润滑技术在设备中的应用价值分析

发表时间:2020/11/19   来源:《基层建设》2020年第20期   作者:韩宝才
[导读] 摘要:随着现代工业技术向高速、精密、智能化方向的不断发展,对设备润滑的要求也越来越高。
        双钱(重庆)轮胎有限公司  重庆市  400900
        摘要:随着现代工业技术向高速、精密、智能化方向的不断发展,对设备润滑的要求也越来越高。传统润滑技术的缺点逐渐显现,已不能满足现代工业发展的需要。因此,各种新的润滑技术应运而生。本文从润滑方式和润滑材料两个方面介绍了近年来润滑技术的一些新成果和新发现。通过对其机理的总结,为进一步开发新的润滑技术奠定了基础,并指出了润滑技术今后的研究和发展趋势。
        关键词:润滑技术;设备;应用价值
        摩擦磨损是机械零件的三种主要失效形式之一(磨损、腐蚀和断裂),是降低机床效率、精度甚至报废的重要原因[1]。据估计,世界上1/3~2/3的能量消耗在摩擦上,约80%的机械故障或零件失效是由磨损引起的。为了减少摩擦副之间的摩擦磨损,保证机械设备的安全运行,延长其使用寿命,可以对摩擦副之间的工作面进行润滑。润滑是减少磨损、提高效率、节能降耗的有效途径。本文从润滑方式、润滑材料和润滑两个方面综述了近年来该领域的研究进展。
        1 传统润滑技术概况
        科学技术在不断地发展,而机械设备对润滑技术也要求越来越高,主要体现在高速、高精度、大功率及高自动化上。而传统润滑技术的局限性也被逐渐放大,以下是传统润滑技术概况:
        1.1传统的润滑技术基于设备要求而设置,不同类型的设备摩擦副和运行工况下,相应的润滑方式也不同,所使用的润滑油也不同,不同润滑油所采用的润滑系统也不同。因此,润滑系统变得越来越大。
        1.2机械摩擦,无论是点接触、线接触还是表面接触,都是从微观角度看表面接触的滑动摩擦。因此,润滑的优劣取决于润滑膜的性质和强度,另一方面又取决于两个摩擦副的光滑性。传统润滑技术所提供的润滑油不能根据实际需要进行分配,导致润滑过度或过润滑不足。润滑油过多,设备的运行阻力过大,会产生气泡和泄漏。然而,润滑油过少会加速磨损,造成设备损坏,甚至造成人员伤亡等重大损失。
        1.3工作环境中的温度、压力、粉尘等,需要不同的润滑系统考虑密封、过滤、冷却、预热、换热等辅助设备,使整个系统体积庞大,增加了制造成本[2]。
        1.4润滑系统能满足正常压力下的一般润滑要求,运行稳定。但是,由于润滑系统应变能力差,一旦转速、温度、工况等条件发生变化,所供应的润滑油量就会相应变化,严重影响整个系统的稳定性和可靠性,导致设备运行不稳定或使用寿命缩短。
        1.5目前,所用润滑油大多为矿物油,其生物降解性差,生物毒性强,易造成环境污染。除了世界上使用的一些润滑剂外,除了一些润滑油通常被消耗或回收外,4%-10%的润滑剂在组装、拆卸、加注和机械操作过程中仍流入环境。仅在欧洲共同体,每年就有60万吨润滑油因各种原因流失到环境中。
        2 新型润滑技术在设备中的应用
        新型润滑技术在设备用应用发展方向主要包括了新的润滑手段和新的润滑材料两个方面。
        2.1 新型润滑手段
        2.1.1 油雾润滑技术
        油雾润滑技术是一种新型的润滑手段,主要原理是通过压缩空气达到油雾化的效果。雾化油会输送到分配系统,然后输送到每个润滑点使用。油雾以小于5m/s的速度经管道至各个润滑点,再通过各个润滑点,输送到需要润滑的表面。
        油雾凝结后凝结成凝析油,保证润滑表面得到良好的润滑。正常情况下,油雾变成烟状噪声,粒径小于2μM,发电机产生的烟状油雾不易凝结。这种油雾没有润滑作用,称为干雾。

