關(guān)于機(jī)械設(shè)備潤滑的探討

葉家勇

【摘 要】機(jī)械設(shè)備的種類繁多，當(dāng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時，部分部件甚至是設(shè)備本身可進(jìn)行不同的機(jī)械運(yùn)動，機(jī)械設(shè)備是由變速裝置、驅(qū)動裝置、傳動裝置、制動裝置、潤滑系統(tǒng)、防護(hù)裝置等部分組成的。機(jī)械運(yùn)作過程中，各部分零件會具有較大摩擦，因此需要對摩擦表面加入潤滑油以降低其磨損，然而對于其潤滑進(jìn)行設(shè)計及診斷保證機(jī)械設(shè)備的正常工作的前提，是整個機(jī)械設(shè)備工作中較為重要的工作流程。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)備;液壓側(cè)板;潤滑設(shè)計;潤滑診斷

在機(jī)械設(shè)備液壓潤滑中，需要使其液壓側(cè)板進(jìn)行摩擦的表面始終充滿潤滑油且在兩者摩擦的表面形成一層較厚的潤滑膜，有助于后續(xù)的液壓泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)械設(shè)備液壓側(cè)板保持潤滑能夠在一定程度上減少面磨損和摩擦，降低機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時的溫度，防止出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，還能清洗污垢以及緩沖減振，達(dá)到密封的目的，此外為了能夠平衡外載荷，該油膜在摩擦副間隙中應(yīng)當(dāng)具有一定的壓力。關(guān)于設(shè)備液壓的潤滑設(shè)計，完全流體潤滑是一種理想狀態(tài)，在該狀態(tài)下，兩個摩擦副表面不需要進(jìn)行接觸，保證設(shè)備運(yùn)行的可靠性，但是由于密封失效漏油或者油路發(fā)生堵塞等意外情況，摩擦副難以實(shí)現(xiàn)和保持完全液體潤滑，影響設(shè)備的運(yùn)行，因此需要進(jìn)行提前診斷及檢查。本文對機(jī)械設(shè)備液壓側(cè)板的潤滑設(shè)計及診斷來進(jìn)行綜述。

一、機(jī)械設(shè)備中的摩擦副

（一）摩擦副的形成

摩擦副指的是兩個既要產(chǎn)生直接接觸又要產(chǎn)生相對摩擦運(yùn)動的物體所構(gòu)建成的一種體系，又分為滑動摩擦副以及滾動摩擦副，其分類方法分為四種，其一是滑動摩擦。滾動摩擦等按照摩擦副的運(yùn)動形式來分類;其二是靜摩擦和動摩擦等按照摩擦副的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行分類;其三是內(nèi)摩擦和外摩擦等按照摩擦副是否發(fā)生在同一物體來進(jìn)行分類;最后是干摩擦、流體摩擦、邊界摩擦、混合摩擦等按照摩擦副的潤滑狀態(tài)來進(jìn)行分類。摩擦副系統(tǒng)指的是一個有機(jī)組合體，需要進(jìn)行相對運(yùn)動并相互作用且受相互牽連的若干元素影響。

（二）摩擦副的潤滑狀態(tài)

在一般情況下，按摩擦副的潤滑狀態(tài)分為四個類型，兩個交出表面之間沒有任何潤滑截止存在所產(chǎn)生的摩擦為干摩擦;兩個接觸表面被一層持續(xù)性的流體潤滑膜完全隔開的摩擦為流體摩擦;當(dāng)兩個接觸表面上有一層極其薄的邊界膜、吸附膜或者是反應(yīng)膜存在時產(chǎn)生的摩擦為邊界摩擦;當(dāng)兩個接觸表面同時具有流體摩擦、邊界摩擦和干嘛擦等混合狀態(tài)的摩擦為混合摩擦，混合摩擦又分為半干摩擦和半流體摩擦。在一般情況下，具有一定結(jié)構(gòu)和尺寸的兩個接觸表面進(jìn)行相對運(yùn)動時，根據(jù)摩擦副表面之間所存在的潤滑劑可對其潤滑狀態(tài)進(jìn)行區(qū)分。在不同的潤滑狀態(tài)下，摩擦因數(shù)與特性數(shù)之間的關(guān)系不同，摩擦因數(shù)的變化和厚度與兩個金屬表面粗糙度相關(guān)，見圖1。

