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潤滑油對設(shè)備的保護是如何實現(xiàn)的?

2024-08-08

降低摩擦是潤滑油的主要目的之一,除此之外,潤滑油還有其它作用,例如潤滑油膜可以防銹;防止金屬被腐蝕;潤滑油還能起到清潔作用,設(shè)備內(nèi)部的雜質(zhì)就像我們身體里的毒素一樣,從油里攜帶著經(jīng)過濾芯除掉;冷卻作用,金屬間摩擦生熱,潤滑油流經(jīng)金屬表面帶走熱量。




潤滑是設(shè)備維護保養(yǎng)中經(jīng)常遇到的問題,但是到底什么是潤滑?說到潤滑,我們腦子里出現(xiàn)的場景也許只是把油或者油脂涂到機械摩擦面,減少摩擦。雖然這個概念沒錯,但只是潤滑的一個方面。

許多物質(zhì)可以用于潤滑,最常見的是潤滑油(液態(tài)油)和潤滑脂(常溫下一般是膏狀),潤滑脂和潤滑油相比較稠,是因為潤滑脂在潤滑油的基礎(chǔ)上使用了稠化劑。用于潤滑的油類可以是取自石油的礦物油,也可以是人工化學(xué)合成的油類,還有植物油、動物油也可以作為潤滑油?,F(xiàn)在用的潤滑油、潤滑脂主要是來自于石油或者合成油,在沒有加入添加劑和稠化劑之前的油我們稱為基礎(chǔ)油,是潤滑油的主要成分?;A(chǔ)油本身已經(jīng)具有潤滑性,但是為了優(yōu)化基礎(chǔ)油的總體性能,我們又加入一些添加劑。礦物油可以滿足普通的工業(yè)潤滑要求,因此目前的油品90%以上都是基于礦物油,合成油的性能更好,使用植物油則主要出于環(huán)??紤]。

添加劑可以優(yōu)化基礎(chǔ)油的性能,對不好的性質(zhì)進行抑制,增強有利的性能,甚至賦予基礎(chǔ)油一些新性能。但是添加劑不是越多越好,因為添加劑屬于化學(xué)物質(zhì),各種添加劑之間要在類別和比例上搭配合理才能起到預(yù)期的效果。此外,添加劑的數(shù)量還要考慮使用的場合,例如汽車發(fā)動機的潤滑油(機油)需要較好的清凈分散作用,清除發(fā)動機里的積碳和煙灰,重負(fù)荷機械使用的潤滑油里則可能加入了極壓添加劑,以增加抗磨能力。

潤滑的作用

降低摩擦是潤滑油的主要目的之一,但是除了減磨,潤滑油還有其他作用,例如潤滑油膜可以防銹、防止金屬被腐蝕。潤滑油還能起到清潔作用,設(shè)備內(nèi)部的雜質(zhì)就像我們身體里的毒素一樣,從油里攜帶著經(jīng)過濾芯除掉。冷卻作用:金屬間摩擦生熱,潤滑油流經(jīng)金屬表面帶走熱量。

潤滑的三種狀態(tài)

潤滑有三種狀態(tài):全膜潤滑、邊界潤滑、混合潤滑。它們是三種不同狀態(tài),但是都依靠潤滑油來潤滑抗磨。

 全膜潤滑(Full-film lubrication)

全膜潤滑又分為兩種——流體動力潤滑(hydrodynamic lubrication)和彈性流體動力潤滑(elastohydrodynamic lubrication)。流體動力潤滑是指:兩個做相對運動的滑動摩擦面,用借助于相對速度而產(chǎn)生的一層流體潤滑膜將兩個摩擦面完全隔開,避免它們直接接觸發(fā)生干摩擦和磨損。彈性流體動力潤滑和流體動力潤滑類似,也是靠一層流體潤滑膜把接觸面分隔開,不同之處在于接觸面之間的相對運動是滾動,形成的全膜潤滑膜承受的壓力大于流體動力潤滑,產(chǎn)生的潤滑分隔膜比流體動力潤滑狀態(tài)下的薄一些哪怕加工精度很高的金屬,表面都不是純平光滑的,在顯微鏡下看,我們可以看到金屬表面其實是坑坑洼洼的,毛刺是我們?nèi)庋垡呀?jīng)能發(fā)現(xiàn)的突起,而顯微鏡下那些較高的金屬凸起部分是一些峰點,肉眼難以看到,但是對于潤滑卻很重要。為了達(dá)到全膜潤滑,潤滑膜的厚度必須要超過這些峰點的高度,把它們完全分隔開,才能避免兩個接觸面之間的峰點接觸。能實現(xiàn)全膜潤滑,是最好的潤滑狀態(tài),對機械的接觸面能實現(xiàn)最有效的保護。

邊界潤滑(Boundary lubrication)

雖然全膜潤滑很理想,但是有些情況卻不一定能形成完整的潤滑膜,例如機器頻繁啟停、有沖擊性負(fù)荷、速度、負(fù)荷因素不足以形成全膜潤滑等情況,這些情況會造成邊界潤滑。能形成完整的潤滑膜固然好,但是當(dāng)條件不夠、不能形成完整潤滑膜或者潤滑油膜變?。ㄔ诟邷叵拢?,就發(fā)生液體摩擦過渡到干摩擦(摩擦面之間直接接觸)過程之前的臨界狀態(tài),就是邊界潤滑。因此在結(jié)合機械的構(gòu)造和使用情況,有些設(shè)備就要求使用極壓型潤滑油,里面含有極壓添加劑(EP:extreme-pressure additives),或者抗磨劑(AW:anti-wear additives),當(dāng)不能實現(xiàn)全膜潤滑,出現(xiàn)邊界潤滑的時候,這些添加劑發(fā)揮作用保護機械表面。這類添加劑能吸附在金屬表面,形成一層保護層,達(dá)到避免金屬磨損的目的。當(dāng)發(fā)生邊界潤滑時,全靠極壓添加劑來保護金屬表面。比起全膜潤滑,邊界潤滑時產(chǎn)生的潤滑膜摩擦較大,產(chǎn)生的熱量也較多,但是避免了完全的干摩擦。

混合潤滑(Mixed lubrication)

混合潤滑狀態(tài)是指混有全膜潤滑和邊界潤滑的情況,前面我們提到,金屬表面的峰點如果較高,高于潤滑油膜時,就會互相接觸。混合潤滑中,雖然大部分的區(qū)域處于全膜潤滑,當(dāng)這些峰點接觸時,會出現(xiàn)局部的邊界潤滑。

來源:《中國設(shè)備工程》雜志社

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