第六章 常用機械零件潤滑

第六章常用機械零件的潤滑2023/2/32一、滑動軸承的潤滑

滑動軸承是支承軸的零件或部件，軸頸與軸瓦為面接觸，滑動摩擦（軸頸轉(zhuǎn)動，軸瓦固定）?；瑒虞S承組成：一般有殼體、軸瓦、潤滑系統(tǒng)和密封系統(tǒng)。

主要優(yōu)點：液體動壓潤滑軸承承載能力大，耐沖擊、震動、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、造價低、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單，拆卸方便。

主要缺點：當轉(zhuǎn)速和載荷變化過大，過于頻繁時，難以形成動壓潤滑油膜，導(dǎo)致潤滑不良，產(chǎn)生磨損。

摩擦阻力大，一般溫升較高，功率消耗大。2023/2/331.滑動軸承的分類

按承載方向分：

a)徑向軸承 承受徑向載荷（正向軸承，普通軸承）

b)止推軸承 承受軸向載荷（推力軸承）

c)組合軸承 同時承受徑向載荷和軸向載荷（徑向軸承與推力軸承組合）

⑴．流體潤滑軸承 流體膜，流體潤滑

①.流體動壓潤滑軸承

依靠摩擦副表面的幾何形狀和相對運動并借助于粘性流體作用產(chǎn)生的壓力平衡外載荷。

特點：軸頸運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好，可滿足軸的高精度旋轉(zhuǎn)要求。

②.流體靜壓潤滑軸承

依靠外部專用供油系統(tǒng)，將高壓油供到軸承間隙，形成油膜，使軸頸與軸瓦金屬表面隔開。

特點：油膜的形成不受速度、載荷、轉(zhuǎn)動方向的影響，可在各種載荷、速度下工作。

2023/2/34

⑵.非流體潤滑軸承

軸承的軸頸與軸瓦間不能形成完整油膜，摩擦表面的某些局部仍有金屬直接接觸，摩擦表面及邊界潤滑，或混合潤滑。

特點：軸承結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，摩擦系數(shù)大,磨損嚴重。

按潤滑材料不同分為：

液體潤滑軸承 — 潤滑油水

氣體潤滑軸承 — 空氣、氦、氫

塑性體潤滑軸承 — 脂、半液體金屬鉛、錫

固體潤滑軸承 — 金屬化合物、金屬膜、塑料及其他無機物，如二硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯

自潤滑軸承 — 粉末冶金軸承（含油軸承）2023/2/352.滑動方式的選擇

滑動軸承的潤滑劑一般為普通礦物油或潤滑脂，特殊情況下為合成油（高低溫、高速、高壓）水（塑料軸承）及其他潤體。

潤滑方式，主要根據(jù)軸承平均負荷系數(shù)K決定。

軸承平均負荷系數(shù)K=

ρ—軸承的平均壓力MPa υ—軸頸的圓周速度，m/s

一般情況下:K≤6，脂潤滑，一般油脂杯潤滑。

K＞6～50,油潤滑,采用針閥油杯潤滑（教材P52機械設(shè)計第六版）

K＞50～100，油潤滑,采用油杯或飛濺潤滑,需用水或油循環(huán)冷卻

K＞100時，油潤滑，采用壓力循環(huán)潤滑。

2023/2/363.潤滑油的選擇

主要考慮軸頸速度、負荷兩個方面

a)速度 最重要的一個因素，直接影響粘度選擇，速度高，粘度小，速度小，粘度高。

b)負荷

<3MPa屬于輕、中負荷，負荷高，粘度高。機械油、汽輪機油、汽油機油。

3～7.5MPa屬于中、重負荷 。機械油、汽油機油、齒輪油、（壓縮機油）。

7.5～30MPa屬于重、特重負載。機械油、汽油機油、齒輪油、（壓縮機油、軋鋼機油）。

此外還有軸承間隙小，油粘度小，軸承張度與軸的直徑比值愈大，粘度小，溫度變化大要求粘溫特性好的油。

4.潤滑脂的選擇

a)載荷大，轉(zhuǎn)速低時，選擇錐入度小的脂。 轉(zhuǎn)速高、輕載、小軸頸時應(yīng)選用錐入度大的脂。

b)選擇潤滑脂的滴點一般高于工作溫度20～30℃。高溫連續(xù)時，工作溫度不要超過允許的使用范圍，鋰基脂使用工作溫度在110～120℃，鈣基脂使用溫度<60℃。

