潤(rùn)滑的的基本原理
一、潤(rùn)滑的作用
(1)減磨作用:在相互運(yùn)動(dòng)表面保持一層油膜以減小摩擦,這是潤(rùn)滑的主要作用。
(2)冷卻作用:帶走兩運(yùn)動(dòng)表面因摩擦而產(chǎn)生的熱量以及外界傳來(lái)的熱量,保證工作表面的適當(dāng)溫度。
(3)清潔作用:沖洗運(yùn)動(dòng)表面的污物和金屬磨粒以保持工作表面清潔。
(4)密封作用:產(chǎn)生的油膜同時(shí)可起到密封作用。如活塞與缸套間的油膜除起到潤(rùn)滑作用外,還有助于密封燃燒室空間。
(5)防腐作用:形成的油膜覆蓋在金屬表面使空氣不能與金屬表面接觸,防止金屬銹蝕。
(6)減輕噪音作用:形成的油膜可起到緩沖作用,避免兩表面直接接觸,減輕振動(dòng)與噪音。
(7)傳遞動(dòng)力作用:如推力軸承中推力環(huán)與推力塊之間的動(dòng)力油壓。
二、潤(rùn)滑分類
1.邊界潤(rùn)滑
兩運(yùn)動(dòng)表面被一種具有分層結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑性能的薄膜所分開(kāi),這層薄膜厚度通常在0.1µm以下,稱邊界膜。在邊界潤(rùn)滑中其界面的潤(rùn)滑性能主要取決于薄膜的性質(zhì),其摩擦系數(shù)只取決于摩擦表面的性質(zhì)和邊界膜的結(jié)構(gòu)形式,而與滑油的粘度無(wú)關(guān)。
2.液體潤(rùn)滑
兩運(yùn)動(dòng)表面被一層一定厚度(通常為1.5μm~2μm以上)的滑油液膜*隔開(kāi),由液膜的壓力平衡外載荷。此時(shí)兩運(yùn)動(dòng)表面不直接接觸,摩擦只發(fā)生在液膜界內(nèi)的滑油膜內(nèi),使表面間的干摩擦變成液體摩擦。其潤(rùn)滑性能*取決于液膜流體的粘度,而與兩表面的材料無(wú)關(guān),摩擦阻力低、磨損少,可顯著延長(zhǎng)零件使用壽命。這是一種理想的潤(rùn)滑狀態(tài)。
- 液體動(dòng)壓潤(rùn)滑
動(dòng)壓潤(rùn)滑由摩擦表面的幾何形狀和相對(duì)運(yùn)動(dòng),借助液體的動(dòng)力學(xué)作用,形成楔形液膜產(chǎn)生油楔壓力以平衡外載荷。如圖5-1所示,在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中,只要供油連續(xù),軸頸就會(huì)*被由潤(rùn)滑油動(dòng)力作用而產(chǎn)生的油楔抬起,同時(shí)在軸承與軸頸之間形成一定偏心度,軸頸所受負(fù)荷由油楔中產(chǎn)生的油壓所平衡。此油楔的形成與其產(chǎn)生的壓力主要與以下因素有關(guān):
(1)摩擦表面的運(yùn)動(dòng)狀態(tài):轉(zhuǎn)速越高,越容易形成油楔。
(2)滑油粘度:粘度過(guò)大,則難以涂布。
(3)軸承負(fù)荷:負(fù)荷越高,越難以形成油楔。
(4)軸承間隙:間隙過(guò)小,滑油不易進(jìn)入接觸表面使軸頸浮起;間隙過(guò)大,滑油易從軸承兩端逸出。所以軸承間隙必須適當(dāng)。此外,軸承的油槽位置也影響油槽壓力。
(5)表面加工粗糙度。
2)液體靜壓潤(rùn)滑
靜壓潤(rùn)滑從外部向摩擦表面供給有一定壓力的液體,借助于液體的靜壓力產(chǎn)生油膜以平衡外載荷。如二沖程柴油機(jī)的十字頭軸承,由于其工作特點(diǎn)使它難以實(shí)現(xiàn)液體動(dòng)壓潤(rùn)滑。為了提高它的工作可靠性,措施之一是提高滑油壓力或?qū)TO(shè)一個(gè)由十字頭帶動(dòng)(或電動(dòng))的高壓柱塞泵,以高壓(如10 MPa)直接向十字頭軸承供油,實(shí)現(xiàn)液體靜壓潤(rùn)滑。
3)彈性液體動(dòng)壓潤(rùn)滑
呈點(diǎn)(線)接觸的運(yùn)動(dòng)表面(如滾動(dòng)軸承和嚙合齒輪的接觸點(diǎn))的潤(rùn)滑,在接觸點(diǎn)產(chǎn)生暫時(shí)的彈性變形,其中產(chǎn)生極薄的擠壓油膜,避免金屬間直接接觸。
3.混合潤(rùn)滑
摩擦表面上同時(shí)存在著液體潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑(稱半液體潤(rùn)滑)或同時(shí)存在著干摩擦和邊界潤(rùn)滑(稱半干摩擦)都叫混合潤(rùn)滑。在柴油機(jī)中多指前者,如氣缸潤(rùn)滑即屬此類。
三、形成液體潤(rùn)滑的方法
1.人工潤(rùn)滑
這種方法是用人工將滑油定期加到某些摩擦表面,如搖臂軸承、氣閥導(dǎo)管、傳動(dòng)桿接頭等。這種方法簡(jiǎn)單,但耗油量大,費(fèi)工,不能保證良好潤(rùn)滑。
2.飛濺潤(rùn)滑
這種方法是利用曲軸、連桿大端等零件在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的飛濺作用,把連桿大端兩側(cè)溢出、刮油環(huán)刮落和冷卻活塞后掉下來(lái)的滑油濺到某些摩擦部位。一般用于油道輸送難以達(dá)到或承受負(fù)荷不大的摩擦部位,如氣缸套、凸輪、齒輪等,中高速筒形活塞式柴油機(jī)的氣缸套潤(rùn)滑一般都采用飛濺式潤(rùn)滑。
飛濺潤(rùn)滑不需要油泵,但對(duì)機(jī)件的潤(rùn)滑不能控制,潤(rùn)滑效果較差,耗油量大,滑油容易氧化與變質(zhì)。
3.壓力潤(rùn)滑
這種方法是利用潤(rùn)滑油泵把滑油強(qiáng)壓循環(huán)輸送到柴油機(jī)所需的潤(rùn)滑部位。適用于負(fù)荷較大的摩擦部位,如各個(gè)軸承和軸套等處。
壓力潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)是:能保證滑油連續(xù)循環(huán)供應(yīng),使摩擦件的工作安全可靠,并有強(qiáng)烈的清洗作用,可通過(guò)潤(rùn)滑系統(tǒng)的壓力表和溫度計(jì)掌握控制潤(rùn)滑情況,便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,可使用粘度較低的滑油,使用期長(zhǎng),耗量少。因此壓力潤(rùn)滑在各類柴油機(jī)中得到zui廣泛的應(yīng)用。
4.高壓注油潤(rùn)滑
通過(guò)專門的注油器建立2MPa左右的高壓,定時(shí)、定量地將滑油經(jīng)缸套上的注油孔供給氣缸套與活塞之間進(jìn)行潤(rùn)滑。此法主要用于大型低速十字頭式柴油機(jī)中缸套和活塞的潤(rùn)滑。
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