淺談鋼廠設備軸承的潤滑

劉海超

【摘要】對于制造企業(yè)來說，機器設備的正常運行將直接決定企業(yè)是否能取得良好的經(jīng)濟效益。確保機器設備正常運行的最有效，最重要的方法是設備潤滑。設備良好的潤滑不僅保證了設備正常穩(wěn)定的運行，而且延長了設備的使用壽命，降低了設備故障的發(fā)生率，降低生產(chǎn)成本，并提高公司的生產(chǎn)效率。

【關(guān)鍵詞】潤滑；鋼廠設備；故障原因；建議

一、鋼廠設備潤滑的重要性

機械設備是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的平臺。良好的設備操作取決于良好的設備潤滑。所謂設備潤滑是指使用第三種物質(zhì)（液體、氣體、固體等）分離兩個摩擦表面，避免兩個摩擦表面之間的直接接觸，減少摩擦和磨損。摩擦和磨損是一種機械部件的三種主要損傷形式（磨損、腐蝕和斷裂），是降低機器和工具的效率、精度甚至報廢的重要原因。潤滑的主要功能包括以下七個方面：（1）潤滑；（2）冷卻：（3）洗滌；（4）密封；（5）防銹和防腐蝕保護：（6）減震：（7）輸送動力。良好的設備潤滑是減少設備磨損、提高設備效率、節(jié)約材料和能源的有效途徑。因此，設備潤滑是設備管理的核心工作。

二、鋼廠設備軸承潤滑材料研究

鋼廠各種設備的軸承具有尺寸大、脂肪量大、使用條件苛刻（極壓、高溫、冷卻水、雜質(zhì)侵蝕）等特點，對潤滑脂性能有特殊要求。傳統(tǒng)使用的潤滑脂主要是金屬皂脂，如鋰基潤滑脂、復合鋁潤滑脂等。近年來，由于尿素潤滑脂在鋼廠的廣泛應用，人們對其進行了更深入的研究。

（一）脲基脂潤滑機理研究

在長期使用脲基脂的軸承滾動面上觀察到褐色乃至黑色的染色現(xiàn)象。使用脲基脂的軸承滾動面的磨損程度顯著小于使用皂基脂的軸承滾動面的磨損程度。這些特有現(xiàn)象為研究其潤滑機理提供了依據(jù)。

用脲基脂潤滑的U軸承的滾動面有明顯的染色，光學顯微鏡下呈青色和白色，磨損程度相當小。復合鋁基脂潤滑的S軸承的滾動面發(fā)生磨損，直到磨成鏡面。兩個軸承的滾動面的硬度都比新軸承亨顯著增加，而非滾動面的硬度都只稍有增加，稱為“加工硬化”現(xiàn)象。脲基脂的染色現(xiàn)象特別是在軸承負荷圈部位表現(xiàn)顯著，在非負荷圈部位幾乎沒有。此現(xiàn)象與優(yōu)良的抗磨損性能之間有某種相關(guān)性。

（二）脲基脂的各種性能

脲基脂由于稠化劑分子中不含使基礎(chǔ)油氧化的催化劑金屬元素，分子中含有芳香環(huán)和粒子間的特殊鍵合力等，因此在高溫等苛刻條件下具有各種優(yōu)良的性能。

1.潤滑性

傳統(tǒng)皂基脂在鋼廠軸承中使用時，軸承表面被磨損，嚴重時還要更換軸承。而使用脲基脂顯著地減少軸承滾動接觸負載面的磨損。由脲基脂潤滑機理的分析可知，使用脲基脂的軸承滾動接觸面形成氧化鐵層和脈化合物覆蓋層，從而有效地減少了軸承表面的摩擦和磨損。因此，脲基脂在滾動潤滑條件（EHL）下具有極好的潤滑性能。

2.抗輻射

潤滑劑的抗輻射能力主要取決于基礎(chǔ)油和所用稠化劑類型。金屬皂稠化劑在輻射作用下可形成加速基礎(chǔ)油氧化的催化劑，而脈稠化劑沒有這種影響。銼基脂和膨潤土脂經(jīng)照射后分離成液相和固相，而脲基脂仍保持原狀態(tài)，說明脲基脂的抗輻射性能良好。

