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2024-08-08
降低摩擦是潤(rùn)滑油的主要目的之一,除此之外,潤(rùn)滑油還有其它作用,例如潤(rùn)滑油膜可以防銹;防止金屬被腐蝕;潤(rùn)滑油還能起到清潔作用,設(shè)備內(nèi)部的雜質(zhì)就像我們身體里的毒素一樣,從油里攜帶著經(jīng)過(guò)濾芯除掉;冷卻作用,金屬間摩擦生熱,潤(rùn)滑油流經(jīng)金屬表面帶走熱量。
潤(rùn)滑是設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)中經(jīng)常遇到的問(wèn)題,但是到底什么是潤(rùn)滑?說(shuō)到潤(rùn)滑,我們腦子里出現(xiàn)的場(chǎng)景也許只是把油或者油脂涂到機(jī)械摩擦面,減少摩擦。雖然這個(gè)概念沒(méi)錯(cuò),但只是潤(rùn)滑的一個(gè)方面。
許多物質(zhì)可以用于潤(rùn)滑,最常見(jiàn)的是潤(rùn)滑油(液態(tài)油)和潤(rùn)滑脂(常溫下一般是膏狀),潤(rùn)滑脂和潤(rùn)滑油相比較稠,是因?yàn)闈?rùn)滑脂在潤(rùn)滑油的基礎(chǔ)上使用了稠化劑。用于潤(rùn)滑的油類可以是取自石油的礦物油,也可以是人工化學(xué)合成的油類,還有植物油、動(dòng)物油也可以作為潤(rùn)滑油。現(xiàn)在用的潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂主要是來(lái)自于石油或者合成油,在沒(méi)有加入添加劑和稠化劑之前的油我們稱為基礎(chǔ)油,是潤(rùn)滑油的主要成分。基礎(chǔ)油本身已經(jīng)具有潤(rùn)滑性,但是為了優(yōu)化基礎(chǔ)油的總體性能,我們又加入一些添加劑。礦物油可以滿足普通的工業(yè)潤(rùn)滑要求,因此目前的油品90%以上都是基于礦物油,合成油的性能更好,使用植物油則主要出于環(huán)??紤]。
添加劑可以優(yōu)化基礎(chǔ)油的性能,對(duì)不好的性質(zhì)進(jìn)行抑制,增強(qiáng)有利的性能,甚至賦予基礎(chǔ)油一些新性能。但是添加劑不是越多越好,因?yàn)樘砑觿儆诨瘜W(xué)物質(zhì),各種添加劑之間要在類別和比例上搭配合理才能起到預(yù)期的效果。此外,添加劑的數(shù)量還要考慮使用的場(chǎng)合,例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油(機(jī)油)需要較好的清凈分散作用,清除發(fā)動(dòng)機(jī)里的積碳和煙灰,重負(fù)荷機(jī)械使用的潤(rùn)滑油里則可能加入了極壓添加劑,以增加抗磨能力。
潤(rùn)滑的作用
降低摩擦是潤(rùn)滑油的主要目的之一,但是除了減磨,潤(rùn)滑油還有其他作用,例如潤(rùn)滑油膜可以防銹、防止金屬被腐蝕。潤(rùn)滑油還能起到清潔作用,設(shè)備內(nèi)部的雜質(zhì)就像我們身體里的毒素一樣,從油里攜帶著經(jīng)過(guò)濾芯除掉。冷卻作用:金屬間摩擦生熱,潤(rùn)滑油流經(jīng)金屬表面帶走熱量。
潤(rùn)滑的三種狀態(tài)
潤(rùn)滑有三種狀態(tài):全膜潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑、混合潤(rùn)滑。它們是三種不同狀態(tài),但是都依靠潤(rùn)滑油來(lái)潤(rùn)滑抗磨。
全膜潤(rùn)滑(Full-film lubrication)
