润滑油对设备的保护是如何实现的

2017-05-12  来自: 酷游电竞-酷游电竞APP下载 浏览次数:886

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润滑是设备维护保养中经常遇到的问题,但是到底什么是润滑?说到润滑,我们脑子里出现的场景也许只是把油或者油脂涂到机械摩擦面,减少摩擦。虽然这个概念没错,但只是润滑的一个方面。


许多物质可以用于润滑,最常见的是润滑油(液态油)和润滑脂(常温下一般是膏状),润滑脂和润滑油相比较稠,是因为润滑脂在润滑油的基础上使用了稠化剂。用于润滑的油类可以是取自石油的矿物油,也可以是人工化学合成的油类,还有植物油、动物油也可以作为润滑油。现在用的润滑油、润滑脂主要是来自于石油或者合成油,在没有加入添加剂和稠化剂之前的油我们称为基础油,是润滑油的主要成分。基础油本身已经具有润滑性,但是为了优化基础油的总体性能,我们又加入一些添加剂。矿物油可以满足普通的工业润滑要求,因此目前的油品90%以上都是基于矿物油,合成油的性能更好,使用植物油则主要出于环保考虑。


添加剂可以优化基础油的性能,对不好的性质进行抑制,增强有利的性能,甚至赋予基础油一些新性能。但是添加剂不是越多越好,因为添加剂属于化学物质,各种添加剂之间要在类别和比例上搭配合理才能起到预期的效果。此外,添加剂的数量还要考虑使用的场合,例如汽车发动机的润滑油(机油)需要较好的清净分散作用,清除发动机里的积碳和烟灰,重负荷机械使用的润滑油里则可能加入了极压添加剂,以增加抗磨能力。

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润滑的作用

降低摩擦是润滑油的主要目的之一,但是除了减磨,润滑油还有其他作用,例如润滑油膜可以防锈、防止金属被腐蚀。润滑油还能起到清洁作用,设备内部的杂质就像我们身体里的毒素一样,从油里携带着经过滤芯除掉。冷却作用:金属间摩擦生热,润滑油流经金属表面带走热量。

润滑的三种状态

 

润滑有三种状态:全膜润滑、边界润滑、混合润滑。它们是三种不同状态,但是都依靠润滑油来润滑抗磨。

 

全膜润滑(Full-film lubrication)

全膜润滑又分为两种——流体动力润滑(hydrodynamic lubrication)和弹性流体动力润滑(elastohydrodynamic lubrication)。流体动力润滑是指:两个做相对运动的滑动摩擦面,用借助于相对速度而产生的一层流体润滑膜将两个摩擦面完全隔开,避免它们直接接触发生干摩擦和磨损。弹性流体动力润滑和流体动力润滑类似,也是靠一层流体润滑膜把接触面分隔开,不同之处在于接触面之间的相对运动是滚动,形成的全膜润滑膜承受的压力大于流体动力润滑,产生的润滑分隔膜比流体动力润滑状态下的薄一些?

哪怕加工精度很高的金属,表面都不是纯平光滑的,在显微镜下看,我们可以看到金属表面其实是坑坑洼洼的,毛刺是我们肉眼已经能发现的突起,而显微镜下那些较高的金属凸起部分是一些峰点,肉眼难以看到,但是对于润滑却很重要。为了达到全膜润滑,润滑膜的厚度必须要超过这些峰点的高度,把它们完全分隔开,才能避免两个接触面之间的峰点接触。能实现全膜润滑,是润滑状态,对机械的接触面能实现最有效的保护。


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边界润滑(Boundary lubrication)

虽然全膜润滑很理想,但是有些情况却不一定能形成完整的润滑膜,例如机器频繁启停、有冲击性负荷、速度、负荷因素不足以形成全膜润滑等情况,这些情况会造成边界润滑。能形成完整的润滑膜固然好,但是当条件不够、不能形成完整润滑膜或者润滑油膜变薄(在高温下),就发生液体摩擦过渡到干摩擦(摩擦面之间直接接触)过程之前的临界状态,就是边界润滑。因此在结合机械的构造和使用情况,有些设备就要求使用极压型润滑油,里面含有极压添加剂(EP:extreme-pressure additives),或者抗磨剂(AW:anti-wear additives),当不能实现全膜润滑,出现边界润滑的时候,这些添加剂发挥作用保护机械表面。这类添加剂能吸附在金属表面,形成一层保护层,达到避免金属磨损的目的。当发生边界润滑时,全靠极压添加剂来保护金属表面。比起全膜润滑,边界润滑时产生的润滑膜摩擦较大,产生的热量也较多,但是避免了完全的干摩擦。

 

混合润滑(Mixed lubrication)

混合润滑状态是指混有全膜润滑和边界润滑的情况,前面我们提到,金属表面的峰点如果较高,高于润滑油膜时,就会互相接触。混合润滑中,虽然大部分的区域处于全膜润滑,当这些峰点接触时,会出现局部的边界润滑。


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