機械裝置的潤滑與密封

1、12-1 12-1 常用潤滑劑及選擇常用潤滑劑及選擇12-2 12-2 常用潤滑方式及裝置常用潤滑方式及裝置12-3 12-3 常用傳動裝置的潤滑常用傳動裝置的潤滑12-4 12-4 機械裝置的密封機械裝置的密封引 言 摩擦摩擦現(xiàn)象是自然界中普遍存在的物理現(xiàn)象。摩現(xiàn)象是自然界中普遍存在的物理現(xiàn)象。摩擦?xí)箼C器效率降低，溫度升高，表面磨損。過擦?xí)箼C器效率降低，溫度升高，表面磨損。過大磨損會使機器喪失精度，產(chǎn)生振動和噪音，縮大磨損會使機器喪失精度，產(chǎn)生振動和噪音，縮短壽命。短壽命。 世界上使用的能源大約有世界上使用的能源大約有1/3-1/2 1/3-1/2 消耗于摩擦。消耗于摩擦。如果能夠盡力減

2、少無用的摩擦消耗，便可大量如果能夠盡力減少無用的摩擦消耗，便可大量節(jié)節(jié)省能源省能源。 潤滑的主要作用：潤滑的主要作用：1.1. 減少摩擦，降低磨損；減少摩擦，降低磨損；2.2.降溫冷卻降溫冷卻3.3.防止腐蝕；防止腐蝕；4.4.減振作用；減振作用；5.5.密封作用密封作用密封的主要作用：密封的主要作用：1.1. 阻止液體、氣體工作介質(zhì)以及潤滑劑泄漏阻止液體、氣體工作介質(zhì)以及潤滑劑泄漏2.2.防止灰塵、水分進入潤滑部位。防止灰塵、水分進入潤滑部位。分類分類液體潤滑劑液體潤滑劑-潤滑油潤滑油半固體潤滑劑半固體潤滑劑-潤滑脂潤滑脂固體潤滑劑固體潤滑劑一、潤滑油一、潤滑油 氣體潤滑劑氣體潤滑劑-空氣空

3、氣12-1 12-1 常用潤滑劑及選擇常用潤滑劑及選擇1.1.粘度粘度- -重要指標(biāo)，選擇潤滑油的主要依據(jù)。粘重要指標(biāo)，選擇潤滑油的主要依據(jù)。粘度表征液體流動的內(nèi)摩擦特性。粘度值越高，油度表征液體流動的內(nèi)摩擦特性。粘度值越高，油越稠。越稠。 （一）潤滑油的性能指標(biāo)（一）潤滑油的性能指標(biāo) A A A A、B B兩板之間充滿了液體，兩板之間充滿了液體，B B板靜止，板靜止，A A板水平移動速度為板水平移動速度為v v。由于液體與金屬表面的吸附作用，由于液體與金屬表面的吸附作用，A A板表面的液體速度為板表面的液體速度為v v，而，而B B板板表面的液體速度為表面的液體速度為0 0。兩板之間。兩板之

4、間的速度呈線性分布。的速度呈線性分布。液體層與層之間摩擦切應(yīng)力：液體層與層之間摩擦切應(yīng)力：=dududydy-流體中任意點處的切應(yīng)力與該處的速度梯度成正比。流體中任意點處的切應(yīng)力與該處的速度梯度成正比。-液體的動力粘度，簡稱粘度。液體的動力粘度，簡稱粘度。單位：單位： N N s /m s /m2 2 (Pa (Pa s) s) 稱為泊稱為泊 。實驗結(jié)果：實驗結(jié)果： o ox xy yy ydydyduduB B1) 1) 動力粘度動力粘度-牛頓液體流動定律牛頓液體流動定律 工程中工程中常用常用運動粘度：運動粘度： = 單位單位m m2 2/s /s 稱為斯稱為斯StSt2) 2) 運動粘度運

