设备管理_设备润滑技术与润滑管理教材

设备润滑技术与润滑管理 张翠凤 一 摩擦学基本原理1 摩擦学的定义和研究内容2 摩擦类型3 磨损类型4 减少磨损的途径5 润滑状态曲线 Stribeck曲线 6 边界润滑7 流体润滑8 摩擦学研究进展二 设备润滑管理1 用摩擦学原理指导设备润滑管理2 设备润滑管理 重要性 定义 主体 目的 内容 实施 效果 3 计算机辅助设备润滑管理三 润滑材料1 润滑油的制备2 工业机械用润滑油规格标准3 润滑油的主要质量指标4 润滑脂的主要质量指标5 润滑油添加剂6 油品的合理选用 代用和混用7 油品的更换8 合成润滑剂9 国外主要油品公司工业润滑油简介四 机械设备的润滑方法1 分散润滑2 集中润滑3 典型机械零部件的润滑五 油液分析技术1 油液的简易诊断2 油液性能分析技术3 油液诊断技术 摩擦学的定义 摩擦学是研究相对运动的相互作用表面的有关理论与实践的一门学科 摩擦是现象 磨损是结果 润滑是减缓磨损的一种办法 摩擦类型 干摩擦边界摩擦指两接触表面存在边界膜的摩擦 流体摩擦指两相对运动的接触表面间存在流体膜的摩擦 磨损类型 减少磨损的途径 材料的选配 耐磨性 按磨损类型选材原则润滑表面强化处理或耐磨处理结构设计科学使用设备 精心维护设备 润滑状态曲线 边界润滑状态I 部分流体动压润滑区或称混合润滑区II 流体动压润滑区III 边界润滑 两种接触面间存在极薄润滑膜的润滑形式 两接触表面间存在的极薄的润滑膜称为边界膜 根据膜的性质不同 它可以分为吸附膜和反应膜两类 吸附膜又可分为物理吸附膜和化学吸附膜 反应膜分为化学反应膜和氧化膜 流体润滑 流体静压润滑是利用外部压力源使润滑剂具有一定的压力 并能够承受载荷隔开两个接触表面的一种润滑状态 流体动压润滑的三个必备条件 摩擦副两表面间 1 有一定粘度的流体 2 有相对运动速度 3 形成油楔 摩擦学研究进展 流体润滑理论的进展 润滑剂的进展 矿物基润滑剂合成润滑剂绿色润滑剂 含添加剂 绿色润滑剂定义 既满足工况要求 润滑剂本身及其耗损产物对生态环境又不造成危害 或在一定程度上为环境所容许 研究进展 基础油和添加剂 以及两者的匹配 基础油 合成油 脂 植物油添加剂 碱金属盐 有机胺 硫化脂肪等目前有的发达国家通过法律来控制润滑油的排放 润滑装置进展 结构上小型化 集中化 配置监测和控制系统的自动化润滑装置 配备监测和控制系统故障的自动报警装置 采用系统观点和系统分析方法处理磨损故障 提高油品清洁度 延长零件和液压系统使用寿命 加强对零件磨损的监控 摩擦学原理指导设备润滑管理 现代设备的整体失效是很少见的 局部关键件失效占多数 摩擦 磨损 润滑引起的失效为最常见 现代设备的摩擦副一旦失效 既产生一系列故障 又造成经济损失 解决这些失效的途径不是提高机械零部件的质量 而是运用摩擦学原理去处理 零件的磨损都有一定的规律 1 磨合阶段 2 稳定磨损阶段 3 急剧磨损阶段根据摩擦学原理 磨合阶段愈短愈好 稳定阶段越长越好 避免出现急剧磨损阶段 在保证零件的设计制造质量的前提下 对润滑剂进行科学管理 即合理选用润滑剂 并对其使用进行质量监控 控制污染和洁净处理等 摩擦学原理在现代设备的一生中都处于重要地位 从事设备管理 尤其是从事设备润滑管理的人掌握摩擦学技术的水平在很大程度上决定了设备工作的可靠性的实现 