油液潤(rùn)滑在振動(dòng)消除中的作用

徐根元 谷玉海

（1.上海元泰機(jī)電潤(rùn)滑研究所 上海 2.北京信息科技大學(xué)現(xiàn)代測(cè)控教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京）

一、前言

機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生一定程度振動(dòng)，設(shè)備潤(rùn)滑良好且正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其振動(dòng)強(qiáng)度非常小，對(duì)于一些小型設(shè)備甚至感覺(jué)不到振動(dòng)的存在。潤(rùn)滑不良導(dǎo)致振動(dòng)強(qiáng)度增大是機(jī)械設(shè)備工作中的“常見(jiàn)病”，容易導(dǎo)致噪聲、抖動(dòng)、局部發(fā)熱、漏油、導(dǎo)軌爬行和液壓動(dòng)作不穩(wěn)定等一系列設(shè)備故障，且過(guò)大振動(dòng)最終還會(huì)導(dǎo)致機(jī)械故障增加，軸承壽命縮短，機(jī)床精度下降、零部件過(guò)早磨損、勞動(dòng)環(huán)境惡化（例如噪聲）、能耗增加、效益滑坡等等，因此除了一些專用振動(dòng)機(jī)械（有益）外，在極大多數(shù)場(chǎng)合下是有害的，故怎樣及時(shí)找出產(chǎn)生振動(dòng)增大的原因，排除這類故障是設(shè)備維修工作者的重要任務(wù)，也是應(yīng)有的職責(zé)。長(zhǎng)期以來(lái)大多數(shù)維護(hù)人員處理振動(dòng)問(wèn)題時(shí)往往從電氣穩(wěn)定性、機(jī)件安裝精度、動(dòng)靜平衡等方面（即常規(guī)手段）進(jìn)行研究及分析，而采用潤(rùn)滑技術(shù)手段對(duì)故障振動(dòng)進(jìn)行研究與分析很少，而后者往往見(jiàn)效快、效率高、成本低，有時(shí)還可做到“馬到成功”。

二、數(shù)控機(jī)床的振動(dòng)與潤(rùn)滑技術(shù)

1.GSK980PD數(shù)控車床振動(dòng)

GSK980PD數(shù)控車床，運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后機(jī)床有振動(dòng)，加工出工件精度明顯下降，達(dá)不到工藝要求，雖有人用常規(guī)辦法分析過(guò)，但始終無(wú)法排除故障，后只能停機(jī)解體拆卸分析，才發(fā)現(xiàn)機(jī)床的滾珠絲杠因潤(rùn)滑不良早已失效（產(chǎn)生干摩擦），才造成這樣嚴(yán)重的振動(dòng)，后只能全部更換新的滾珠絲杠，并對(duì)這對(duì)摩擦副里加上高質(zhì)量的潤(rùn)滑脂，從此以后再未發(fā)生過(guò)類似故障。

2.超大型立式數(shù)控車床的振動(dòng)與潤(rùn)滑技術(shù)

加工直徑達(dá)20 m的超大型數(shù)控車床投產(chǎn)3年后，立柱靜壓導(dǎo)軌水平運(yùn)動(dòng)時(shí)有嚴(yán)重爬行現(xiàn)象，加工工件有明顯振動(dòng)痕跡。由于該機(jī)床保質(zhì)期已過(guò)，制造廠早已不負(fù)責(zé)免費(fèi)維修。按理說(shuō)靜壓導(dǎo)軌不應(yīng)該爬行，但實(shí)際中發(fā)生爬行的現(xiàn)象很普遍，這里的重要原因是靜壓導(dǎo)軌油液污染所致。整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)雖有濾油器，但時(shí)間一長(zhǎng)往往會(huì)失效，為此到現(xiàn)場(chǎng)作詳細(xì)診斷。分析后認(rèn)為，液壓油清潔度未達(dá)到NAS5級(jí)（ISO 14/11）之故，提出加裝潤(rùn)滑裝置消除爬行的方案。在大型靜壓油箱（重7 t）頂部架2個(gè)離心式濾油器，后經(jīng)實(shí)踐證明，此方案行之有效。