5、動粘度 表表4-1 常用常用潤滑油的主要性質(zhì)常用常用潤滑油的主要性質(zhì)名名 稱稱全損耗全損耗系統(tǒng)用油系統(tǒng)用油GB443-89汽輪機油汽輪機油GB11120-89代代 號號40 的粘度的粘度mm2/sL- -AN7 6.127.48 - -10 110凝點凝點 C閃點閃點(開式開式) C用于高速底負(fù)荷機械、用于高速底負(fù)荷機械、精密機床、紡織紗錠的精密機床、紡織紗錠的潤滑和冷卻。潤滑和冷卻。普通機床的液壓油。普通機床的液壓油。用于一般滑動軸承、用于一般滑動軸承、齒輪、蝸輪的潤滑齒輪、蝸輪的潤滑用于重型機床導(dǎo)軌、用于重型機床導(dǎo)軌、礦山機械的潤滑。礦山機械的潤滑。用于汽輪機、發(fā)電機等用于汽輪機、發(fā)電機等

6、高速高負(fù)荷軸承和各種高速高負(fù)荷軸承和各種小型液體潤滑軸承小型液體潤滑軸承L-AN100 90110 0 210L- -AN10 9.011.0 - -10 125L- -AN12 13.516.5 - -10 165L- -AN32 28.832.2 - -10 170L- -AN46 41.450.6 - -10 180L- -AN68 61.274.8 - -10 190L-TSA32 28.835.2- -7 180L-TSA46 41.450.6主要用途主要用途3) 3) 相對粘度相對粘度 指在一定條件下，利用某種規(guī)格的粘度計，通過指在一定條件下，利用某種規(guī)格的粘度計，通過測定潤滑油穿

7、過規(guī)定孔道的時間來進行度量的粘度。測定潤滑油穿過規(guī)定孔道的時間來進行度量的粘度。常用的有：常用的有： 恩氏粘度（恩氏粘度（ E Et t） -中國慣用中國慣用 賽氏通用秒（賽氏通用秒（SUSSUS）-美國慣用美國慣用 雷氏秒雷氏秒 -英國慣用英國慣用 運動粘度與相對粘度之間的換算關(guān)系：運動粘度與相對粘度之間的換算關(guān)系： 潤滑油的牌號與運動粘度有一定的對應(yīng)關(guān)系潤滑油的牌號與運動粘度有一定的對應(yīng)關(guān)系，如：，如：牌號為牌號為L-AN10L-AN10的油在的油在4040時的運動粘度大約為時的運動粘度大約為10cSt10cSt。 潤滑油的粘度越大，形成的油膜越厚，承載能潤滑油的粘度越大，形成的油膜越厚，

8、承載能力越大，內(nèi)部阻力越大，流動性越差力越大，內(nèi)部阻力越大，流動性越差。2.2.粘粘-溫特性溫特性 溫度溫度 t t 粘度指數(shù)越大，表面粘度隨溫度的變化越粘度指數(shù)越大，表面粘度隨溫度的變化越小，粘小，粘-溫特性越好。溫特性越好。 3.3.凝點凝點 潤滑油在規(guī)定的條件下，不再自由流動時所潤滑油在規(guī)定的條件下，不再自由流動時所達到的最高溫度。它是潤滑油在低溫下工作的一達到的最高溫度。它是潤滑油在低溫下工作的一個重要指標(biāo)，直接影響到機器在低溫下的啟動性個重要指標(biāo)，直接影響到機器在低溫下的啟動性能和磨損情況。能和磨損情況。4.4.閃點閃點 潤滑油在標(biāo)準(zhǔn)容器中加熱所蒸發(fā)的油氣，遇火潤滑油在標(biāo)準(zhǔn)容器中加熱

9、所蒸發(fā)的油氣，遇火焰即能發(fā)出閃光時的最低溫度。是衡量油易燃性的焰即能發(fā)出閃光時的最低溫度。是衡量油易燃性的指標(biāo)。對于在高溫下工作的機器，這是一個重要參指標(biāo)。對于在高溫下工作的機器，這是一個重要參數(shù)。數(shù)。一般要求工作溫度比油的閃點低一般要求工作溫度比油的閃點低30-40 30-40 。礦物油來源充足、成本低廉、穩(wěn)定性好、因礦物油來源充足、成本低廉、穩(wěn)定性好、因而應(yīng)用最廣。而應(yīng)用最廣。種類：種類：有機油有機油-動、植物油動、植物油礦物油礦物油-石油產(chǎn)品，石油產(chǎn)品， 化學(xué)合成油化學(xué)合成油 （二）常用潤滑油（二）常用潤滑油二、潤滑脂二、潤滑脂 （一）組成：（一）組成： 潤滑油與各種稠化劑（鈣、鈉、鋁、