根據(jù)摩擦副表面的流體潤滑或者混合潤滑兩種滑劑狀態(tài)來判斷其潤滑狀態(tài)，機(jī)械設(shè)備在實(shí)際的工作狀態(tài)下常常處于流體潤滑和混合潤滑的狀態(tài)下。流體潤滑指的是兩個摩擦副表面之間被潤滑劑形成的油膜完全隔開的一種潤滑狀態(tài)，當(dāng)兩個表面發(fā)生運(yùn)動時，僅在流體分子內(nèi)進(jìn)行摩擦，因此其摩擦因數(shù)f數(shù)值很小，通常情況下潤滑油的粘度取決于潤滑油膜的厚度。混合潤滑既在其油膜內(nèi)進(jìn)行摩擦，也在兩者局部凸體瞬間進(jìn)行機(jī)械磨成，是流體潤滑和邊界潤滑混合且不穩(wěn)定的一種狀態(tài)。

二、機(jī)械設(shè)備的潤滑系統(tǒng)以及對優(yōu)質(zhì)潤滑油的選擇

（一）機(jī)械設(shè)備的富油潤滑

設(shè)計機(jī)械設(shè)備的潤滑系統(tǒng)時，液體潤滑的安全性是其目標(biāo)，但是也存在著混合潤滑以及邊界潤滑。在一些特殊工況下，為了能夠保證潤滑油的流量，需要在主油道保持一定的油壓，以保證早富油潤滑的狀態(tài)下保證發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但這僅僅是一種正常的理想狀態(tài)。

（二）機(jī)械設(shè)備的貧油潤滑

貧油潤滑指的是，摩擦副在供油量不足的情況下，其油量無法滿足完全流體潤滑中所需要的供油量，其油膜則會出現(xiàn)不完整或者不夠厚的情況，兩個摩擦表面無法連續(xù)且完全隔開，處于緩和潤滑和邊界潤滑的狀態(tài)。導(dǎo)致供油量不足的情況除了特殊工況外，機(jī)械設(shè)備本身的潤滑系統(tǒng)也存在著許多問題，例如油道出現(xiàn)了堵塞、漏油、密封不足或者是油泵出現(xiàn)故障、油壓不足等，此外，缸套與液壓傳動活塞環(huán)等摩擦副的潤滑在無法實(shí)現(xiàn)完全流體潤滑的情況下，也可能會出現(xiàn)貧油潤滑。隨著對潤滑液的研究中發(fā)現(xiàn)，添加一定比例的物理添加劑與潤滑油混合，能夠使液壓泵在特殊情況以及缺油狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)“貧油潤滑”。

三、機(jī)械設(shè)備的潤滑系統(tǒng)以及對優(yōu)質(zhì)潤滑油的選擇

影響機(jī)械設(shè)備潤滑系統(tǒng)在設(shè)計計算、環(huán)境工況、安裝使用等方面的因素較多，見圖2。

摩擦副的磨損情況容易機(jī)械設(shè)備摩擦副群潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)故障，由于摩擦副表面的的各種因素之間的差異，其磨損失效分為磨粒、疲勞、粘著及腐蝕磨損四種，其中磨粒磨損是物體表面與硬質(zhì)顆粒或者硬質(zhì)的凸出物等相互摩擦所引起的，疲勞磨損是兩個接觸表面在交變接觸的壓力作用下，其表面由于疲勞使用所引起的，粘著磨損是當(dāng)摩擦副進(jìn)行相對運(yùn)動時，由于固相焊合的結(jié)果作用下所引起的，腐蝕磨損是當(dāng)零件的表面在摩擦的過程中，表面的金屬與周圍的截止產(chǎn)生了化學(xué)等反應(yīng)所引起的。加強(qiáng)監(jiān)測機(jī)械設(shè)備的潤滑與狀態(tài)是診斷潤滑失效的主要方法，加強(qiáng)檢測潤滑油的性能參數(shù)，例如潤滑油的粘度、成分等，加強(qiáng)監(jiān)測潤滑油的品質(zhì)方面，另外使用相關(guān)儀器對機(jī)械設(shè)備的液壓側(cè)板的磨損程度進(jìn)行定時監(jiān)測，以保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。

四、結(jié)語

隨著我國的不斷發(fā)展，對于現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)備提出了更高的要求，其中包括，機(jī)械使用的可靠性及安全性、具有較長壽命、提倡節(jié)能環(huán)保等方面。加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)備液壓側(cè)板的潤滑設(shè)計和診斷，能夠保證機(jī)械設(shè)備潤滑系統(tǒng)的正常運(yùn)行，減少摩擦副的磨損程度，促進(jìn)我國機(jī)械工業(yè)得到進(jìn)一步的發(fā)展。

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