三、機(jī)床的振動(dòng)爬行與潤(rùn)滑

1.大型立式拉床爬行

國(guó)家重點(diǎn)工程即3300工程，引進(jìn)卡特二手生產(chǎn)線，在上海安裝調(diào)試長(zhǎng)達(dá)10年時(shí)間仍無(wú)法投產(chǎn)，若再拖下去，這些生產(chǎn)設(shè)備可能變成廢鐵。上級(jí)有關(guān)部門責(zé)令成立專門攻關(guān)小組，對(duì)這數(shù)百臺(tái)二手設(shè)備進(jìn)行逐臺(tái)調(diào)查并尋找問(wèn)題原因。對(duì)該工程連桿生產(chǎn)線上大型立式拉床進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查時(shí)，發(fā)現(xiàn)機(jī)床爬行原因。拉床立式導(dǎo)軌的2個(gè)專用小油箱與0.7 t的大液壓箱用銅管連通，從操作角度看很方便，當(dāng)2個(gè)小油箱（每個(gè)2 kg油量）缺油時(shí)，只要打開旋塞閥，油液從700 kg大油箱內(nèi)放出一點(diǎn)即可，但從潤(rùn)滑技術(shù)角度去分析，這樣就犯了大錯(cuò)，會(huì)直接導(dǎo)致導(dǎo)軌爬行。原因是2個(gè)小油箱內(nèi)油液與液壓箱內(nèi)油品相同，均是32#液壓油，不具備抗爬行性能。若把相通3個(gè)油箱的紫銅管拆除，2個(gè)油箱內(nèi)加入專用的68#導(dǎo)軌油，也許該拉床立導(dǎo)軌的爬行就不會(huì)產(chǎn)生。進(jìn)一步查找原因，這是出國(guó)接收這些二手設(shè)備負(fù)責(zé)拆除和安裝的鉗工師傅粗心，未按原機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)安裝，才造成這個(gè)故障。后來(lái)按照整改方案改進(jìn)后，拉床立式導(dǎo)軌的2個(gè)小郵箱單獨(dú)加入68#導(dǎo)軌油后，爬行問(wèn)題很快解決。

2.金剛石鏜床的爬行問(wèn)題

加工發(fā)動(dòng)機(jī)連桿軸套（多是有色金屬材料）往往要用臥式金剛石鏜床，但其水平工作臺(tái)低速進(jìn)給時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)（爬行），直接導(dǎo)致加工出的軸瓦套表面粗糙度達(dá)不到工藝要求。這類機(jī)床故障可以說(shuō)是常見(jiàn)病。按常規(guī)辦法排除這種振動(dòng)往往效果不理想，從潤(rùn)滑技術(shù)去分析這類問(wèn)題就簡(jiǎn)單有效多了。在原水平導(dǎo)軌用油中添加3%二硫化鉬潤(rùn)滑劑，便有意想不到效果，機(jī)床振動(dòng)很快消除，不再爬行了。

3.匈牙利萬(wàn)能銑的振動(dòng)

從匈牙利進(jìn)口的“卻貝爾”萬(wàn)能銑床在大修理后的試車時(shí)，工作臺(tái)上下升降絲杠發(fā)生明顯振動(dòng)同時(shí)伴有噪聲。該機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)，把整個(gè)升降絲杠與螺母都浸泡在一個(gè)專用小油池里，按理潤(rùn)滑劑供應(yīng)夠充足了，但結(jié)果還是有振動(dòng)，說(shuō)明僅有普通礦物油潤(rùn)滑是不理想的。在原潤(rùn)滑油池里添加二硫化鉬固體潤(rùn)滑劑后，振動(dòng)和噪聲全部消除。

4.B670液壓牛刨振動(dòng)問(wèn)題

B670型（包括B690）液壓牛頭刨床（多數(shù)是長(zhǎng)沙機(jī)床廠產(chǎn)），實(shí)際使用中的常見(jiàn)故障是液壓缸因油液有泡沫產(chǎn)生振動(dòng)，作主切削直線運(yùn)動(dòng)時(shí)不穩(wěn)定，加工出工件表面粗糙度往往達(dá)不到工藝要求。按常規(guī)方法處理這個(gè)問(wèn)題的做法是：查油位是否太低或吸油處是否漏進(jìn)空氣，排油管出口離液面是否合理，滑枕沖程放到最大行程將油缸內(nèi)空氣趕跑，清洗濾油器或更換新油等。當(dāng)上述常規(guī)辦法仍無(wú)法解決液壓系統(tǒng)中泡沫時(shí)，只能借助潤(rùn)滑技術(shù)手段處理。在原液壓油中添加百萬(wàn)分之幾的硅油（901）即可消泡，當(dāng)然一定要把硅油充分溶解在煤油里后才能起作用（若加901還不行，還可加902抗泡劑），當(dāng)液壓油內(nèi)泡沫消除了，液壓動(dòng)作便會(huì)平穩(wěn)，振動(dòng)、噪聲也一起被消除。

5.羅茨鼓風(fēng)機(jī)的噪聲問(wèn)題

鑄造車間里噪聲最大的往往是羅茨鼓風(fēng)機(jī)且還夾帶著其他毛病，如潤(rùn)滑油泡沫太多且跑到地面上造成漏油。油溫過(guò)高，潤(rùn)滑條件惡化，換油周期短，機(jī)件磨損快等一系列問(wèn)題。分析這些故障可知，一般是因長(zhǎng)期潤(rùn)滑條件惡化所致。在原潤(rùn)滑油中添加抗泡添加劑（901或902）是關(guān)鍵所在，使?jié)櫥拖鋬?nèi)泡沫消除了，油面散熱好了，油溫自然會(huì)降下，漏油問(wèn)題當(dāng)然迎刃而解，潤(rùn)滑油溫升不超標(biāo)，噪聲與振動(dòng)當(dāng)然下降。采用這樣的方法后，羅茨風(fēng)機(jī)的噪聲問(wèn)題，因油泡消除而有所改善。