10、鋰等金屬皂）潤滑油與各種稠化劑（鈣、鈉、鋁、鋰等金屬皂）混合稠化而成，習(xí)慣上稱混合稠化而成，習(xí)慣上稱黃油黃油。優(yōu)點：密封簡單、不需要經(jīng)常添加、不易流失；對優(yōu)點：密封簡單、不需要經(jīng)常添加、不易流失；對速度和溫度不敏感，適用范圍廣。速度和溫度不敏感，適用范圍廣。選用原則：選用原則：1) 1) 載荷大、溫度高的軸承，宜選用粘度大的油；載荷大、溫度高的軸承，宜選用粘度大的油；2) 2) 載荷小、轉(zhuǎn)速高的軸承，宜選用粘度小的油；載荷小、轉(zhuǎn)速高的軸承，宜選用粘度小的油；缺點：摩擦損耗較大、機械效率低，不適缺點：摩擦損耗較大、機械效率低，不適宜高速場合。宜高速場合。（二）潤滑脂的主要質(zhì)量指標(biāo)（二）潤滑脂的主

11、要質(zhì)量指標(biāo) 1 1、滴點、滴點 指潤滑脂受熱后從標(biāo)準(zhǔn)的測量杯孔中開始滴指潤滑脂受熱后從標(biāo)準(zhǔn)的測量杯孔中開始滴下第一滴油時的溫度。它是潤滑脂在高溫時的工下第一滴油時的溫度。它是潤滑脂在高溫時的工作極限。選擇潤滑脂時應(yīng)使其最高工作溫度低于作極限。選擇潤滑脂時應(yīng)使其最高工作溫度低于滴點滴點12122020。 錐入度用來表示潤滑脂粘稠軟硬的程度。錐入錐入度用來表示潤滑脂粘稠軟硬的程度。錐入度越小，潤滑脂越稠，承載能力越強，越不易進入度越小，潤滑脂越稠，承載能力越強，越不易進入并充滿潤滑空間；錐入度越大，流動性越好，過大并充滿潤滑空間；錐入度越大，流動性越好，過大則易泄漏。則易泄漏。 與潤滑油相比，潤滑

12、脂稠度大，不易流失，密封與潤滑油相比，潤滑脂稠度大，不易流失，密封簡單，不需經(jīng)常添加，承載能力較強，簡單，不需經(jīng)常添加，承載能力較強， 但物理、化學(xué)性能沒有潤滑油穩(wěn)定，且摩擦損但物理、化學(xué)性能沒有潤滑油穩(wěn)定，且摩擦損耗大，流動性和散熱性差，更換潤滑脂時需停機后耗大，流動性和散熱性差，更換潤滑脂時需停機后拆開機器。根據(jù)上述特性，潤滑脂常用在加、換油拆開機器。根據(jù)上述特性，潤滑脂常用在加、換油不方便的地方；使用要求不高或灰塵較多的場合；不方便的地方；使用要求不高或灰塵較多的場合；速度低、載荷大或做間歇、搖擺運動的機械等。速度低、載荷大或做間歇、搖擺運動的機械等。 2 2、錐入度、錐入度鈉基潤滑脂鈉

13、基潤滑脂鋰基潤滑脂鋰基潤滑脂鋁基潤滑脂鋁基潤滑脂鈣基潤滑脂鈣基潤滑脂 分類分類 -工程上應(yīng)用最廣工程上應(yīng)用最廣 （三）常用潤滑脂（三）常用潤滑脂三、固體潤滑劑三、固體潤滑劑 用固體粉末代替潤滑油膜的潤滑，稱為固體潤用固體粉末代替潤滑油膜的潤滑，稱為固體潤滑?；?。 最常見的固體潤滑劑有石墨、二硫化鉬、二硫最常見的固體潤滑劑有石墨、二硫化鉬、二硫化鎢、聚四氟乙烯等?；u、聚四氟乙烯等。 固體潤滑劑耐高溫、高壓，因此適用于速度低、固體潤滑劑耐高溫、高壓，因此適用于速度低、載荷特重或溫度很高、很低的特殊條件下及不允許載荷特重或溫度很高、很低的特殊條件下及不允許有油、脂污染的場合。有油、脂污染的場合。1