t V 设备润滑管理的重要性 润滑剂是机械设备的 血液 润滑方法和装置是输送血液的 心脏 润滑技术的每个环节 比如润滑剂的选用 更换 以及润滑装置的使用 如果不当均可引起设备故障 以至整条生产线出现故障 导致巨大的经济损失 企业升级 设备管理有否决权 设备管理升级 润滑管理有否决权 设备润滑管理的概念 定义 企业采用先进的管理方法和技术措施 合理选择和使用润滑剂 采用正确的给油方式以保持机械摩擦副处于良好的润滑状态 主体 润滑剂 润滑方法和装置 目的 防止机械设备的摩擦副异常磨损 防止润滑油 脂 液压油泄漏 防止杂质和异物进入摩擦副表面之间 进而可预防机械设备工作可靠性下降和润滑事故的发生 提高设备生产率 降低运转费用和维修费用 内容 全过程管理 选择润滑剂 采购 运输 验收 储存 发放 跟踪检验 按质换油 回收利用运用摩擦学原理正确实施润滑物资管理和润滑技术管理 设备润滑管理的实施 1 建立健全润滑管理的组织机构 2 制定并实施设备润滑管理的规章制度 3 润滑管理的日常业务工作 1 润滑剂的选择 2 油脂用量计划 3 润滑剂的定期分析与诊断 4 润滑故障处理 5 废油回收与再生处理 6 开展润滑管理的基本活动 1 防止润滑油脂泄漏活动 2 油液净化活动 7开发和应用高性能润滑剂 提高用油质量 延长换油期 润滑油的制备 目前 使用最多的润滑油类型是矿物油类润滑油 它是以石油馏分为原料生产的 油的规格指标 理化指标粘度 酸 碱 值 水分 机械杂质 闪点等 性能指标抗泡沫性 抗氧化性 抗腐蚀性 抗乳化性 极压性等 性能试验一般测某类油就用此类油的有代表性的设备按有代表性的工况制定的试验条件做评定方法 润滑油的日常品质检验指标 1 粘度 表示润滑油内部产生相对运动时 内摩擦力的大小 2 酸值 润滑油中含有酸性物质的指标 单位 mgKOH g 3 水分 润滑油含水量的重量百分数或体积百分数 4 机械杂质 润滑油中存在的不溶于汽油 乙醇和苯等溶剂的沉淀物 胶状悬浮物 砂土 铁屑 以及由添加剂带来的一些难溶于溶剂的有机金属盐等杂质 5 闪点 在规定的实验条件下加热油品 油面上方的油蒸汽与空气的混合物在同给定的小火焰接触时 产生闪火现象的最低温度 6 极压性 指润滑油在低速高负荷或高速冲击负荷条件下 防止磨擦面发生擦伤和烧结的能力 若用四球机测试 指标为Pb Pk ZMZ 润滑脂的主要质量指标 润滑脂由基础油 稠化剂和添加剂调和而成 其主要指标有 1 锥入度 表示润滑脂稠度的指标 2 滴点 决定润滑脂使用温度的指标 3 水分 润滑脂含水量 4 机械杂质 混入润滑脂中的不溶解的灰尘 沙砾 金属微粒等 5 抗腐蚀性 反映对金属零件有没有腐蚀作用的指标 润滑油添加剂 根据所起作用可以分为两大类 一类是改善润滑油物理性能的 一类是改善润滑油化学性能的 1 清净分散剂 2 抗氧化添加剂 3 油性添加剂 4 极压抗磨添加剂 5 增粘添加剂 粘度指数改进剂 6 防腐蚀添加剂 7 抗泡沫添加剂 油品的合理选用 原则 必须满足降低摩擦副相对运动表面摩擦阻力 减少表面磨损和能源消耗的要求 主要根据摩擦副的工作条件选用 载荷 运动速度 温度 工作环境 方法 借助工程手册中图表 简单方法 选用的油品种类 名称 与用油的零件部位名称一致 