c)鈣基、鋁基或鋰基脂、鈣—鈉基脂的抗水性好，使用在水淋或潮濕環(huán)境里工作。

d)集中潤滑系統(tǒng)給脂時，應(yīng)選用錐入度較大的潤滑脂。

2023/2/37二.滾動軸承的潤滑

滾動軸承運轉(zhuǎn)時，既有滾動摩擦，又有滑動摩擦，是機械傳動中普遍使用的零件。

主要優(yōu)點：啟動靈敏，啟動及運轉(zhuǎn)時摩擦力矩較小，效率高，潤滑方法簡便，易于互換。

主要缺點：抗沖擊能力差，工作時有噪音，形成流體潤滑困難。

損壞形式：疲勞點蝕、塑性變形（凹坑或壓痕）、磨損裂紋、斷裂、潤滑不良引起燒傷，早期破壞。

1.潤滑方式的選擇

a)滾動軸承對潤滑油的粘度要求不十分嚴格，只要求保證大于最低允許粘度。要避免高粘度，因為增加油的內(nèi)摩擦，使軸承溫度升高。

b)在高溫環(huán)境下有較高的閃點，目的要求油脂在高溫下能有較長的使用壽命和安全性。

c)具有良好的氧化安定性和抗銹蝕能力。

d)一般情況下當軸頸的圓周速度不大于4～5m/s，或軸承的速度因數(shù)（dn）>mmr/min時，可采用潤滑脂或粘度較高的潤滑油潤滑。用潤滑脂潤滑便于維修（可以長期不必補充或更換脂）。當速度較高時，速度因數(shù)（dn）<mmr/min時，可采用侵油、滴油和噴霧潤滑。

速度因數(shù)（dn）值是選擇潤滑方式的重要參數(shù)。

2023/2/382.潤滑油的選擇

滾動軸承常用的潤滑油有機械油、汽輪機油、汽油機油、汽缸油。

選擇油的粘度：根據(jù)工作溫度及速度因數(shù)（dn）由教材P335圖13-28潤滑油選擇用線圖選出所需要油的粘度（CST），由粘度值選出適用的油品種和牌號。

也可以根據(jù)速度因數(shù)、工作溫度、工作條件（如壓力）選用潤滑油。

在正常速度及溫度條件下，各種類型滾動軸承所用油的最低粘度為：

球軸承及滾子軸承 最低12厘斯（CST）

向心球面滾子軸承 最低20厘斯（CST）

推力向心球面滾子軸承 最低32厘斯（CST）2023/2/39潤滑脂的選擇

根據(jù)軸承速度、載荷、溫度等條件選擇脂的基礎(chǔ)油、陳基與錐入度的牌號。

a)速度

速度高，選脂的稠度低（錐入度大，減少摩擦磨損）

b)溫度

軸承的工作溫度一般應(yīng)低于滴點20～30℃。

溫度高，脂中基礎(chǔ)油政法過快，如果損失達到50～60%時，脂失效。

鋰基脂、鈉基脂、鈣基脂使用溫度高，溫度高時，可優(yōu)先選用。

c)載荷

重載荷的軸承要選用稠化劑含量較高的，稠度大的脂。

特重載荷選用含有極壓劑的脂。

d)水分潮濕條件

有水分、潮濕的地方，選耐水性好的脂，如鈣基脂、鋰基脂。

對經(jīng)常不用的設(shè)備軸承，應(yīng)選用抗氧化劑、防銹劑的脂。2023/2/310潤滑油、脂的使用

a)潤滑油

滾動軸承工作時，油量不要過多，能保持一層薄膜即可。（加油過多，溫度易升高，易氧化變質(zhì)）

用油消耗量g/h Q=0.075dB d—軸承內(nèi)徑cm；L—軸承寬度cm

定期加油：對于較小的滾動軸承根據(jù)其工作的連續(xù)程度，1～2天加油1次，較大的軸承3～5天加油1次，對輕負荷，不連續(xù)運轉(zhuǎn)的滾動軸承加油周期可適當延長。

