關(guān)于機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑的探討

葉家勇

【摘 要】機(jī)械設(shè)備的種類繁多，當(dāng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)，部分部件甚至是設(shè)備本身可進(jìn)行不同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，機(jī)械設(shè)備是由變速裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、制動(dòng)裝置、潤(rùn)滑系統(tǒng)、防護(hù)裝置等部分組成的。機(jī)械運(yùn)作過程中，各部分零件會(huì)具有較大摩擦，因此需要對(duì)摩擦表面加入潤(rùn)滑油以降低其磨損，然而對(duì)于其潤(rùn)滑進(jìn)行設(shè)計(jì)及診斷保證機(jī)械設(shè)備的正常工作的前提，是整個(gè)機(jī)械設(shè)備工作中較為重要的工作流程。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)備;液壓側(cè)板;潤(rùn)滑設(shè)計(jì);潤(rùn)滑診斷

在機(jī)械設(shè)備液壓潤(rùn)滑中，需要使其液壓側(cè)板進(jìn)行摩擦的表面始終充滿潤(rùn)滑油且在兩者摩擦的表面形成一層較厚的潤(rùn)滑膜，有助于后續(xù)的液壓泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)械設(shè)備液壓側(cè)板保持潤(rùn)滑能夠在一定程度上減少面磨損和摩擦，降低機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫度，防止出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，還能清洗污垢以及緩沖減振，達(dá)到密封的目的，此外為了能夠平衡外載荷，該油膜在摩擦副間隙中應(yīng)當(dāng)具有一定的壓力。關(guān)于設(shè)備液壓的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)，完全流體潤(rùn)滑是一種理想狀態(tài)，在該狀態(tài)下，兩個(gè)摩擦副表面不需要進(jìn)行接觸，保證設(shè)備運(yùn)行的可靠性，但是由于密封失效漏油或者油路發(fā)生堵塞等意外情況，摩擦副難以實(shí)現(xiàn)和保持完全液體潤(rùn)滑，影響設(shè)備的運(yùn)行，因此需要進(jìn)行提前診斷及檢查。本文對(duì)機(jī)械設(shè)備液壓側(cè)板的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)及診斷來進(jìn)行綜述。

一、機(jī)械設(shè)備中的摩擦副

（一）摩擦副的形成

摩擦副指的是兩個(gè)既要產(chǎn)生直接接觸又要產(chǎn)生相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)的物體所構(gòu)建成的一種體系，又分為滑動(dòng)摩擦副以及滾動(dòng)摩擦副，其分類方法分為四種，其一是滑動(dòng)摩擦。滾動(dòng)摩擦等按照摩擦副的運(yùn)動(dòng)形式來分類;其二是靜摩擦和動(dòng)摩擦等按照摩擦副的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分類;其三是內(nèi)摩擦和外摩擦等按照摩擦副是否發(fā)生在同一物體來進(jìn)行分類;最后是干摩擦、流體摩擦、邊界摩擦、混合摩擦等按照摩擦副的潤(rùn)滑狀態(tài)來進(jìn)行分類。摩擦副系統(tǒng)指的是一個(gè)有機(jī)組合體，需要進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)并相互作用且受相互牽連的若干元素影響。

（二）摩擦副的潤(rùn)滑狀態(tài)

在一般情況下，按摩擦副的潤(rùn)滑狀態(tài)分為四個(gè)類型，兩個(gè)交出表面之間沒有任何潤(rùn)滑截止存在所產(chǎn)生的摩擦為干摩擦;兩個(gè)接觸表面被一層持續(xù)性的流體潤(rùn)滑膜完全隔開的摩擦為流體摩擦;當(dāng)兩個(gè)接觸表面上有一層極其薄的邊界膜、吸附膜或者是反應(yīng)膜存在時(shí)產(chǎn)生的摩擦為邊界摩擦;當(dāng)兩個(gè)接觸表面同時(shí)具有流體摩擦、邊界摩擦和干嘛擦等混合狀態(tài)的摩擦為混合摩擦，混合摩擦又分為半干摩擦和半流體摩擦。在一般情況下，具有一定結(jié)構(gòu)和尺寸的兩個(gè)接觸表面進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)摩擦副表面之間所存在的潤(rùn)滑劑可對(duì)其潤(rùn)滑狀態(tài)進(jìn)行區(qū)分。在不同的潤(rùn)滑狀態(tài)下，摩擦因數(shù)與特性數(shù)之間的關(guān)系不同，摩擦因數(shù)的變化和厚度與兩個(gè)金屬表面粗糙度相關(guān)，見圖1。