14、2-2 12-2 常用潤滑方式及裝置常用潤滑方式及裝置一、油潤滑方式及裝置一、油潤滑方式及裝置（一）間歇供油（一）間歇供油潘存云教授研制壓注式油杯壓注式油杯潘存云教授研制旋蓋式油杯旋蓋式油杯 脂用單體供油裝置單體供油裝置 油壺，油杯，油槍油壺，油杯，油槍潘存云教授研制潘存云教授研制針閥針閥式油式油杯杯彈簧蓋油杯彈簧蓋油杯（二）連續(xù)供油（二）連續(xù)供油1.1.滴油潤滑滴油潤滑2.2.芯捻潤滑芯捻潤滑3. 3. 油環(huán)潤滑油環(huán)潤滑 甩油環(huán)甩油環(huán)6.6.壓力潤滑壓力潤滑 油泵油泵冷冷卻卻器器滴油潤滑滴油潤滑 4.4.浸油潤滑浸油潤滑 5.5.飛濺潤滑飛濺潤滑 二、脂潤滑方式及裝置二、脂潤滑方式及裝置1.

15、1.手工潤滑手工潤滑2.2.油杯潤滑油杯潤滑3.3.集中潤滑集中潤滑 潤滑脂流動性、冷卻效果較差，多用于低中潤滑脂流動性、冷卻效果較差，多用于低中速機械的潤滑。速機械的潤滑。 集中供油裝置集中供油裝置 a) a) 簡單的少數(shù)點位集中供油簡單的少數(shù)點位集中供油 b) b) 設(shè)備中心、車間及工廠級集中供油設(shè)備中心、車間及工廠級集中供油 泵站泵站+(+(穩(wěn)壓穩(wěn)壓+ +冷卻冷卻)+)+過濾過濾+ +分配器分配器+ +工位潤滑工位潤滑手動潤滑泵手動潤滑泵電動潤滑泵電動潤滑泵12-3 12-3 常用傳動裝置的潤滑常用傳動裝置的潤滑一、滑動軸承的潤滑一、滑動軸承的潤滑 大部分可以用油潤滑，見表大部分可以用油

16、潤滑，見表12-312-3選取選取 對于要求不高，速度對于要求不高，速度v v小于小于5m/s5m/s，難以經(jīng)常，難以經(jīng)常供油的非液體摩擦滑動軸承，可用脂潤滑。見供油的非液體摩擦滑動軸承，可用脂潤滑。見表表12-412-4選取。選取。 滾動軸承的潤滑劑可以是潤滑脂、潤滑油或滾動軸承的潤滑劑可以是潤滑脂、潤滑油或固體潤滑劑。一般情況下，軸承采用脂潤滑，但固體潤滑劑。一般情況下，軸承采用脂潤滑，但在軸承附近已經(jīng)具有潤滑油源時（如變速箱內(nèi)本在軸承附近已經(jīng)具有潤滑油源時（如變速箱內(nèi)本來就有潤滑齒輪的油），也可采用潤滑油潤滑。來就有潤滑齒輪的油），也可采用潤滑油潤滑。具體選擇可按速度因數(shù)具體選擇可按速度

17、因數(shù) dndn值來定。值來定。d d代表軸承內(nèi)代表軸承內(nèi)徑（徑（mmmm）；）；n n代表軸承轉(zhuǎn)速（代表軸承轉(zhuǎn)速（r/minr/min），），dndn值間接值間接地反映了軸頸的圓周速度，當(dāng)?shù)胤从沉溯S頸的圓周速度，當(dāng)dndn(1.5-2)105 (1.5-2)105 mmmmr/minr/min時，一般滾動軸承可采用潤滑脂潤滑，超時，一般滾動軸承可采用潤滑脂潤滑，超過這一范圍宜用潤滑油潤滑。過這一范圍宜用潤滑油潤滑。 二滾動軸承的潤滑二滾動軸承的潤滑 脂潤滑因潤滑脂不易流失，故便于密封和維護，脂潤滑因潤滑脂不易流失，故便于密封和維護，且一次充填潤滑脂可運轉(zhuǎn)較長時間。油潤滑的優(yōu)且一次充填潤滑脂可運