慎重参考设备制造厂家推荐用油 油品的混用 油品不宜混用的说明 1 一般情况下应尽量避免混用 2 不同品种的润滑油不能混用 3 相同品种不同生产厂家的润滑油不能混用 4 润滑油与润滑脂不要混用 5 新油与旧油不要混用 润滑油在使用中的变化 1 水 空气 温度 机械剪切和有害介质等作用 使基础油氧化 裂化 聚合 添加剂消耗 失效 2 表现 各项指标变坏 生成沉积物 润滑油被污染 润滑油中混入水分有以下危害 使添加剂水解 沉淀或溶于水 造成腐蚀和锈蚀 降低润滑能力 乳化和生成油泥 油中的燃料和烟炱的影响混入燃料 稀释润滑油 破坏某些添加剂 使粘度和闪点下降 油中烟炱含量增加 使粘度快速增加 磨损增加 润滑油被污染 续 灰尘和杂物进入油液的影响造成磨料磨损 堵塞油孔 油道和滤网 油的使用性能下降进入空气的危害油泵空吸 供油失败 液压系统工作不稳定 泵体产生空蚀 油温升高 加剧氧化 减少油的寿命 其他污染 润滑油品的质量维护 1 润滑油品储存 运输过程中的质量维护 2 润滑油品使用过程中的质量维护 合成润滑油 合成润滑油是采用有机合成方法制备的 它与矿物油相比 具有以下特性 1 优良的耐高温性能和热氧化稳定性 2 优良的粘温性能和低温性能 3 优良的化学稳定性 4 良好的润滑性和较低的挥发性 合成润滑脂 合成润滑脂是指以合成油为基础油的润滑脂 它与以矿物油为基础油的润滑脂相比 具有以下特性 1 优良的高温性能 高滴点 低蒸发度 好的热氧化安定性 2 较好的低温性能 3 良好的机械安定性 4 良好的耐介质性能 工业齿轮油ShellOmalaHDOil 合成齿轮油应用于重负荷 高温和较大的环境温度变化下工作的闭式齿轮传动 也适用于滑动轴承 滚动轴承的润滑 适用于循环系统 卓越的润滑性能优异的热稳定性和防老化性 即使高温条件下 也可确保油的长的使用寿命 杰出的防锈和防腐蚀性能 典型产品 Omala HD220 HD320 ShellOmalaOil 极压齿轮油 含极压添加剂 抗腐蚀剂 抗氧化剂 抗泡剂和降凝剂 主要用于重负载工业齿轮传动润滑也适用于轴承润滑用于循环系统和飞溅润滑系统杰出的热稳定性和抗氧化性分水性强良好的抗腐蚀性能抗泡性强典型产品 Omala 68 100 150 220 320 460 680 密度粘度400C粘度1000C粘度指数闪点倾点3200 89332024952440C 90C MobilSHC600Series齿轮油 合成齿轮油用于极高或低温情况下的轴承及齿轮润滑高粘度指数高使用寿命典型产品 MobilSHC624 626 627 629 630 632 634 636 639 Mobilgear630Mobilgear634 1 美孚齿轮油600系列2 该系列为优质重型工业用齿轮油 专用于一般负荷至重负荷条件下密封齿轮装置 它含有防锈 防腐蚀 抗泡沫和硫磷型极压抗磨添加剂 在重负荷齿轮装置中 它可以减少摩擦阻力 从而减少温度增加 3 性能指标比重倾点0C闪点0C粘度 400C 粘度 1000C 粘度指数ISO等级0 90 1821620917 8952206340 91 723243730 495460 MobiluxEP0MobiluxEP2 1 美孚润滑脂EP系列2 该系列是以羟基硬脂酸锂为皂基配制的多用途极压润滑脂 