b)潤滑脂

滾動軸承體內(nèi)填充脂量必須適中，以填滿軸承內(nèi)部空間的1/2～3/4為宜。

水平軸上軸承（徑向軸承）填充2/3～3/4為宜，垂直軸上軸承填充1/2（上側(cè)）和3/4（下側(cè)）為宜。

若充滿過多的脂，高速下由于劇烈攪拌，溫度升高，造成泄露，潤滑效率變差。

在容易污染的環(huán)境下，對于中速或低速的軸承，要把軸承和軸承蓋里面空間都填滿，高速軸承不應(yīng)填滿。

潤滑脂盡量不要混合使用，混合后會使滴點下降，失去原有的耐熱性。

更換潤滑脂時，應(yīng)盡量把舊脂清除干凈再換上新脂。（不要用過的脂與新脂混合使用）2023/2/311三.齒輪及蝸桿的潤滑

1.齒輪的失效形式與潤滑的關(guān)系

齒輪的失效形式主要有5種、輪齒折斷、齒面點蝕、齒面磨損、齒面膠合和齒面塑性變形。除輪齒折斷外，有四種與潤滑有直接關(guān)系。

a)齒面點蝕

若齒面接觸應(yīng)力超過材料的接觸持久極限時，在載荷多次重復(fù)作用下，齒面表層就會產(chǎn)生席位的疲勞裂紋，裂紋的蔓延擴展使金屬微粒剝落下來，而形成疲勞點蝕，使輪齒嚙合情況惡化而報廢。

若潤滑油的粘度低，流動性好，容易滲入表面裂紋中，在裂紋隨運動閉合使裂紋縫隙中的油壓增高（格膜作用），加速了裂紋的礦長和蔓延，引起點蝕。

粘度大，油膜厚，緩和了沖擊負荷，使接觸部分應(yīng)力均勻化，應(yīng)力下降，抗點蝕能力提高。2023/2/3122)齒面磨損

除金屬微粒、污物、砂粒、等進行嚙合表面產(chǎn)生磨粒磨損外，還由于齒輪除滾動外產(chǎn)生相對滑動，產(chǎn)生滑動摩擦，使齒面磨損。

采用閉式齒輪傳動是避免齒面磨粒磨損最有效的辦法，若采用粘度較低的油，有利于磨粒沉淀，潤滑時將外來雜質(zhì)從齒面沖洗掉，從而減少磨損。、、、、、、

3)齒面膠合

對于高速重載潤滑不良或低速重載不能形成油膜的齒輪傳動，齒面間壓力大，瞬時溫度高，潤滑效率差，當瞬時溫度過高時，兩相互滑動的金屬表面發(fā)生直接接觸，局部金屬粘接在一起，發(fā)生膠合。

高壓、大滑動的速度下，易使金屬表面局部溫度升高，潤滑油粘度下降，油膜破裂，選擇油粘度高些，潤滑油粘度愈大，齒面油膜愈厚，愈不容易發(fā)生膠合。

高速、中速及低速重載時，在油中可加入具有抗膠合能力的添加劑，這種添加劑能與齒面產(chǎn)生一層潤滑膜，這層膜能起到抗膠合作用，也可采用循環(huán)噴油潤滑，降低齒面溫度，從而降低齒面的膠合。

4)齒面塑性變形

往往過大的應(yīng)力作用下或齒面潤滑不良是，齒面金屬將發(fā)生塑性流動，在從動輪、主動輪上出現(xiàn)凸、凹的現(xiàn)象，形成塑性變形，這種損失常出現(xiàn)在低速和過載、起動最頻繁的傳動中，適當提高油的粘度，有助于防止或減輕齒面的塑性變形，