18、轉(zhuǎn)較長時間。油潤滑的優(yōu)點是比脂潤滑摩擦阻力小，并能散熱，主要用于點是比脂潤滑摩擦阻力小，并能散熱，主要用于高速或工作溫度較高的軸承（高速或工作溫度較高的軸承（1/3-1/21/3-1/2）。）。 潤滑油的粘度可按軸承的速度因數(shù)潤滑油的粘度可按軸承的速度因數(shù)dndn和工作和工作溫度溫度t t來確定。油量不宜過多，如果采用浸油潤來確定。油量不宜過多，如果采用浸油潤滑則油面高度不超過最低滾動體的中心，以免產(chǎn)滑則油面高度不超過最低滾動體的中心，以免產(chǎn)生過大的攪油損耗和熱量。高速軸承通常采用滴生過大的攪油損耗和熱量。高速軸承通常采用滴油或噴霧方法潤滑。油或噴霧方法潤滑。 油池潤滑油池潤滑采用惰輪的油池潤

19、滑采用惰輪的油池潤滑噴油潤滑噴油潤滑三、齒輪傳動的潤滑和效率三、齒輪傳動的潤滑和效率 開式齒輪常用人工定期潤滑。可用潤滑油或潤滑脂。開式齒輪常用人工定期潤滑。可用潤滑油或潤滑脂。閉式齒輪傳動的潤滑方式由圓周速度閉式齒輪傳動的潤滑方式由圓周速度v v確定。確定。當(dāng)當(dāng)v 12 m/sv 12 m/s時，采用油池潤滑。時，采用油池潤滑。當(dāng)當(dāng)v 12 m/sv 12 m/s時，采用油泵噴油潤滑。時，采用油泵噴油潤滑。適用于多級齒輪，適用于多級齒輪，且大小不等的場合。且大小不等的場合。表表13-6 13-6 齒輪傳動潤滑油粘度薦用值齒輪傳動潤滑油粘度薦用值塑料、鑄塑料、鑄鐵、青銅鐵、青銅齒輪材料齒輪材料

20、 強度極限強度極限圓周速度圓周速度 v (m/s)v (m/s)運動粘度運動粘度 v/cStv/cSt（4040 ）滲碳或表滲碳或表面淬火鋼面淬火鋼鋼鋼350350512.5512.5 12.5 2512.5 2525252.552.5512.512.50.510.510.50.5220220120120100100808055554501000450100010001250100012501250128012501280500500350350220220120120100100808050050050050035035022022012012010010090090050050050050

21、035035022022012012055558080100100理由：理由：1)v1)v過高，油被甩走，不能進入嚙合區(qū)；過高，油被甩走，不能進入嚙合區(qū)；2)2)攪油過于激烈，使油溫升高，降低潤滑性能；攪油過于激烈，使油溫升高，降低潤滑性能；3)3)攪起箱底沉淀的雜質(zhì)，加劇輪齒的磨損。攪起箱底沉淀的雜質(zhì)，加劇輪齒的磨損。12-4 12-4 機械裝置的密封機械裝置的密封 使用時，應(yīng)根據(jù)壓力、速度、工作溫度等工作條使用時，應(yīng)根據(jù)壓力、速度、工作溫度等工作條 件，選擇經(jīng)濟、合理的密封類型和結(jié)構(gòu)。件，選擇經(jīng)濟、合理的密封類型和結(jié)構(gòu)。 密封件大部分都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，應(yīng)盡量選密封件大部分都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)