6.電子門噪聲問(wèn)題

各住宅小區(qū)每號(hào)裝的電子門十分普遍，有時(shí)在對(duì)鐵門進(jìn)行維護(hù)噴防銹漆后，因鉸鏈里進(jìn)入少量油漆而造成門與框間吸鐵鎖不到位而產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)和噪聲，居民報(bào)修多次，物業(yè)才派2個(gè)工人把整個(gè)門從框架上卸下，刮除鉸鏈上多余油漆，再把大門裝好，2個(gè)人忙了半天才解決了問(wèn)題。若從潤(rùn)滑角度去分析，處理這個(gè)問(wèn)題要簡(jiǎn)單得多，只要在鉸鏈處噴些WD-40松銹潤(rùn)滑劑，約5 min時(shí)間便可消除噪聲，大有“馬到成功”之感覺(jué)。

7.大型水力測(cè)功機(jī)的振動(dòng)與潤(rùn)滑

從德國(guó)引進(jìn)千馬力大型水力測(cè)功機(jī)（DN9C），在一次大修理后的試車中發(fā)現(xiàn)軸承有明顯振動(dòng)，軸承溫升太快、太高（70℃以上）。當(dāng)時(shí)正好有人從瑞典參加世界“阿蒂拉弟”維修培訓(xùn)中心畢業(yè)后帶回國(guó)的一套先進(jìn)軸承振動(dòng)儀，對(duì)其全方位檢測(cè)了半天也找不出故障真正原因。由于該儀器要有2套對(duì)比值才能確正是非，可是測(cè)功機(jī)過(guò)去的振動(dòng)數(shù)據(jù)根本沒(méi)有，故得不到二者差值，這套儀器也無(wú)能為力。

經(jīng)檢查，原因是潤(rùn)滑脂加得太多。將測(cè)功機(jī)大軸承座底部放油孔打開，用1根直徑1 mm粗的鉛絲向內(nèi)捅了幾下，把滾動(dòng)軸承內(nèi)加得太多的3#二硫化鉬鋰基脂排出不少，當(dāng)軸承再次運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因內(nèi)空間相對(duì)擴(kuò)大，潤(rùn)滑脂的內(nèi)摩擦大大下降，軸承溫度下降了約25℃，同時(shí)軸溫下降后間隙也改變，振動(dòng)自然消除。

此例說(shuō)明，測(cè)功機(jī)的故障完全是由于大修理師傅把潤(rùn)滑脂加得太滿太多所致。正確的做法是加1/2～1/3（空間）即可，可大大減少潤(rùn)滑脂在軸承高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)造成內(nèi)摩擦的發(fā)熱問(wèn)題。

8.不銹鋼冷軋機(jī)軸承的振動(dòng)

軋輥寬達(dá)1.5 m的大型冷軋機(jī)，從國(guó)外引進(jìn)投產(chǎn)不到4年，生產(chǎn)能力明顯下降。由于軸承振動(dòng)，導(dǎo)致冷軋不銹鋼薄板線速度從原600 m/min下降到400 m/min，近10 t重的軋輥需每天更換，軸承內(nèi)潤(rùn)滑脂當(dāng)然也要天天清洗更換，維修勞動(dòng)強(qiáng)度特別大。加上生產(chǎn)線是從國(guó)外引進(jìn)，保用期早已超過(guò)，原軋機(jī)制造商早已不再負(fù)責(zé)。為此，使用單位將這個(gè)問(wèn)題帶到全國(guó)摩擦學(xué)會(huì)潤(rùn)滑專委會(huì)上請(qǐng)有關(guān)專家會(huì)診解決。

經(jīng)專家前往現(xiàn)場(chǎng)會(huì)診分析，得出的整改方案是徹底改變?cè)O(shè)備說(shuō)明書上規(guī)定的2#礦油型潤(rùn)滑脂，更改為合成型，潤(rùn)滑性能提高近1倍。更換高品質(zhì)的2#合成脂后，滴點(diǎn)提高到271℃（原是170℃），原來(lái)發(fā)生的問(wèn)題基本解決，軸承的振動(dòng)消除，整個(gè)軋機(jī)生產(chǎn)能力達(dá)到原來(lái)水平。

四、結(jié)束語(yǔ)

上述案例充分說(shuō)明，在用機(jī)械的振動(dòng)、爬行以及溫升問(wèn)題，與潤(rùn)滑技術(shù)關(guān)系十分密切，合理應(yīng)用潤(rùn)滑技術(shù)，能夠較好地解決設(shè)備的一些疑難問(wèn)題。在設(shè)備故障診斷及維護(hù)保養(yǎng)上，潤(rùn)滑技術(shù)的應(yīng)用常常被忽略或者沒(méi)有引起重視，也是當(dāng)前潤(rùn)滑技術(shù)應(yīng)用上的誤區(qū)。