根據(jù)摩擦副表面的流體潤(rùn)滑或者混合潤(rùn)滑兩種滑劑狀態(tài)來判斷其潤(rùn)滑狀態(tài)，機(jī)械設(shè)備在實(shí)際的工作狀態(tài)下常常處于流體潤(rùn)滑和混合潤(rùn)滑的狀態(tài)下。流體潤(rùn)滑指的是兩個(gè)摩擦副表面之間被潤(rùn)滑劑形成的油膜完全隔開的一種潤(rùn)滑狀態(tài)，當(dāng)兩個(gè)表面發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，僅在流體分子內(nèi)進(jìn)行摩擦，因此其摩擦因數(shù)f數(shù)值很小，通常情況下潤(rùn)滑油的粘度取決于潤(rùn)滑油膜的厚度?；旌蠞?rùn)滑既在其油膜內(nèi)進(jìn)行摩擦，也在兩者局部凸體瞬間進(jìn)行機(jī)械磨成，是流體潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑混合且不穩(wěn)定的一種狀態(tài)。

二、機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑系統(tǒng)以及對(duì)優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油的選擇

（一）機(jī)械設(shè)備的富油潤(rùn)滑

設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑系統(tǒng)時(shí)，液體潤(rùn)滑的安全性是其目標(biāo)，但是也存在著混合潤(rùn)滑以及邊界潤(rùn)滑。在一些特殊工況下，為了能夠保證潤(rùn)滑油的流量，需要在主油道保持一定的油壓，以保證早富油潤(rùn)滑的狀態(tài)下保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但這僅僅是一種正常的理想狀態(tài)。

（二）機(jī)械設(shè)備的貧油潤(rùn)滑

貧油潤(rùn)滑指的是，摩擦副在供油量不足的情況下，其油量無法滿足完全流體潤(rùn)滑中所需要的供油量，其油膜則會(huì)出現(xiàn)不完整或者不夠厚的情況，兩個(gè)摩擦表面無法連續(xù)且完全隔開，處于緩和潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑的狀態(tài)。導(dǎo)致供油量不足的情況除了特殊工況外，機(jī)械設(shè)備本身的潤(rùn)滑系統(tǒng)也存在著許多問題，例如油道出現(xiàn)了堵塞、漏油、密封不足或者是油泵出現(xiàn)故障、油壓不足等，此外，缸套與液壓傳動(dòng)活塞環(huán)等摩擦副的潤(rùn)滑在無法實(shí)現(xiàn)完全流體潤(rùn)滑的情況下，也可能會(huì)出現(xiàn)貧油潤(rùn)滑。隨著對(duì)潤(rùn)滑液的研究中發(fā)現(xiàn)，添加一定比例的物理添加劑與潤(rùn)滑油混合，能夠使液壓泵在特殊情況以及缺油狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)“貧油潤(rùn)滑”。

三、機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑系統(tǒng)以及對(duì)優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油的選擇

影響機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)在設(shè)計(jì)計(jì)算、環(huán)境工況、安裝使用等方面的因素較多，見圖2。

摩擦副的磨損情況容易機(jī)械設(shè)備摩擦副群潤(rùn)滑系統(tǒng)出現(xiàn)故障，由于摩擦副表面的的各種因素之間的差異，其磨損失效分為磨粒、疲勞、粘著及腐蝕磨損四種，其中磨粒磨損是物體表面與硬質(zhì)顆?；蛘哂操|(zhì)的凸出物等相互摩擦所引起的，疲勞磨損是兩個(gè)接觸表面在交變接觸的壓力作用下，其表面由于疲勞使用所引起的，粘著磨損是當(dāng)摩擦副進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于固相焊合的結(jié)果作用下所引起的，腐蝕磨損是當(dāng)零件的表面在摩擦的過程中，表面的金屬與周圍的截止產(chǎn)生了化學(xué)等反應(yīng)所引起的。加強(qiáng)監(jiān)測(cè)機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑與狀態(tài)是診斷潤(rùn)滑失效的主要方法，加強(qiáng)檢測(cè)潤(rùn)滑油的性能參數(shù)，例如潤(rùn)滑油的粘度、成分等，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑油的品質(zhì)方面，另外使用相關(guān)儀器對(duì)機(jī)械設(shè)備的液壓側(cè)板的磨損程度進(jìn)行定時(shí)監(jiān)測(cè)，以保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。

四、結(jié)語

隨著我國(guó)的不斷發(fā)展，對(duì)于現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)備提出了更高的要求，其中包括，機(jī)械使用的可靠性及安全性、具有較長(zhǎng)壽命、提倡節(jié)能環(huán)保等方面。加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備液壓側(cè)板的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)和診斷，能夠保證機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)的正常運(yùn)行，減少摩擦副的磨損程度，促進(jìn)我國(guó)機(jī)械工業(yè)得到進(jìn)一步的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉振宇. 面向多層級(jí)信息融合的液壓泵故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程， 2018， 047（006）：56-58.

[2]王福順， 宋融， 劉加強(qiáng). 自潤(rùn)滑鋁錫銅側(cè)板型材性能[J]. 液壓氣動(dòng)與密封， 2018， 038（007）：43-45.