它实用于 290C至1210C和有水冲洗的环境下使用 其减摩性能及低温泵动性良好 抗氧化性能优异 能防止铜合金腐蚀 在有碱性水冲洗时仍能防止钢铁生锈 它应用于集中给脂系统 也用于滑动轴承部位 3 性能指标NLGI皂基针入度结构滴点0C颜色基础油粘度编号 操作60次后 400C EP00锂基370光滑190棕150EP22锂基280光滑190棕150 机械设备的润滑方法 分散润滑对个别的 分散的润滑点实施润滑的方式 集中润滑 对多个润滑点使用供油系统提供润滑的方式 润滑油的过滤系统 设备精度高 过滤系统要求更加严格 滤清器的精度 滤清器的质量和更换都对减少磨损的效果明显 典型机械零部件的润滑 滑动轴承的润滑滑动轴承的失效选油原则 综合考虑 负荷 速度 间隙 温度 轴承结构等 齿轮传动的润滑 齿轮的失效形式齿轮表面严重磨损齿轮表面疲劳齿轮表面塑性流动齿顶崩齿和齿根断裂 机床滑动导轨的润滑 滑动导轨工作特点滑动导轨的磨损粘附磨损磨料磨损滑动导轨选油 机床导轨爬行和防止爬行的措施 导轨爬行定义导轨爬行原因从摩擦学角度研究防爬措施设计为静压导轨使用有油性添加剂的导轨油选用 较小的材料作导轨副 油液的简易诊断方法 1 粘度的简易诊断 2 水分的简易诊断 3 机械杂质的简易诊断 4 通过润滑油的色度简易分析 进行诊断 5 斑点试验 润滑油液性能分析技术 1 油液常规理化性能的检测使用实验室标准的测试方法和相应的测试仪器 油液性能的现场快速测试技术 2 油液综合质量检测国内外使用的现场评定油液综合质量的方法和相应仪器 润滑油液监测与诊断技术 油液监测与诊断技术基本特性 1 监测对象 设备的润滑系统和液压系统 2 监测与诊断故障类型 与上述系统的摩擦 磨损和润滑有关 3 监测与诊断信息来源 润滑油液 润滑油液监测与诊断技术 续 实施程序 1 选择对生产 产品质量 经济效益影响较大的设备为监测对象 2 选择油样 这是实施技术的重要环节 3 制备检测油样 4 将检测油样送入监测仪器 定性 定量测定有关参数 5 进行检测数据处理与分析 6 根据数据处理分析的结果 判断设备的异常 异常部位 异常程度和原因 预报可能出现的问题以及发生异常的时间 范围和后果 7 提出改进设备异常状况的措施 原子发射光谱技术及仪器 原子吸收光谱技术 原子发射光谱技术都是通过分析润滑油中金属磨损微粒的材料成分和数量 对比设备使用过程中金属磨损微粒数量变化速度 了解设备摩擦副的磨损情况 来正确判断设备异常和预防故障 为设备科学检修提供依据 一 原子发射光谱技术 AES 和仪器右图是美国BairdFAS 2C型直读式发射光谱仪的原理图 该仪器的分析容量大 精度高 分析可靠 分析速度快 在40s内便可测定一个油样中10种元素的含量值 仪器操作简单 原始油样不须处理即可直接送检 环境要求低 特别适合大规模含有多种材质摩擦副 例如内燃机 的设备群体监测 缺点是 价格昂贵 原子吸收光谱技术和仪器 原子吸收光谱仪的分析灵敏度高 适用范围广 取样量少 但测一种元素需要更换一种元素灯 油样预处理较发射光谱仪复杂 用燃料气加热试样既不方便也不安全 器 铁谱技术的概念 铁谱技术是 利用高梯度的强磁场将润滑油中所含的机械磨损微粒和污染杂质有序地分离出来 借助铁谱显微镜对分离出的微粒和杂质进行有关形