機(jī)械裝置的潤(rùn)滑與密封

機(jī)械裝置的潤(rùn)滑與密封第1頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月引言摩擦現(xiàn)象是自然界中普遍存在的物理現(xiàn)象。摩擦?xí)箼C(jī)器效率降低，溫度升高，表面磨損。過大磨損會(huì)使機(jī)器喪失精度，產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，縮短壽命。

世界上使用的能源大約有1/3-1/2消耗于摩擦。如果能夠盡力減少無用的摩擦消耗，便可大量節(jié)省能源。潤(rùn)滑的主要作用：減少摩擦，降低磨損；2.降溫冷卻3.防止腐蝕；4.減振作用；密封的主要作用：阻止液體、氣體工作介質(zhì)以及潤(rùn)滑劑泄漏2.防止灰塵、水分進(jìn)入潤(rùn)滑部位。第2頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月分類液體潤(rùn)滑劑----潤(rùn)滑油半固體潤(rùn)滑劑----潤(rùn)滑脂固體潤(rùn)滑劑一、潤(rùn)滑油

氣體潤(rùn)滑劑----空氣§5-1常用潤(rùn)滑劑及選擇1.粘度-重要指標(biāo)，選擇潤(rùn)滑油的主要依據(jù)。粘度表征液體流動(dòng)的內(nèi)摩擦特性。粘度值越高，油越稠。（一）潤(rùn)滑油的性能指標(biāo)

第3頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月AA、B兩板之間充滿了液體，B板靜止，A板水平移動(dòng)速度為v。由于液體與金屬表面的吸附作用，A板表面的液體速度為v，而B板表面的液體速度為0。兩板之間的速度呈線性分布。液體層與層之間摩擦切應(yīng)力：τ=ηdudy--流體中任意點(diǎn)處的切應(yīng)力與該處的速度梯度成正比。η----液體的動(dòng)力粘度，簡(jiǎn)稱粘度。單位：N·s/m2(Pa·s)稱為泊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：oxyydyduB1)動(dòng)力粘度--牛頓液體流動(dòng)定律第4頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月工程中常用運(yùn)動(dòng)粘度：ν

=ηρ

單位m2/s稱為斯St2)運(yùn)動(dòng)粘度表4-1常用常用潤(rùn)滑油的主要性質(zhì)名稱全損耗系統(tǒng)用油GB443-89汽輪機(jī)油GB11120-89代號(hào)40℃的粘度mm2/sL-AN76.12~7.48-10110凝點(diǎn)≤C閃點(diǎn)(開式)≥C用于高速底負(fù)荷機(jī)械、精密機(jī)床、紡織紗錠的潤(rùn)滑和冷卻。普通機(jī)床的液壓油。用于一般滑動(dòng)軸承、齒輪、蝸輪的潤(rùn)滑用于重型機(jī)床導(dǎo)軌、礦山機(jī)械的潤(rùn)滑。用于汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等高速高負(fù)荷軸承和各種小型液體潤(rùn)滑軸承L-AN10090~1100210L-AN109.0~11.0-10125L-AN513.5~16.5-10165L-AN3228.8~32.2-10170L-AN4641.4~50.6-10180L-AN6861.2~74.8-10190L-TSA3228.8~35.2-7180L-TSA4641.4~50.6主要用途第5頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3)相對(duì)粘度指在一定條件下，利用某種規(guī)格的粘度計(jì)，通過測(cè)定潤(rùn)滑油穿過規(guī)定孔道的時(shí)間來進(jìn)行度量的粘度。常用的有：恩氏粘度（?Et）----中國(guó)慣用賽氏通用秒（SUS）----美國(guó)慣用雷氏秒----英國(guó)慣用運(yùn)動(dòng)粘度與相對(duì)粘度之間的換算關(guān)系：

潤(rùn)滑油的牌號(hào)與運(yùn)動(dòng)粘度有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如：牌號(hào)為L(zhǎng)-AN10的油在40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度大約為10cSt。

潤(rùn)滑油的粘度越大，形成的油膜越厚，承載能力越大，內(nèi)部阻力越大，流動(dòng)性越差。第6頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.粘--溫特性溫度t↑→η↓粘度指數(shù)越大，表面粘度隨溫度的變化越小，粘--溫特性越好。3.凝點(diǎn)潤(rùn)滑油在規(guī)定的條件下，不再自由流動(dòng)時(shí)所達(dá)到的最高溫度。它是潤(rùn)滑油在低溫下工作的一個(gè)重要指標(biāo)，直接影響到機(jī)器在低溫下的啟動(dòng)性能和磨損情況。第7頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.閃點(diǎn)潤(rùn)滑油在標(biāo)準(zhǔn)容器中加熱所蒸發(fā)的油氣，遇火焰即能發(fā)出閃光時(shí)的最低溫度。是衡量油易燃性的指標(biāo)。對(duì)于在高溫下工作的機(jī)器，這是一個(gè)重要參數(shù)。一般要求工作溫度比油的閃點(diǎn)低30-40℃。礦物油來源充足、成本低廉、穩(wěn)定性好、因而應(yīng)用最廣。種類：有機(jī)油----動(dòng)、植物油礦物油----石油產(chǎn)品，化學(xué)合成油（二）常用潤(rùn)滑油第8頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、潤(rùn)滑脂（一）組成：潤(rùn)滑油與各種稠化劑（鈣、鈉、鋁、鋰等金屬皂）混合稠化而成，習(xí)慣上稱黃油。優(yōu)點(diǎn)：密封簡(jiǎn)單、不需要經(jīng)常添加、不易流失；對(duì)速度和溫度不敏感，適用范圍廣。選用原則：1)載荷大、溫度高的軸承，宜選用粘度大的油；2)載荷小、轉(zhuǎn)速高的軸承，宜選用粘度小的油；第9頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月缺點(diǎn)：摩擦損耗較大、機(jī)械效率低，不適宜高速場(chǎng)合。（二）潤(rùn)滑脂的主要質(zhì)量指標(biāo)