全膜潤(rùn)滑又分為兩種——流體動(dòng)力潤(rùn)滑(hydrodynamic lubrication)和彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑(elastohydrodynamic lubrication)。流體動(dòng)力潤(rùn)滑是指:兩個(gè)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)摩擦面,用借助于相對(duì)速度而產(chǎn)生的一層流體潤(rùn)滑膜將兩個(gè)摩擦面完全隔開(kāi),避免它們直接接觸發(fā)生干摩擦和磨損。彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑和流體動(dòng)力潤(rùn)滑類似,也是靠一層流體潤(rùn)滑膜把接觸面分隔開(kāi),不同之處在于接觸面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是滾動(dòng),形成的全膜潤(rùn)滑膜承受的壓力大于流體動(dòng)力潤(rùn)滑,產(chǎn)生的潤(rùn)滑分隔膜比流體動(dòng)力潤(rùn)滑狀態(tài)下的薄一些哪怕加工精度很高的金屬,表面都不是純平光滑的,在顯微鏡下看,我們可以看到金屬表面其實(shí)是坑坑洼洼的,毛刺是我們?nèi)庋垡呀?jīng)能發(fā)現(xiàn)的突起,而顯微鏡下那些較高的金屬凸起部分是一些峰點(diǎn),肉眼難以看到,但是對(duì)于潤(rùn)滑卻很重要。為了達(dá)到全膜潤(rùn)滑,潤(rùn)滑膜的厚度必須要超過(guò)這些峰點(diǎn)的高度,把它們完全分隔開(kāi),才能避免兩個(gè)接觸面之間的峰點(diǎn)接觸。能實(shí)現(xiàn)全膜潤(rùn)滑,是最好的潤(rùn)滑狀態(tài),對(duì)機(jī)械的接觸面能實(shí)現(xiàn)最有效的保護(hù)。
邊界潤(rùn)滑(Boundary lubrication)
雖然全膜潤(rùn)滑很理想,但是有些情況卻不一定能形成完整的潤(rùn)滑膜,例如機(jī)器頻繁啟停、有沖擊性負(fù)荷、速度、負(fù)荷因素不足以形成全膜潤(rùn)滑等情況,這些情況會(huì)造成邊界潤(rùn)滑。能形成完整的潤(rùn)滑膜固然好,但是當(dāng)條件不夠、不能形成完整潤(rùn)滑膜或者潤(rùn)滑油膜變薄(在高溫下),就發(fā)生液體摩擦過(guò)渡到干摩擦(摩擦面之間直接接觸)過(guò)程之前的臨界狀態(tài),就是邊界潤(rùn)滑。因此在結(jié)合機(jī)械的構(gòu)造和使用情況,有些設(shè)備就要求使用極壓型潤(rùn)滑油,里面含有極壓添加劑(EP:extreme-pressure additives),或者抗磨劑(AW:anti-wear additives),當(dāng)不能實(shí)現(xiàn)全膜潤(rùn)滑,出現(xiàn)邊界潤(rùn)滑的時(shí)候,這些添加劑發(fā)揮作用保護(hù)機(jī)械表面。這類添加劑能吸附在金屬表面,形成一層保護(hù)層,達(dá)到避免金屬磨損的目的。當(dāng)發(fā)生邊界潤(rùn)滑時(shí),全靠極壓添加劑來(lái)保護(hù)金屬表面。比起全膜潤(rùn)滑,邊界潤(rùn)滑時(shí)產(chǎn)生的潤(rùn)滑膜摩擦較大,產(chǎn)生的熱量也較多,但是避免了完全的干摩擦。
混合潤(rùn)滑(Mixed lubrication)
混合潤(rùn)滑狀態(tài)是指混有全膜潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑的情況,前面我們提到,金屬表面的峰點(diǎn)如果較高,高于潤(rùn)滑油膜時(shí),就會(huì)互相接觸?;旌蠞?rùn)滑中,雖然大部分的區(qū)域處于全膜潤(rùn)滑,當(dāng)這些峰點(diǎn)接觸時(shí),會(huì)出現(xiàn)局部的邊界潤(rùn)滑。
來(lái)源:《中國(guó)設(shè)備工程》雜志社