(流遍機(jī)械潤(rùn)滑)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)點(diǎn),因?yàn)閴毫┯陀凶銐虻墓┝浚虼丝杀WC數(shù)量眾多、分布較廣的潤(rùn)滑點(diǎn)及時(shí)得到潤(rùn)滑,同時(shí)將摩擦副產(chǎn)生的磨擦熱帶走;摩擦表面的金屬磨粒等機(jī)械雜質(zhì),隨著油的流動(dòng)和循環(huán)將雜質(zhì)帶走并沖洗干凈,達(dá)到潤(rùn)滑良好、減輕摩擦、降低磨損和減少易損件的消耗、減少功率消耗、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命的目的。但是集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的維護(hù)管理比較復(fù)雜,調(diào)整也比較有困難。每一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能造成整個(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)的失靈,甚至停產(chǎn)。所以還要在今后的生產(chǎn)實(shí)踐中不斷加以改進(jìn)。
在整個(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)中,安裝了各種潤(rùn)滑設(shè)備及裝置,各種控制裝置和儀表,以調(diào)節(jié)和控制潤(rùn)滑系統(tǒng)中的流量、壓力、溫度、雜質(zhì)濾清等,使設(shè)備潤(rùn)滑更為合理。為了使整個(gè)系統(tǒng)的工作安全可靠,應(yīng)有以下的自動(dòng)控制和信號(hào)裝置。
1.主機(jī)啟動(dòng)控制
在主機(jī)啟動(dòng)前必須先開動(dòng)潤(rùn)滑油泵,向主機(jī)供油。當(dāng)油壓正常后才能啟動(dòng)主機(jī)。如果潤(rùn)滑油泵開動(dòng)后,油壓波動(dòng)很大或油壓上不去,則說明潤(rùn)滑系統(tǒng)不正常。這時(shí),即使按下了操作電鈕主機(jī)也不能轉(zhuǎn)動(dòng),這是必要的安全保護(hù)措施??刂坡?lián)鎖的方法很多,一般常采用在壓油管路上安裝油壓繼電器,控制主機(jī)操作的電氣回路。
2.自動(dòng)啟動(dòng)油泵
在潤(rùn)滑系統(tǒng)中,如果系統(tǒng)油壓下降到低于工作壓力(0.05MPa),這時(shí)備用油泵啟動(dòng),并在啟動(dòng)的同時(shí)發(fā)出示警信號(hào),紅燈亮、電笛鳴,這時(shí)值班人員根據(jù)示警信號(hào)立即進(jìn)行檢查并采取措施消除故障。待系統(tǒng)油壓正常后,備用泵即停止工作。
3.強(qiáng)迫停止主機(jī)運(yùn)行
當(dāng)備用油泵啟動(dòng)后,如果系統(tǒng)油壓仍繼續(xù)下降(低于工作壓力)(0.08~ 1.25MPa)則油泵自動(dòng)停止運(yùn)行并發(fā)出信號(hào);強(qiáng)迫主機(jī)也停止運(yùn)行,同時(shí)發(fā)出事故警報(bào)信號(hào),紅燈亮、電笛鳴。
4.高壓信號(hào)
當(dāng)系統(tǒng)的工作壓力超過正常的工作壓力0.05MPa時(shí),就要發(fā)出高壓信號(hào),綠燈亮、電笛鳴。值班人員應(yīng)立即檢查并消除故障。
啟動(dòng)備用油泵、強(qiáng)迫主機(jī)停轉(zhuǎn)等,常是采用電接觸壓力計(jì)及壓力繼電器來進(jìn)行控制的。
5.油箱的油位控制
油箱的油位控制常采用帶舌簧管浮子式液位控制器。當(dāng)油箱油位面不斷地下降,降到最低允許油位時(shí),液位控制器觸點(diǎn)閉合,發(fā)出低液位示警信號(hào),紅燈亮、電笛鳴,同時(shí)強(qiáng)迫油泵和主機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)油箱油位面不斷升高(可能是水或其他介質(zhì)進(jìn)入油箱內(nèi)),達(dá)到最高油液位面時(shí),則發(fā)出高液位示警信號(hào),紅燈亮、電笛鳴,應(yīng)立即檢查,采限措施,消除故障。
6.油箱加熱控制
在寒冷地區(qū)或冬季作業(yè)時(shí),應(yīng)加熱油箱中的潤(rùn)滑油,潤(rùn)滑油溫度一般維持在40°C左右,以保持油的流動(dòng)性,否則整個(gè)系統(tǒng)的控制因溫度低、油的黏度增加而發(fā)生困難。加熱的方法有兩種,一種是用蒸汽加熱,比較緩和;另一種是用電熱元件加熱。后一種加熱方式比較劇烈,有時(shí)會(huì)使油質(zhì)發(fā)生熱裂化反應(yīng),降低黏度并生成膠質(zhì)沉淀。這兩種方法都裝有自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度的裝置,當(dāng)油溫升到規(guī)定溫度時(shí),即自動(dòng)斷電或斷汽。