1、滴點(diǎn)指潤(rùn)滑脂受熱后從標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量杯孔中開始滴下第一滴油時(shí)的溫度。它是潤(rùn)滑脂在高溫時(shí)的工作極限。選擇潤(rùn)滑脂時(shí)應(yīng)使其最高工作溫度低于滴點(diǎn)5℃～20℃。第10頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月錐入度用來表示潤(rùn)滑脂粘稠軟硬的程度。錐入度越小，潤(rùn)滑脂越稠，承載能力越強(qiáng)，越不易進(jìn)入并充滿潤(rùn)滑空間；錐入度越大，流動(dòng)性越好，過大則易泄漏。與潤(rùn)滑油相比，潤(rùn)滑脂稠度大，不易流失，密封簡(jiǎn)單，不需經(jīng)常添加，承載能力較強(qiáng)，但物理、化學(xué)性能沒有潤(rùn)滑油穩(wěn)定，且摩擦損耗大，流動(dòng)性和散熱性差，更換潤(rùn)滑脂時(shí)需停機(jī)后拆開機(jī)器。根據(jù)上述特性，潤(rùn)滑脂常用在加、換油不方便的地方；使用要求不高或灰塵較多的場(chǎng)合；速度低、載荷大或做間歇、搖擺運(yùn)動(dòng)的機(jī)械等。

2、錐入度第11頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鈉基潤(rùn)滑脂鋰基潤(rùn)滑脂鋁基潤(rùn)滑脂鈣基潤(rùn)滑脂分類----工程上應(yīng)用最廣（三）常用潤(rùn)滑脂第12頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、固體潤(rùn)滑劑用固體粉末代替潤(rùn)滑油膜的潤(rùn)滑，稱為固體潤(rùn)滑。最常見的固體潤(rùn)滑劑有石墨、二硫化鉬、二硫化鎢、聚四氟乙烯等。固體潤(rùn)滑劑耐高溫、高壓，因此適用于速度低、載荷特重或溫度很高、很低的特殊條件下及不允許有油、脂污染的場(chǎng)合。第13頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§5-2常用潤(rùn)滑方式及裝置一、油潤(rùn)滑方式及裝置（一）間歇供油潘存云教授研制壓注式油杯潘存云教授研制旋蓋式油杯脂用第14頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單體供油裝置油壺，油杯，油槍第15頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第16頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月潘存云教授研制潘存云教授研制針閥式油杯彈簧蓋油杯（二）連續(xù)供油1.滴油潤(rùn)滑2.芯捻潤(rùn)滑第17頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.油環(huán)潤(rùn)滑第18頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月甩油環(huán)6.壓力潤(rùn)滑油泵冷卻器滴油潤(rùn)滑4.浸油潤(rùn)滑5.飛濺潤(rùn)滑第19頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、脂潤(rùn)滑方式及裝置1.手工潤(rùn)滑2.油杯潤(rùn)滑3.集中潤(rùn)滑潤(rùn)滑脂流動(dòng)性、冷卻效果較差，多用于低中速機(jī)械的潤(rùn)滑。第20頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月集中供油裝置a)簡(jiǎn)單的少數(shù)點(diǎn)位集中供油b)設(shè)備中心、車間及工廠級(jí)集中供油泵站+(穩(wěn)壓+冷卻)+過濾+分配器+工位潤(rùn)滑手動(dòng)潤(rùn)滑泵電動(dòng)潤(rùn)滑泵第21頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§5-3常用傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑一、滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑大部分可以用油潤(rùn)滑，見表5-3選取對(duì)于要求不高，速度v小于5m/s，難以經(jīng)常供油的非液體摩擦滑動(dòng)軸承，可用脂潤(rùn)滑。見表5-4選取。第22頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑劑可以是潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑油或固體潤(rùn)滑劑。一般情況下，軸承采用脂潤(rùn)滑，但在軸承附近已經(jīng)具有潤(rùn)滑油源時(shí)（如變速箱內(nèi)本來就有潤(rùn)滑齒輪的油），也可采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。具體選擇可按速度因數(shù)dn值來定。d代表軸承內(nèi)徑（mm）；n代表軸承轉(zhuǎn)速（r/min），dn值間接地反映了軸頸的圓周速度，當(dāng)dn＜(1.5-2)105mm·r/min時(shí)，一般滾動(dòng)軸承可采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，超過這一范圍宜用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。二．滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑第23頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月脂潤(rùn)滑因潤(rùn)滑脂不易流失，故便于密封和維護(hù)，且一次充填潤(rùn)滑脂可運(yùn)轉(zhuǎn)較長(zhǎng)時(shí)間。油潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)是比脂潤(rùn)滑摩擦阻力小，并能散熱，主要用于高速或工作溫度較高的軸承（1/3-1/2）。潤(rùn)滑油的粘度可按軸承的速度因數(shù)dn和工作溫度t來確定。油量不宜過多，如果采用浸油潤(rùn)滑則油面高度不超過最低滾動(dòng)體的中心，以免產(chǎn)生過大的攪油損耗和熱量。高速軸承通常采用滴油或噴霧方法潤(rùn)滑。第24頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月油池潤(rùn)滑采用惰輪的油池潤(rùn)滑噴油潤(rùn)滑三、齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑和效率開式齒輪常用人工定期潤(rùn)滑?？捎脻?rùn)滑油或潤(rùn)滑脂。閉式齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式由圓周速度v確定。當(dāng)v≤12m/s時(shí)，采用油池潤(rùn)滑。當(dāng)v>12m/s時(shí)，采用油泵噴油潤(rùn)滑。適用于多級(jí)齒輪，且大小不等的場(chǎng)合。第25頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表13-6齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑油粘度薦用值塑料、鑄鐵、青銅齒輪材料強(qiáng)度極限圓周速度v(m/s)運(yùn)動(dòng)粘度v/cSt（40℃）滲碳或表面淬火鋼鋼3505~12.512.5~25>252.5~51~2.50.5~1<0.5220501008055450~10001000~12501250~580500350220501008050050035022050100900500500350220505580100理由：1)v過高，油被甩走，不能進(jìn)入嚙合區(qū)；2)攪油過于激烈，使油溫升高，降低潤(rùn)滑性能；3)攪起箱底沉淀的雜質(zhì)，加劇輪齒的磨損。第26頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§5-4機(jī)械裝置的密封使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)壓力、速度、工作溫度等工作條件，選擇經(jīng)濟(jì)、合理的密封類型和結(jié)構(gòu)。密封件大部分都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件。根據(jù)被密封表面是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，密封分為靜密封和動(dòng)密封。