但其优点是在管道中输送时不会在管壁上凝结。当油雾在摩擦副附近扩散并通过冷凝喷嘴时,油雾形成油气两相射流。当射流在摩擦副中逐渐扩散时,由于润滑表面的堵塞,其动能转化为压力势能。因此,摩擦副中的压力增大,涉及的运动部件少,可靠性高,有利于设备长期无故障运行。整个运行周期内,润滑油消耗量降低40%。油雾润滑系统一般包括油雾主机、油雾输送主管、润滑设备处的下降管、油雾分配器、油雾喷嘴、油雾供给管、油雾排放收集组件、油雾排放管、残油收集箱、卡套接头等特殊情况下,还有吹扫式油雾排放喷射总成和吹扫式油位观测总成[3]。油雾在主机中产生。在自身的压力能作用下,通过油雾输送主管、下降管和油雾分配器,通过油雾喷嘴,沿着油雾供给管进入轴承箱,流经轴承滚动体提供润滑。剩余的残余雾(其浓度已大大降低)通过轴承箱底部的排放口进入排放收集组件,然后通过油雾排放管排放到收集箱,最后通过其弯头排放到环境中。
        油雾润滑技术优越的技术特性受到了各行业用户的广泛关注。张振秀网在炼油装置油雾润滑应用方面取得了重要成果。张路平介绍了油雾润滑技术在650mm冷轧机上的应用。中石油金溪石化公司采用油雾润滑技术后,设备故障率大大降低,机组运行周期延长。好处是很大的。除此之外,在国内以外的石化行业,通过油雾达到的润滑技术通常被认为是非强制性润滑的主要选择。油雾润滑技术有非常多的优点:第一:有利于防止润滑油污染;第二:有利于防止外来污染物进入轴承壳;第三:有利于对混合所产生的热量进行全面消除;第四:有利于对润滑性能达到提高的效果;第五:有利于增长设备长期无故故障,使得混合产生的能量得以消除;第六:有利于将轴承箱冷却水取消,从而运用粘度更高的润滑油;第七:将轴承箱冷却水取消后,有利于使得人工成本更不会那么高。当然,油雾润滑技术也有一个缺点,那就是容易对生态环境造成污染,因为排放的气体中含有悬浮的油雾。
        2.1.2 化学热处理表面改性
        化学热处理表面改性是指将金属或合金工件置于一定温度下的活性介质中,使一个或多个元素渗透到其表面层中,改变其化学成分、结构和性能的热处理过程。采用化学反应和物理方法改变钢表面的化学成分和结构,提高零件的耐磨性、疲劳强度、耐蚀性和耐高温氧化性能。因此,化学热处理中的渗碳、渗氮、渗硫、渗硼、渗硅,以及渗铬、铝、锌、钛、碳化物涂层等,特别是近年来发展起来的多元素渗氮工艺,如氧氮化、渗硫、碳氮共渗、硫硼共渗等,已广泛应用于摩擦学表面改性领域。FeS改性层作为一种高熔点、易剪切的无机保护层,具有良好的固体润滑效果。采用电解渗硫和低温离子渗硫两种方法可以得到表面摩擦系数降低到处理前的1/4~2/5。渗硼可以提高金属材料的硬度、耐磨性和耐划伤性。
        2.1.3 磨损修复润滑技术
        磨损修复润滑技术,又称磨生技术,其特点是在机器运行状态下,以润滑剂为载体,将制剂带入摩擦副表面,通过机械力化学作用选择性地修复磨损表面,优化机械部件配合间隙,恢复设计尺寸,达到最佳运行状态。
        结束语
        润滑技术在未来设备中的应用和发展趋势将体现在以下两个方面。一是气体润滑技术。虽然它是上世纪中叶发展起来的一项新技术,但它的出现有了质的飞跃。气体润滑的出现是节能的一大贡献。此外,气体润滑支承件的精度和使用寿命得到了提高,气体润滑适用于高低温和辐射条件,而油和脂润滑远远落后。二是仿生润滑技术。在进化和生存的竞争中,生物体形成了具有优良摩擦学性能、精细的材料拓扑结构和多功能表面结构的优化结构设计。通过对生物系统减摩、减粘、增摩、抗磨、高效润滑机理的研究,从几何、物理、材料和控制的角度出发,研究开发了有机体的成功经验和创造规律,开发和提高了工程摩擦副的性能。
        参考文献:
        [1]李庆华.发射光谱分析技术在设备润滑管理中的应用[J].设备管理与维修,2019(15).
        [2]刘波,姚佳志,高巍.微量润滑技术在铝合金加工上的研究与应用[J].机械工程师,2019,000(003):142-143.
        [3]郝永在.浅谈选煤机电设备的润滑油及其润滑技术[J].中国科技投资,2017(32).
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