潤(rùn)滑設(shè)備的幾種工作原理

磨擦副在全膜潤(rùn)滑狀態(tài)下運(yùn)行，這是一種理想的狀況。但是，如何創(chuàng)造條件，采取措施來(lái)形成和滿足全膜潤(rùn)滑狀態(tài)則是比較復(fù)雜的工作。人們長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中不斷對(duì)潤(rùn)滑原理進(jìn)行了探索和研究，有的比較成熟，有的還正在研究?，F(xiàn)就常見(jiàn)到的動(dòng)壓潤(rùn)滑、靜壓潤(rùn)滑、動(dòng)靜壓潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑、極壓潤(rùn)滑、固體潤(rùn)滑、自潤(rùn)滑等的潤(rùn)滑原理，作一簡(jiǎn)單介紹。

1、動(dòng)壓潤(rùn)滑

通過(guò)軸承副軸頸的旋轉(zhuǎn)將潤(rùn)滑油帶入磨擦表面，由于潤(rùn)滑油的黏性和油在軸承副中的楔形間隙形成的流體動(dòng)力作用而產(chǎn)生油壓，即形成承載油膜，稱為流體動(dòng)壓潤(rùn)滑。流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論的假設(shè)條件是潤(rùn)滑劑等黏性，即潤(rùn)滑油的黏度在一定的溫度下，不隨壓力的變化而改變;其次是假定了生相對(duì)磨擦運(yùn)動(dòng)的表面是剛性的，即在受載及油膜壓力作用下，不考慮其彈性變形。在上述假定條件下，對(duì)一般非重載(接觸壓力在15MPa)的滑動(dòng)軸承，這種假設(shè)條件接近實(shí)際情況。但是，在滾動(dòng)軸承和齒輪表面接觸壓力增大至400~1500MPa時(shí)，上述假定條件就與實(shí)際情況不同。這時(shí)磨擦表面的變形可達(dá)油膜厚度的數(shù)倍，而且潤(rùn)滑的金屬磨擦表面的彈性變形和潤(rùn)滑油黏度隨壓力改變這兩個(gè)因素，來(lái)研究和計(jì)算油膜形成的規(guī)律及厚度、油膜截面形狀和油膜內(nèi)的壓力分布更為切合實(shí)際這種潤(rùn)滑就稱為彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑。

2、靜壓潤(rùn)滑

通過(guò)一套高壓的液壓供油系統(tǒng)，將具有一定壓力的潤(rùn)滑油以過(guò)節(jié)流阻尼器，強(qiáng)行供到運(yùn)動(dòng)副磨擦表面的間隙中(如在靜壓滑動(dòng)軸承的間隙中、平面靜壓滑動(dòng)導(dǎo)軌的間隙中、靜壓絲桿的間隙中等)。磨擦表面在尚未開(kāi)始運(yùn)動(dòng)之前，就被高壓油分隔開(kāi)，強(qiáng)制形成油膜，從而保證了運(yùn)動(dòng)副能在承受一定工作載荷條件下，完全處于液體潤(rùn)滑狀態(tài)，這種潤(rùn)滑稱為液體靜壓潤(rùn)滑。

3、動(dòng)、靜壓潤(rùn)滑

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)在工業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)了新型的動(dòng)、靜壓潤(rùn)滑的軸承。液體動(dòng)、靜壓聯(lián)合軸承充分發(fā)揮了液體動(dòng)壓軸承和液體靜壓軸承二者的優(yōu)點(diǎn)，克服了液體動(dòng)壓軸承和液體靜壓軸承二者的不足。主要工作原理：當(dāng)軸承副在啟動(dòng)或制動(dòng)過(guò)程中，采用靜壓液體潤(rùn)滑的辦法，將高壓潤(rùn)滑油壓入軸承承載區(qū)，把軸勁浮起，保證了液體潤(rùn)滑條件，從而避免了在啟動(dòng)或制動(dòng)過(guò)程中因速度變化不能形成動(dòng)壓油膜而使金屬磨擦表面(軸頸表面與軸瓦表面)直接接觸產(chǎn)生的磨擦與磨損。當(dāng)軸承副進(jìn)入全速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可將靜壓供油系統(tǒng)停止，和用動(dòng)壓潤(rùn)滑供油形成動(dòng)壓油膜，仍能保持住軸頸在軸承中的液體潤(rùn)滑條件。