密封的選擇第27頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月靜密封結(jié)合面平整、光潔，在螺栓緊固壓力下貼緊而密封。一般，結(jié)合面的間隙小于5μm,且需研磨加工。一、靜密封第28頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月密封方法可分三大類：接觸式密封，非接觸式密封和組合式密封。它們的密封型式、適用范圍和性能可查閱表。二、動(dòng)密封動(dòng)密封又分為：1）接觸式密封：利用各種密封圈或氈圈密封，僅適用于中、低速場(chǎng)合。2）非接觸式密封：密封部位相互運(yùn)動(dòng)的結(jié)合面間不接觸，可適用于運(yùn)動(dòng)速度較高的場(chǎng)合，主要有溝槽密封、迷宮密封等。3）組合式密封：是將幾種密封結(jié)構(gòu)組合在一起使用，可發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)，使密封更為有效和可靠。

第29頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、接觸式密封接觸式密封包括氈圈密封、橡膠密封等。由于密封件與軸或其它配合件直接接觸，工作時(shí)產(chǎn)生摩擦磨損并使溫度升高，所以適用于中、低速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下軸承的密封。

（1）氈圈密封圖5.12為幾種氈圈密封的裝置圖，c）圖為使用雙氈圈密封，效果更好。a）b）c）圖5.12氈圈密封裝置

第30頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）橡膠密封圖5.13中，a）圖主要用于防止漏油，而且隨著油壓的增大，唇部與軸貼得更緊；b）圖主要用于防塵；c）圖既可防止漏油，又可防止灰塵等侵入。

a）b）c）

圖5.13橡膠密封第31頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、非接觸式密封非接觸式密封中密封件不與軸或配合件直接接觸，可用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)軸承的密封。（1）間隙式密封（圖5.14）圖5.14a為縫隙式間隙，即在軸和軸承蓋的之間留一個(gè)極窄的縫隙，徑向間隙通常為0.1~0.3mm，適用于環(huán)境比較干凈的脂潤(rùn)滑軸承；若在軸承蓋上車出環(huán)形溝槽(圖5.5b)并填以潤(rùn)滑脂，可提高密封效果，溝槽數(shù)不應(yīng)少于3；圖5.14c則在軸或軸套上開有“W”形槽，用來甩回滲漏的油，并在端蓋上開回油孔（槽），適用于油潤(rùn)滑，速度不限。第32頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月a）b）c）圖5.14間隙式密封（2）迷宮式密封(圖5.5)。根據(jù)迷宮曲路的伸展方向，迷宮的布置可以是徑向的(圖5.5a)或軸向的(圖5.5b)。圖5.5c中為組合迷宮式密封。

第33頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月a）b）c）