22、和規(guī)格，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件。用標(biāo)準(zhǔn)件。 根據(jù)被密封表面是否有相對運動，密封分根據(jù)被密封表面是否有相對運動，密封分為靜為靜密封和動密封密封和動密封。 密封的選擇密封的選擇靜密封靜密封 結(jié)合面平整、光潔，在螺栓固緊壓力下貼結(jié)合面平整、光潔，在螺栓固緊壓力下貼緊而密封。緊而密封。 一般，結(jié)合面的間隙小于一般，結(jié)合面的間隙小于5 5m,m,且需研磨加工。且需研磨加工。一、靜密封一、靜密封 密封方法可分三大類：接觸式密封，非接觸密封方法可分三大類：接觸式密封，非接觸式密封和組合式密封。它們的密封型式、適用范式密封和組合式密封。它們的密封型式、適用范圍和性能可查閱表。圍和性能可查閱表。 二、動密封二、動密封

23、 動密封又分為：動密封又分為： 1 1）接觸式密封：利用各種密封圈或氈圈密封，僅）接觸式密封：利用各種密封圈或氈圈密封，僅適用于中、低速場合。適用于中、低速場合。 2 2）非接觸式密封：密封部位相互運動的結(jié)合面間）非接觸式密封：密封部位相互運動的結(jié)合面間不接觸，可適用于運動速度較高的場合，主要有溝槽不接觸，可適用于運動速度較高的場合，主要有溝槽密封、迷宮密封等。密封、迷宮密封等。 3 3）組合式密封：是將幾種密封結(jié)構(gòu)組合在一起使）組合式密封：是將幾種密封結(jié)構(gòu)組合在一起使用，可發(fā)揮兩者的優(yōu)點，使密封更為有效和可靠。用，可發(fā)揮兩者的優(yōu)點，使密封更為有效和可靠。 1 1、接觸式密封、接觸式密封 接觸

24、式密封包括氈圈密封、橡膠密封等。由于密封接觸式密封包括氈圈密封、橡膠密封等。由于密封件與軸或其它配合件直接接觸，工作時產(chǎn)生摩擦磨損并件與軸或其它配合件直接接觸，工作時產(chǎn)生摩擦磨損并使溫度升高，所以適用于中、低速運轉(zhuǎn)條件下軸承的密使溫度升高，所以適用于中、低速運轉(zhuǎn)條件下軸承的密封。封。 （1 1）氈圈密封）氈圈密封 圖圖12.1212.12為幾種氈圈密封的裝置圖，為幾種氈圈密封的裝置圖，c c）圖為使用雙氈）圖為使用雙氈圈密封，效果更好。圈密封，效果更好。a） b） c） 圖圖12.12氈圈密封裝置氈圈密封裝置 （2 2）橡膠密封）橡膠密封圖圖12.1312.13中，中，a a）圖主要用于防止漏

25、油，而且隨著油壓的）圖主要用于防止漏油，而且隨著油壓的增大，唇部與軸貼得更緊；增大，唇部與軸貼得更緊；b b）圖主要用于防塵；）圖主要用于防塵；c c）圖既）圖既可防止漏油，又可防止灰塵等侵入。可防止漏油，又可防止灰塵等侵入。 a） b） c） 圖12.13橡膠密封 2 2、非接觸式密封、非接觸式密封 非接觸式密封中密封件不與軸或配合件直接接觸，可非接觸式密封中密封件不與軸或配合件直接接觸，可用于高速運轉(zhuǎn)軸承的密封。用于高速運轉(zhuǎn)軸承的密封。（1 1） 間隙式密封（圖間隙式密封（圖12.1412.14） 圖圖12.14a12.14a為縫隙式間隙，即在軸和軸承蓋的之間留一為縫隙式間隙，即在軸和軸承蓋的之間留一個極窄的縫隙，徑向間隙通常為個極窄的縫隙，徑向間隙通常為0.10.3 mm0.10.3 mm，適用于環(huán)境，適用于環(huán)境比較干凈的脂潤滑軸承；若在軸承蓋上車出環(huán)形溝槽比較干凈的脂潤滑軸承；若在軸承蓋上車出環(huán)形溝槽( (圖圖12.12b)12.12b)并填以潤滑脂，可提高密封效果，溝槽數(shù)不應(yīng)少并填以潤滑脂，可提高密封效果，溝槽數(shù)不應(yīng)少于于3 3；圖；圖12.14c12.14c則在軸或軸套上開有則在軸或軸套上開有