3.優(yōu)良的心熱性和長的使用壽命

脲基脂同皂基脂相比，15090以下的耐熱性更好，使用壽命更長。脲基脂在15090以上長期加熱，開始發(fā)生脫水反應生成碳化二亞胺，進一步發(fā)生分解和聚合。因此脲基脂通常用于巧oIc以下的長期潤滑，在更高的溫度下通常用于短期潤滑。但也有合成油脲基脂在25090下具有較長軸承壽命和實例，例如7017-1脂（合成油脲基脂）在250`0、204軸承、6000r/min、負荷23N下，軸承壽命大于500h，因此可以用于一60-+250℃長期潤滑。

4.防銹性能

脲基脂的防銹性能可通過在脂中添加防銹劑來改進。軸承使用壽命試驗結(jié)果表明，精選的防銹劑無不利影響。

三、鋼廠設備潤滑的作用及潤滑管理的目的

（一）減磨、無磨作用

淹沒在粗糙摩擦面的凹谷中的油分子利用小的空間和內(nèi)部剪切力來增大或減小流體壓力以減小摩擦力，從而潤滑上下摩擦面以實現(xiàn)防摩擦效果，建少摩擦或無磨損。潤滑油可以反映微小的凸凹表面之間的油分子瞬間沖擊力。由于微小間隙中的油的粘度而產(chǎn)生的剪切阻力不會使油分子瞬時被擠壓出去，并達到緩沖力以減少沖擊并延長發(fā)動機的使用壽命。

（二）清凈密封作用

潤滑油必須保持油分子自身的溶解力，通過潤滑油系統(tǒng)的循環(huán)把產(chǎn)生的炭、垃圾、溶解下來并漂浮于油中隨流動方向帶到油底殼來，減少異物在上下摩擦面之間的停留時間。另外，污染物被潤滑油帶走后的氣環(huán)處的氣環(huán)能輕松自由移動，防止高壓廢氣、水和垃圾等少進入曲軸箱來。

（三）冷卻散熱作用

相對運動的上下摩擦面的接觸所產(chǎn)生的剪切熱量要及時帶走，防止過熱避免拉傷或燒傷，即散熱速度快于發(fā)熱速度。

（四）防腐防銹作用

金屬暴露的部分在油分子的包圍下。避免與腐蝕性物質(zhì)（水、鹽等）或分子產(chǎn)生化學反映，避免腐蝕或生銹。

（五）環(huán)保節(jié)能作用

潤滑油的效果決定了機器是否正常工作。尤其是，在潤滑油狀態(tài)下，內(nèi)燃機輸出功率的保護效果與維持內(nèi)燃機燃料的燃燒狀態(tài)和排氣排放狀態(tài)有關(guān)，并且還涉及內(nèi)燃機燃料的燃燒狀態(tài)和排氣排放狀態(tài)，也關(guān)系到潤滑劑劣化速度和發(fā)動機的折舊率。潤滑油需要清潔的速度快于被污染的速度。潤滑油可永久使用，燃料能完成燃燒，發(fā)動機長期保持良好的輸出功率，避免了2次或3次的環(huán)境污染潤滑的目的是為了減少摩擦、降低磨損。

設備潤滑管理的目的概括來講就是防止機械設備的摩擦副異常磨損，防止?jié)櫥托孤?，防止雜質(zhì)和異物進入磨擦副表面之間，從而預防機械設備工作可靠性下降和潤滑故障的發(fā)生，提高設備生產(chǎn)率，降低設備運轉(zhuǎn)費用和維修費用。

四、結(jié)語

當然，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展以及新型材料和制造工藝的推陳出新，利用潤滑來防止機械零件的失效會是一個不斷發(fā)展與改良的課題，也應該是廣大科技工作者以及機械行業(yè)從業(yè)者們共同思考的問題。

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