较高的耐热性，工作温度可达120°C，但抗水性差；池窑各风机加油常常使用。锂基润滑脂：既能抗水，又能在较高温度下工作，适用于-20～120°C，但价格较前二者贵。因为运用广泛，在我们公司使用得最多，基本能适用于除烘干池窑等某些温度要求比较高的设备。4.4润滑方法工业设计这里介绍我们公司两种典型的润滑供油方·4·重庆国际复合材料有限公司2016年技术论文式，使用方便，效果显著。图五为机组冷却塔风机减速箱轴承供油采用的间歇式，图六为锅炉引风机轴承采用的连续式图7冷却塔减速箱间歇式供油图8锅炉风机轴承连续式供油5小结如何规避较小摩擦、磨损，提高润滑效果是设备良好运行的可靠保障，也是不断探讨的课题。在设备长期的使用过程中润滑技术人员必须经常深入生产现场，了解设备的润滑情况，有不合理处可及时指出且整改。通过对公司各风机摩擦磨损的机理分析，经过实践使用，不断总结经验方法，根据不同的设备和工况选择可靠的润滑剂和润滑方法，可大幅度地提高设备的使用寿命，经济效益明显。随着当代工业技术的迅猛发展，对润滑形式润滑方法还会提出新要求，今后新的特种润滑技术也会不断涌现。参考文献[1]濮良贵.机械设计.高等教育出版社.[2]王茁,张颖卓,张波.机电一体化系统设计.化学工业出版社.[3]彭伦天.矿山机械液压系统的构建.重庆大学出版社.