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    潤滑的原理
    阅读:439次  时间:2008/10/29 9:43:15  作者:admin  [ ] [打印] [關閉]
    磨擦副在全膜潤滑狀態下運行,這是一種理想的狀況。但是,如何創造條件,采取措施來形成和滿足全膜潤滑狀態則是比較複雜的工作。人們長期生産實踐中不斷對潤滑原理進行了探索和研究,有的比較成熟,有的還正在研究。現就常見到的動壓潤滑、靜壓潤滑、動靜壓潤滑、邊界潤滑、極壓潤滑、固體潤滑、自潤滑等的潤滑原理,作一簡單介紹。
        1.動壓潤滑
        通過軸承副軸頸的旋轉將潤滑油帶入磨擦表面,由于潤滑油的黏性和油在軸承副中的楔形間隙形成的流體動力作用而産生油壓,即形成承載油膜,稱爲流體動壓潤滑。流體動壓潤滑理論的假設條件是潤滑劑等黏性,即潤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磨擦運動的表面是剛性的,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,對一般非重載(接觸壓力在15MPa)的滑動軸承,這種假設條件接近實際情況。但是,在滾動軸承和齒輪表面接觸壓力增大至400~1500MPa時,上述假定條件就與實際情況不同。這時磨擦表面的變形可達油膜厚度的數倍,而且潤滑的金屬磨擦表面的彈性變形和潤滑油黏度隨壓力改變這兩個因素,來研究和計算油膜形成的規律及厚度、油膜截面形狀和油膜內的壓力分布更爲切合實際這種潤滑就稱爲彈性流體動壓潤滑。
        2.靜壓潤滑
        通過一套高壓的液壓供油系統,將具有一定壓力的潤滑油以過節流阻尼器,強行供到運動副磨擦表面的間隙中(如在靜壓滑動軸承的間隙中、平面靜壓滑動導軌的間隙中、靜壓絲杆的間隙中等)。磨擦表面在尚未開始運動之前,就被高壓油分隔開,強制形成油膜,從而保證了運動副能在承受一定工作載荷條件下,完全處于液體潤滑狀態,這種潤滑稱爲液體靜壓潤滑。
        3.動、靜壓潤滑
        隨著科學技術的發展,近年來在工業生産中出現了新型的動、靜壓潤滑的軸承。液體動、靜壓聯合軸承充分發揮了液體動壓軸承和液體靜壓軸承二者的優點
    ,克服了液體動壓軸承和液體靜壓軸承二者的不足。主要工作原理:當軸承副在啓動或制動過程中,采用靜壓液體潤滑的辦法,將高壓潤滑油壓入軸承承載區,把軸勁浮起,保證了液體潤滑條件,從而避免了在啓動或制動過程中因速度變化不能形成動壓油膜而使金屬磨擦表面(軸頸表面與軸瓦表面)直接接觸産生的磨擦與磨損。當軸承副進入全速穩定運轉時,可將靜壓供油系統停止,和用動壓潤滑供油形成動壓油膜,仍能保持住軸頸在軸承中的液體潤滑條件。
        這樣的方法,從理論上來講,在軸承副啓動、運轉、制動、正反轉的整個過程中,完全避免了半液體潤滑和邊界潤滑,成爲液體潤滑。因此,磨擦系數很低
    ,只要克服潤滑油黏性所具有的液體內部分子間的磨擦阻力就行。此外,磨擦表面完全被靜壓油膜和動壓油膜分隔開,所以,若情況正常,則幾乎沒有磨損産生
    ,從而大大地延長了軸承的工作壽命,節約了動能消耗。
        4.邊界潤滑(即邊界磨擦)
        邊界潤滑是從磨擦面間的潤滑劑分子與分子間的內磨擦(即液體潤滑)過渡到磨擦表面直接接觸之前的臨界狀態。這時磨擦界面上存在著一層吸附的薄膜,厚度通常爲0.1µm左右,具有一定的潤滑性能。我們稱這層薄膜爲邊界膜。邊界膜的潤滑性能主要取決于磨擦表面的性質;取決于潤滑劑中的油性添加劑、極壓添加劑對金屬磨擦表面形成的邊界膜的結構形成,而與潤滑油口的黏度關系不大。
        5.極壓潤滑
        極壓潤滑是屬于邊界潤滑的一種特殊情況,也就是磨擦副處在重載(或高接觸應力)、高速、高溫條件下,潤滑油中的極壓添加劑與金屬磨擦表面起反應生成一層化學反應膜,將兩磨擦表面分隔開,並起到降低磨擦系數、減緩磨損(或改變金屬表面直接接觸的嚴重磨損),達到潤滑的作用,就稱爲極壓潤滑。
        6.固體潤滑
        在磨擦面之間放入固體粉狀物質的潤滑劑,同樣也能起到良好的潤滑效果。在兩磨擦面之間有固體潤滑劑,它的剪切阻力很小,稍有外力,分子間就會産生滑移。這樣就把兩磨面之間的外磨擦轉變爲固體潤滑劑分子間的內磨擦。固體潤滑有兩個必要條件,首先是固體潤滑劑分子間應具有低的剪切強度,很容易産生滑移;其次是固體潤滑劑要能與磨擦面有較強的親和力,在磨擦過程中,總是使磨擦面上始終保持著一層固體潤滑劑,而且這一層固體潤滑劑不腐蝕磨擦表面。一般在金屬表面上是機械附著,但也有形成化學結合的。具有上述性質的固體物質很多,例如石墨、二硫化钼,滑石粉等。
        對于非層狀結構固體潤滑劑或軟金屬來說,主要是以其剪切力低,起到潤滑作用,然後使它附著在磨擦表面形成潤滑膜。對于已經形成的固體潤滑膜的潤滑機理,可以按邊界潤滑機理近似的解釋其潤滑作用。
        7.自潤滑
        以上所講的幾種潤滑,在磨擦運動過程中,都需要向磨擦表面間加入潤滑劑
    。而自潤滑則是將具有潤滑性能的固體潤滑劑粉末與其他固體材料相混合並經壓制、燒結成材,或是在多孔性材料中浸入固體潤滑劑;或是用固體潤滑劑直接壓制成材,作爲磨擦表面。這樣在整個磨擦過程中,不需要加入潤滑劑,仍能具有良好的潤滑作用。自潤滑的機理包括固體潤滑、邊界潤滑,或兩者皆有的情況。例如聚四氟乙烯制品作成的壓縮機活塞環、軸瓦、軸套等都屬自潤滑,因此在這類零件的過程中,它不需再加任何潤滑劑也能保持良好的潤滑作用。

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