7.系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)溫裝置
系統(tǒng)中有關(guān)部位的溫度在運(yùn)行中都要進(jìn)行定時(shí)測(cè)量,以便掌握運(yùn)行情況。如油箱、排油管、進(jìn)、出冷卻器的油溫和水溫,都要隨時(shí)測(cè)量。為此,采用了溫度自動(dòng)測(cè)量裝置。常用的測(cè)量裝置是熱敏元件和電橋溫度計(jì),只需扭動(dòng)操作盤上的轉(zhuǎn)換開關(guān),就可測(cè)出各部位的溫度。
8.過濾器自動(dòng)啟動(dòng)
當(dāng)油流進(jìn)出過濾器的壓差大于0.05~0.06MPa時(shí),過濾器被阻塞。應(yīng)自動(dòng)啟動(dòng)過濾器,以清除圓盤式過濾器內(nèi)濾筒周圍的雜質(zhì)。通常用電接觸差式壓力計(jì)來控制,當(dāng)壓差減小(或恢復(fù)到允許壓差范圍)后,就切斷電源自動(dòng)停止濾筒清刮。
稀油集中潤(rùn)滑中還包括以下兩種潤(rùn)滑系統(tǒng):
一.回轉(zhuǎn)活塞泵供油的集中循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)
二.齒輪油泵供油的循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)
摩擦副在全膜潤(rùn)滑狀態(tài)下運(yùn)行,這是一種理想的狀況。但是,如何創(chuàng)造條件,采取措施來形成和滿足全膜潤(rùn)滑狀態(tài)則是比較復(fù)雜的工作。人們長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中不斷對(duì)潤(rùn)滑原理進(jìn)行了探索和研究,有的比較成熟,有的還正在研究?,F(xiàn)就常見到的動(dòng)壓潤(rùn)滑、靜壓潤(rùn)滑、動(dòng)靜壓潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑、極壓潤(rùn)滑、固體潤(rùn)滑、自潤(rùn)滑等的潤(rùn)滑原理,作一簡(jiǎn)單介紹。
1.動(dòng)壓潤(rùn)滑
通過軸承副軸頸的旋轉(zhuǎn)將潤(rùn)滑油帶入摩擦表面,由于潤(rùn)滑油的黏性和油在軸承副中的楔形間隙形成的流體動(dòng)力作用而產(chǎn)生油壓,即形成承載油膜,稱為流體動(dòng)壓潤(rùn)滑。流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論的假設(shè)條件是潤(rùn)滑劑等黏性,即潤(rùn)滑油的黏度在一定的溫度下,不隨壓力的變化而改變;其次是假定了生相對(duì)磨擦運(yùn)動(dòng)的表面是剛性的,即在受載及油膜壓力作用下,不考慮其彈性變形。在上述假定條件下,對(duì)一般非重載(接觸壓力在15MPa)的滑動(dòng)軸承,這種假設(shè)條件接近實(shí)際情況。但是,在滾動(dòng)軸承和齒輪表面接觸壓力增大至400~1500MPa時(shí),上述假定條件就與實(shí)際情況不同。這時(shí)摩擦表面的變形可達(dá)油膜厚度的數(shù)倍,而且潤(rùn)滑的金屬磨擦表面的彈性變形和潤(rùn)滑油黏度隨壓力改變這兩個(gè)因素,來研究和計(jì)算油膜形成的規(guī)律及厚度、油膜截面形狀和油膜內(nèi)的壓力分布更為切合實(shí)際這種潤(rùn)滑就稱為彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑。
2.靜壓潤(rùn)滑
通過一套高壓的液壓供油系統(tǒng),將具有一定壓力的潤(rùn)滑油以過節(jié)流阻尼器,強(qiáng)行供到運(yùn)動(dòng)副摩擦表面的間隙中(如在靜壓滑動(dòng)軸承的間隙中、平面靜壓滑動(dòng)導(dǎo)軌的間隙中、靜壓絲桿的間隙中等)。摩擦表面在尚未開始運(yùn)動(dòng)之前,就被高壓油分隔開,強(qiáng)制形成油膜,從而保證了運(yùn)動(dòng)副能在承受一定工作載荷條件下,完全處于液體潤(rùn)滑狀態(tài),這種潤(rùn)滑稱為液體靜壓潤(rùn)滑。
3.動(dòng)、靜壓潤(rùn)滑
