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淺談潤滑設備的幾種工作原理

2022-05-12

摩擦副在全膜潤滑條件下運行,這是一種理想狀態。然而,如何創造條件并采取措施形成和滿足全膜潤滑條件是一項復雜的任務。人們在長期的生產實踐中一直在探索和研究潤滑設備潤滑原理,有些已經成熟,有些還在研究中。簡要介紹了動壓潤滑、靜壓潤滑、動靜壓潤滑、邊界潤滑、極壓潤滑、固體潤滑和自潤滑的常用潤滑原理。

1.動壓潤滑

通過軸承副軸頸的轉動將潤滑油帶入摩擦面,由于潤滑油的粘度和軸承副中油的楔隙形成的流體動力作用而產生油壓,即形成軸承油膜,稱為流體動力潤滑。流體動力潤滑理論的假設是潤滑劑具有等粘度,即在一定溫度下,潤滑油的粘度不隨壓力的變化而變化;其次,假設有摩擦運動的表面是剛性的,即在載荷和油膜壓力的作用下,不考慮其彈性變形。在上述假設條件下,對于一般非重載(接觸壓力為15MPa)的滑動軸承,這種假設接近實際情況。但當滾動軸承與齒面的接觸壓力增大到400~1500MPa時,上述假設與實際情況有出入。此時摩擦面的變形可以達到油膜厚度的幾倍,潤滑金屬摩擦面的彈性變形和潤滑油的粘度隨壓力的變化是兩個因素。研究和計算油膜的規律和厚度、油膜的截面形狀以及油膜中的壓力分布更具有實際意義。這種潤滑稱為彈性流體動力潤滑。

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2.流體靜力潤滑

通過一套高壓液壓油供給系統,用過節流阻尼器將一定壓力的潤滑油強制供給到運動副摩擦面間隙(如靜壓滑動軸承間隙、平面靜壓滑動導軌間隙、靜壓絲杠間隙等。).摩擦面在開始運動前,被高壓油隔開,迫使油膜形成,從而保證運動副在一定工作載荷下能完全處于液體潤滑狀態。這種潤滑稱為靜壓潤滑。

3.動態和靜態潤滑

隨著科學技術的發展,近年來,工業生產中出現了動靜壓潤滑的新型軸承。動靜壓組合軸承充分發揮了動靜壓軸承的優點,克服了它們的缺點。主要工作原理:軸承副在啟動或制動時,采用靜壓潤滑將高壓潤滑油壓入軸承承載區,使軸強度浮動,從而保證液體潤滑狀態,避免了啟動或制動過程中金屬摩擦面(軸頸面和軸瓦面)因不能形成動壓油膜而直接接觸造成的摩擦磨損。當軸承副進入全速穩定運行時,可停止靜壓供油系統,由動態油潤滑形成動態油膜,軸承內軸頸仍能保持流體潤滑狀態。

這種方法,從理論上講,在軸承副的啟動、運行、制動和正反轉的整個過程中,完全避免了半液體潤滑和邊界潤滑,成為液體潤滑。所以摩擦系數是很低的,只要克服了潤滑油粘度造成的液體中分子間的摩擦阻力。另外,摩擦面被靜壓油膜和動壓油膜完全隔開,所以如果情況正常,幾乎不會有磨損,從而大大延長了軸承的使用壽命,節省了動能消耗。

4.邊界潤滑(即邊界摩擦)

潤滑是摩擦表面彼此直接接觸之前的臨界狀態,來自摩擦表面之間潤滑劑分子之間的內部摩擦(即液體潤滑)。此時摩擦界面上有一層吸附膜,通常厚度在0.1μm左右,具有一定的潤滑性能。我們稱這部電影為邊界電影。膜邊界的潤滑性能主要取決于摩擦表面的性質;取決于潤滑油中的機油添加劑和極壓添加劑在金屬摩擦表面形成的邊界膜的結構形成,而與潤滑油口的粘度關系不大。

5.極壓潤滑

極壓潤滑是邊界潤滑的一種特殊情況,即在重載(或高接觸應力)、高速、高溫條件下,潤滑油中的極壓添加劑與金屬摩擦表面反應,形成一層化學反應膜,使兩個摩擦表面分離,降低摩擦系數,減緩磨損(或改變直接接觸的金屬表面磨損嚴重的狀況),達到潤滑的作用。這就是所謂的極壓潤滑。

6.固體潤滑法

在摩擦面之間加入固體粉末潤滑劑也能起到良好的潤滑作用。兩個摩擦面之間有固體潤滑劑,其抗剪切能力很小。稍加外力,分子就會滑移。這樣,兩個研磨表面之間的外部摩擦轉變為固體潤滑劑分子之間的內部摩擦。固體潤滑有兩個必要條件。第一,固體潤滑劑的分子要有低剪切強度,容易打滑。其次,固體潤滑劑應該與摩擦表面有很強的親和力。在摩擦過程中,摩擦表面始終保持一層固體潤滑劑,這層固體潤滑劑并不腐蝕摩擦表面。一般是機械附著在金屬表面,但也會形成化學鍵。有許多固體物質具有上述性質,如石墨、二硫化鉬、滑石粉等。對于非層狀固體潤滑劑或軟金屬,主要是因為其剪切力低,起到潤滑作用,然后附著在摩擦表面形成潤滑膜。對于已經形成的固體潤滑膜的潤滑機理,可以根據邊界潤滑機理近似解釋其潤滑作用。

7.自潤滑

在上面提到的潤滑中,在摩擦運動的過程中,需要在摩擦面之間添加潤滑劑。自潤滑是指將固體潤滑劑粉末與其他固體材料混合,壓制燒結,或浸入多孔材料中?;蛘咧苯訅褐瞥梢怨腆w潤滑劑為摩擦面的材料。這樣在整個摩擦過程中,不需要添加潤滑劑,仍然可以有很好的潤滑效果。自潤滑的機理包括固體潤滑、邊界潤滑或兩者兼有。比如聚四氟乙烯產品的壓縮機的活塞環、軸瓦、軸套都是自潤滑的,所以在這類零件的加工過程中不需要添加任何潤滑劑就能保持良好的潤滑。

以上是潤滑設備的幾種工作原理介紹,希望能幫助到大家。


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