以上四種，除齒面磨損要求粘度低好外，其余三中均要求粘度適當高些。2023/2/3132.齒輪對潤滑油的要求

⑴.具有合適的粘度

粘度小，油膜厚度小，承載能力較小，易纏身磨損，齒輪傳動壓力大，粘度選擇較大，粘度太小，供油困難，易磨擦發(fā)熱溫度升高，油壽命下降。

⑵.應(yīng)有相應(yīng)的油性和極壓性能

齒輪傳動的齒面壓力很高，油易被擠掉，特別是低速高載的邊界潤滑狀態(tài)時，只有增加油性和極壓性能才能可靠的傳遞動力，降低磨損。

⑶.熱氧化安定性好

嚙合時齒輪受載較大，溫度較高，易產(chǎn)生熱氧化變質(zhì)，生成氧化膠質(zhì)，失去潤滑性能。

⑷.防銹性、消泡性

使用過程中，由于水分、雜質(zhì)混入，油劣化變質(zhì)，產(chǎn)生銹蝕，應(yīng)具有抑制銹蝕能力。

在工作中，齒輪與潤滑油進行劇烈的攪拌與沖擊，容易混入空氣在油產(chǎn)生氣泡，加入的有的添加劑也易產(chǎn)生氣泡，易加速油的氧化變質(zhì)，影響油膜厚度，降低潤滑效率。2023/2/3143.齒輪傳動潤滑油、脂的選擇

主要依據(jù)有兩個

(1)載荷

輕載荷可選用不含添加劑的油

重載荷選用海有含油性、極壓性的添加劑的油

載荷大選用的粘度也要大

(2)速度

速度高，選用低粘度的油

速度低，選用高粘度的油

a)一般密閉式齒輪（直齒輪、圓錐齒輪、斜齒輪）根據(jù)小齒輪轉(zhuǎn)速、傳動比、功率，選擇油的粘度、潤滑油的種類和潤滑方式。

油的種類：機械油、工業(yè)齒輪油、汽缸油、汽輪機油

潤滑方式：循環(huán)潤滑、飛濺潤滑

b)開式齒輪傳動及半開式齒輪傳動或速度較低的閉式齒輪傳動，通常用人工作周期性加油潤滑，所用潤滑劑，潤滑油或潤滑脂。

一般開式齒輪傳動速度不高，但因不密閉，工作中油料會飛散或流失，要求粘度高的齒輪油載荷大的開式齒輪，用加極壓添加劑的開式齒輪油。

常用油：68、100、150號機械油，11號汽缸油。

潤滑脂：鈣基脂、鋰基脂、石墨脂。

固體潤滑材料：二硫化鉬（二硫化鉬干膜）形成方法：一是噴涂成膜，二是格壓成膜。工藝較復(fù)雜，檢查維護需要使用受限。還有聚四氟乙烯、二硫化鎢等。（使用油、脂不能耐過高或過低溫時，或不允許有泄露或齒輪在真空條件下工作。）2023/2/3154.蝸桿傳動的潤滑油的選擇

蝸桿傳動的特點：潤滑速度大，傳動效率較低（與齒輪傳動比），效率0.7～0.9。自鎖時效率小于0.5。發(fā)熱量嚴重，容易出現(xiàn)膠合或磨損失效，如果潤滑不良或潤滑劑選擇不當都將導(dǎo)致輪齒膠合或磨損。

1)對油的要求粘度要大，粘溫指數(shù)要高，要有良好的油性、抗極壓、抗氧化、抗腐蝕性能。

2)蝸桿傳動的潤滑主要根據(jù)載荷、速度和環(huán)境的溫度選擇

主要是用蝸輪、蝸桿專用油L-CKE（鋼銅件的蝸輪、蝸桿用油），也可用其他齒輪油。

對于重載或沖擊載荷，用經(jīng)常運動和停車的蝸桿傳動，應(yīng)在油中加入5%的動植物油等添加劑，考慮環(huán)境溫度用油粘度，不要用于運轉(zhuǎn)溫度超過80℃的部位，一面由于高溫氧化生成酸性物質(zhì)。腐蝕青銅蝸桿。2023/2/3165.（齒輪和蝸桿的）潤滑方式

⑴.常用的潤滑方式

①浸油潤滑（油浴潤滑）

當齒輪圓周速度V≤12～15m/s和蝸桿圓周速度V≤10m/s時，采用浸油潤滑大齒輪的輪齒浸入油中，傳動時，將油帶如嚙合齒面上，同時將油甩到箱壁上，借以散熱。

蝸桿在下和在側(cè)的減速器及蝸桿在上的減速器都可采用浸油潤滑，但蝸桿在上的減速器形式，粘度可適當提高25～40%。

②噴油潤滑

當齒輪圓周速度V>12m/s,采用噴油潤滑，即由油泵或中心供油站以一定壓力供油，借噴嘴將油噴到輪齒的嚙合面上.