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,近年來在工業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)了新型的動(dòng)、靜壓潤(rùn)滑的軸承。液體動(dòng)、靜壓聯(lián)合軸承充分發(fā)揮了液體動(dòng)壓軸承和液體靜壓軸承二者的優(yōu)點(diǎn),克服了液體動(dòng)壓軸承和液體靜壓軸承二者的不足。主要工作原理:當(dāng)軸承副在啟動(dòng)或制動(dòng)過程中,采用靜壓液體潤(rùn)滑的辦法,將高壓潤(rùn)滑油壓入軸承承載區(qū),把軸勁浮起,保證了液體潤(rùn)滑條件,從而避免了在啟動(dòng)或制動(dòng)過程中因速度變化不能形成動(dòng)壓油膜而使金屬磨擦表面(軸頸表面與軸瓦表面)直接接觸產(chǎn)生的磨擦與磨損。當(dāng)軸承副進(jìn)入全速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),可將靜壓供油系統(tǒng)停止,和用動(dòng)壓潤(rùn)滑供油形成動(dòng)壓油膜,仍能保持住軸頸在軸承中的液體潤(rùn)滑條件。
這樣的方法,從理論上來講,在軸承副啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)的整個(gè)過程中,完全避免了半液體潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑,成為液體潤(rùn)滑。因此,摩擦系數(shù)很低,只要克服潤(rùn)滑油黏性所具有的液體內(nèi)部分子間的摩擦阻力就行。此外,磨擦表面完全被靜壓油膜和動(dòng)壓油膜分隔開,所以,若情況正常,則幾乎沒有磨損產(chǎn)生,從而大大地延長(zhǎng)了軸承的工作壽命,節(jié)約了動(dòng)能消耗。
4.邊界潤(rùn)滑(即邊界摩擦)
邊界潤(rùn)滑是從摩擦面間的潤(rùn)滑劑分子與分子間的內(nèi)摩擦(即液體潤(rùn)滑)過渡到摩擦表面直接接觸之前的臨界狀態(tài)。這時(shí)摩擦界面上存在著一層吸附的薄膜,厚度通常為0.1μm左右,具有一定的潤(rùn)滑性能。我們稱這層薄膜為邊界膜。邊界膜的潤(rùn)滑性能主要取決于磨擦表面的性質(zhì);取決于潤(rùn)滑劑中的油性添加劑、極壓添加劑對(duì)金屬磨擦表面形成的邊界膜的結(jié)構(gòu)形成,而與潤(rùn)滑油口的黏度關(guān)系不大。
5.極壓潤(rùn)滑
極壓潤(rùn)滑是屬于邊界潤(rùn)滑的一種特殊情況,也就是摩擦副處在重載(或高接觸應(yīng)力)、高速、高溫條件下,潤(rùn)滑油中的極壓添加劑與金屬摩擦表面起反應(yīng)生成一層化學(xué)反應(yīng)膜,將兩摩擦表面分隔開,并起到降低摩擦系數(shù)、減緩磨損(或改變金屬表面直接接觸的嚴(yán)重磨損),達(dá)到潤(rùn)滑的作用,就稱為極壓潤(rùn)滑。
6.固體潤(rùn)滑
在摩擦面之間放入固體粉狀物質(zhì)的潤(rùn)滑劑,同樣也能起到良好的潤(rùn)滑效果。在兩摩擦面之間有固體潤(rùn)滑劑,它的剪切阻力很小,稍有外力,分子間就會(huì)產(chǎn)生滑移。這樣就把兩摩擦面之間的外摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w潤(rùn)滑劑分子間的內(nèi)摩擦。固體潤(rùn)滑有兩個(gè)必要條件,首先是固體潤(rùn)滑劑分子間應(yīng)具有低的剪切強(qiáng)度,很容易產(chǎn)生滑移;其次是固體潤(rùn)滑劑要能與摩擦面有較強(qiáng)的親和力,在摩擦過程中,總是使摩擦面上始終保持著一層固體潤(rùn)滑劑,而且這一層固體潤(rùn)滑劑不腐蝕摩擦表面。一般在金屬表面上是機(jī)械附著,但也有形成化學(xué)結(jié)合的。具有上述性質(zhì)的固體物質(zhì)很多,例如石墨、二硫化鉬,滑石粉等。
對(duì)于非層狀結(jié)構(gòu)固體潤(rùn)滑劑或軟金屬來說,主要是以其剪切力低,起到潤(rùn)滑作用,然后使它附著在摩擦表面形成潤(rùn)滑膜。對(duì)于已經(jīng)形成的固體潤(rùn)滑膜的潤(rùn)滑機(jī)理,可以按邊界潤(rùn)滑機(jī)理近似的解釋其潤(rùn)滑作用。
7.自潤(rùn)滑
以上所講的幾種潤(rùn)滑,在摩擦運(yùn)動(dòng)過程中,都需要向摩擦表面間加入潤(rùn)滑劑。而自潤(rùn)滑則是將具有潤(rùn)滑性能的固體潤(rùn)滑劑粉末與其他固體材料相混合并經(jīng)壓制、燒結(jié)成材,或是在多孔性材料中浸入固體潤(rùn)滑劑;或是用固體潤(rùn)滑劑直接壓制成材,作為摩擦表面。這樣在整個(gè)摩擦過程中,不需要加入潤(rùn)滑劑,仍能具有良好的潤(rùn)滑作用。自潤(rùn)滑的機(jī)理包括固體潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑,或兩者皆有的情況。例如聚四氟乙烯制品作成的壓縮機(jī)活塞環(huán)、軸瓦、軸套等都屬自潤(rùn)滑,因此在這類零件的過程中,它不需再加任何潤(rùn)滑劑也能保持良好的潤(rùn)滑作用。