這樣的方法，從理論上來(lái)講，在軸承副啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)的整個(gè)過(guò)程中，完全避免了半液體潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑，成為液體潤(rùn)滑。因此，磨擦系數(shù)很低，只要克服潤(rùn)滑油黏性所具有的液體內(nèi)部分子間的磨擦阻力就行。此外，磨擦表面完全被靜壓油膜和動(dòng)壓油膜分隔開(kāi)，所以，若情況正常，則幾乎沒(méi)有磨損產(chǎn)生，從而大大地延長(zhǎng)了軸承的工作壽命，節(jié)約了動(dòng)能消耗。

4、邊界潤(rùn)滑(即邊界磨擦)

邊界潤(rùn)滑是從磨擦面間的潤(rùn)滑劑分子與分子間的內(nèi)磨擦(即液體潤(rùn)滑)過(guò)渡到磨擦表面直接接觸之前的臨界狀態(tài)。這時(shí)磨擦界面上存在著一層吸附的薄膜，厚度通常為0.1μm左右，具有一定的潤(rùn)滑性能。我們稱這層薄膜為邊界膜。邊界膜的潤(rùn)滑性能主要取決于磨擦表面的性質(zhì);取決于潤(rùn)滑劑中的油性添加劑、極壓添加劑對(duì)金屬磨擦表面形成的邊界膜的結(jié)構(gòu)形成，而與潤(rùn)滑油口的黏度關(guān)系不大。

5、極壓潤(rùn)滑

極壓潤(rùn)滑是屬于邊界潤(rùn)滑的一種特殊情況，也就是磨擦副處在重載(或高接觸應(yīng)力)、高速、高溫條件下，潤(rùn)滑油中的極壓添加劑與金屬磨擦表面起反應(yīng)生成一層化學(xué)反應(yīng)膜，將兩磨擦表面分隔開(kāi)，并起到降低磨擦系數(shù)、減緩磨損(或改變金屬表面直接接觸的嚴(yán)重磨損)，達(dá)到潤(rùn)滑的作用，就稱為極壓潤(rùn)滑。

6、固體潤(rùn)滑

在磨擦面之間放入固體粉狀物質(zhì)的潤(rùn)滑劑，同樣也能起到良好的潤(rùn)滑效果。在兩磨擦面之間有固體潤(rùn)滑劑，它的剪切阻力很小，稍有外力，分子間就會(huì)產(chǎn)生滑移。這樣就把兩磨面之間的外磨擦轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w潤(rùn)滑劑分子間的內(nèi)磨擦。固體潤(rùn)滑有兩個(gè)必要條件，首先是固體潤(rùn)滑劑分子間應(yīng)具有低的剪切強(qiáng)度，很容易產(chǎn)生滑移;其次是固體潤(rùn)滑劑要能與磨擦面有較強(qiáng)的親和力，在磨擦過(guò)程中，總是使磨擦面上始終保持著一層固體潤(rùn)滑劑，而且這一層固體潤(rùn)滑劑不腐蝕磨擦表面。一般在金屬表面上是機(jī)械附著，但也有形成化學(xué)結(jié)合的。具有上述性質(zhì)的固體物質(zhì)很多，例如石墨、二硫化鉬，滑石粉等。對(duì)于非層狀結(jié)構(gòu)固體潤(rùn)滑劑或軟金屬來(lái)說(shuō)，主要是以其剪切力低，起到潤(rùn)滑作用，然后使它附著在磨擦表面形成潤(rùn)滑膜。對(duì)于已經(jīng)形成的固體潤(rùn)滑膜的潤(rùn)滑機(jī)理，可以按邊界潤(rùn)滑機(jī)理近似的解釋其潤(rùn)滑作用。

7、自潤(rùn)滑

以上所講的幾種潤(rùn)滑，在磨擦運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，都需要向磨擦表面間加入潤(rùn)滑劑。而自潤(rùn)滑則是將具有潤(rùn)滑性能的固體潤(rùn)滑劑粉末與其他固體材料相混合并經(jīng)壓制、燒結(jié)成材，或是在多孔性材料中浸入固體潤(rùn)滑劑;或是用固體潤(rùn)滑劑直接壓制成材，作為磨擦表面。這樣在整個(gè)磨擦過(guò)程中，不需要加入潤(rùn)滑劑，仍能具有良好的潤(rùn)滑作用。自潤(rùn)滑的機(jī)理包括固體潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑，或兩者皆有的情況。例如聚四氟乙烯制品作成的壓縮機(jī)活塞環(huán)、軸瓦、軸套等都屬自潤(rùn)滑，因此在這類零件的過(guò)程中，它不需再加任何潤(rùn)滑劑也能保持良好的潤(rùn)滑作用。