當V<25m/s時,噴嘴位于輪齒嚙入邊或嚙出邊均可。

當V>25m/s時，噴嘴位于輪齒嚙出邊，一邊借油及時冷卻剛嚙合過的輪齒，同時也對輪齒進行潤滑。

③開式齒輪傳動潤滑

涂油法：用刷子或油壺定期供油，使用于低速傳動。

滴油法：滴油杯滴油，依靠油的自重向潤滑部位滴油。

油浴法：需在干凈環(huán)境中，但也要經(jīng)常換油。2023/2/317⑵.浸油深度

單級減速器中，大齒輪浸油深度1～2齒高。

多級減速器中，各級均應(yīng)浸入油中，高速級浸油深度為0.7個齒高，一般不應(yīng)小于10mm。也可借油輪將油帶入未浸油的齒輪（高速級大齒輪）。

對于圓錐齒輪應(yīng)浸入全齒寬（整個齒長浸入油中）。

蝸桿傳動中，蝸輪在蝸桿下面，油面可以在一個齒高到蝸輪中心線的范圍變化。俗語愈高，攪油愈大，浸油深度要淺；速度低時，浸油深度可深一點（一般應(yīng)為蝸輪直徑的1/3）。

蝸輪在蝸桿上面時，油面可以保持在蝸桿中心線以下（一般一個齒高），飛濺的油可以通過刮板供給蝸輪的軸承。2023/2/318四、導(dǎo)軌的潤滑

導(dǎo)軌是機床和其他一些設(shè)備中不可缺少的重要部件，是運送工件或刀具的重要部分，它的好壞直接影響工件的精度和工件質(zhì)量。

導(dǎo)軌一般分為三種類型—滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等。

導(dǎo)軌運行的平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的潤滑有密切關(guān)系，一般說來，導(dǎo)軌幾何尺寸較大，互相接觸的面積也較大，導(dǎo)軌運動中大部分油被擠壓流失掉。其潤滑即為全油膜到半干摩擦之間的過渡狀態(tài)的邊界潤滑。油膜厚度約在0.01mm以下，有一定的潤滑作用，容易缺油引起粘著磨損。

滾動導(dǎo)軌多數(shù)采用潤滑脂，滑動導(dǎo)軌多數(shù)采用潤滑油。

導(dǎo)軌的主要矛盾是低速下爬行（在連續(xù)驅(qū)動里作用下，運動部件所產(chǎn)生的斷續(xù)運動即周期性停頓（粘著）和跳躍（滑行的運動）狀態(tài)），機床工作臺在低速下的爬行嚴重影響機床加工表面的粗糙度及定位精度。

影響爬行的因素很多，與導(dǎo)軌的摩擦特性、驅(qū)動裝置的剛性、各種移動部件的運動等有關(guān)。防爬行措施—通過正確選擇潤滑油等方法可以避免導(dǎo)軌的爬行。2023/2/3191.導(dǎo)軌對潤滑劑的要求（滑動導(dǎo)軌較多—潤滑油）

a)具有適當?shù)恼扯?/p>

負載大，油粘度大，負載小，油粘度小

速度高，油粘度低，速度低，油粘度高

溫度高，油粘度高，溫度低，油粘度低

普通車床、銑床、鉆床、拉床、滾齒機 48～68號機械油

磨床（萬能磨床、外圓磨床、內(nèi)圓磨床、齒輪磨床）32～46號導(dǎo)軌油

鏜床、鏜銑床 68～150號導(dǎo)軌油

大型車床（立車等） 68～100號導(dǎo)軌油

落地鏜床 100～150號導(dǎo)軌油

b)具有良好的油性

即要求兩導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)低，減磨性好，應(yīng)吸附在摩擦表面，不能被切削液沖洗掉，吸附在垂直導(dǎo)軌上的導(dǎo)軌油應(yīng)能克服重力影響而牢固地吸附在其表面。

c)具有良好的極壓性

一般情況下在低溫時加油性添加劑可防止導(dǎo)軌面磨損，而在高溫下油性添加劑失效，采用硬脂酸油性添加劑，溫度也不能超過150℃，否則也失去油性作用。所以必須加入極壓劑，提高導(dǎo)軌油在高溫下的油膜強度。

2023/2/320

d)具有良好的抗氧化、抗腐蝕性

多數(shù)導(dǎo)軌油是循環(huán)使用的，導(dǎo)軌油常與空氣接觸，易于氧化變質(zhì)，同時大多數(shù)導(dǎo)軌都采用鑄鐵，易于生銹，所以應(yīng)選擇具有良好的抗氧化、抗腐蝕性的潤滑劑。 礦物油加油性和增粘劑的導(dǎo)軌油等能滿足上述特性。

適用于機床導(dǎo)軌的潤滑劑，也適用于其他機器的導(dǎo)軌，如鑲條、臥式壓縮機和發(fā)動機的十字頭導(dǎo)軌。

2.導(dǎo)軌潤滑的選擇

a)低中速負荷的水平起動導(dǎo)軌 常采用粘度46～100厘斯（40℃）的潤滑油

b)高負荷的水平起動導(dǎo)軌 常采用粘度220厘斯（40℃）的潤滑油

c)一般液壓系統(tǒng)分油潤滑導(dǎo)軌 常采用低于度46厘斯（40℃）的潤滑油

d)在垂直、傾斜導(dǎo)軌以及具有大面積垂直棱邊的水平導(dǎo)軌（立車、龍刨）常采用粘度68厘斯（40℃）的潤滑油

3.機床導(dǎo)軌潤滑使用方法

2023/2/321

普通的滑動導(dǎo)軌潤滑方法備注普通機械油從液壓系統(tǒng)來的油各類磨床導(dǎo)軌和液壓系統(tǒng)采用一種油導(dǎo)軌油油繩、油輪、油槍、壓力循環(huán)、油霧適用于爬行現(xiàn)象的機床潤滑脂滑動面較短時，用油槍或壓蓋油杯注入到油槽里適用于有垂直搗鬼和偶爾慢速運動的導(dǎo)軌滾動導(dǎo)軌潤滑方法備注潤滑油下滾動面應(yīng)恰好接觸油槽里的油不能采用各種外形位置必須防止污染潤滑脂組裝時填好，但應(yīng)裝有潤滑脂油嘴，便于補充必須防止污染2023/2/322

五、離合器、聯(lián)軸器、鏈條、鋼絲繩的潤滑

1.離合器的潤滑

⑴.電磁離合器這種離合器多數(shù)裝在變速箱中，和軸承、齒輪共用一種潤滑油。為考慮各摩擦副潤滑為需求和油性過大會使膜脫開時間太長，推薦使用15號主軸油或10號變壓器油+1%油性添加劑，使用右的粘度最大不超過32厘斯（40℃）

⑵.摩擦離合器 除了電力起重機中的摩擦離合器外

只要求潤滑引導(dǎo)摩擦片壓緊和松開的離合器軸承，它可用油或脂潤滑。

用油潤滑時，推薦用100號汽輪機油，某些起重機的摩擦離合器，推薦用46號液壓油。

用脂潤滑時，推薦用4號鈉基脂（溫度高，溫度?。?/p>

⑶.超越離合器

滾子式可根據(jù)速度來選油，高速時，32號機械油；中速時，68號機械油；低速時，14號柴油機油。

楔塊式離合器用脂潤滑時，推薦選用2號鈉基脂。

2023/2/3232.聯(lián)軸器潤滑

聯(lián)軸器種類很多，現(xiàn)舉例說明。

(1)十字滑塊聯(lián)軸器

脂—2號中間滑