稀油润滑液压系统设计.doc

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1、前言事物总是不断开展的，永远不会停留在一个水平上，“变是永恒的。目前的润滑技术和润滑油品就是由于生产不断开展，不断提出新的、更苛刻的要求，一步步开展起来的，而且必将更快地继续开展下去。“变表达在润滑剂的种类、润滑方式和对油品的评价上。 润滑剂的开展历程，首先是为了减少磨檫，将动植油加到摩擦副的外表上，并取得显著效果。其后，为了降低润滑剂的本钱、延长油品使用寿命、改善其耐上下温性能，使用矿物油。在工艺润滑领域里，为了改善润滑剂的散热性能、降低本钱。逐渐大量使用乳化液、微乳液。20世纪50年代以后，对机械设备提出节能、长寿命的要求。新型、高效润滑油添加剂的种类和性能不断开展，润滑剂的性能大幅度提高

2、，带来第一次油品更新换代。润滑油向着“高性能化、低粘化、通用化的方向开展。20世纪末。环保问题已经形成全世界共同遵守的准那么，并成为我国的一项根本国策，国家制定了不少法规，加大了环境管理力度，环保成问题，已经成为润滑技术开展必须跨越的难关。当前的任务，是迅速开展性能好、用量少、寿命长、可生物降解的环保型润滑油。 原始的润滑方式，是手浇、油杯，逐渐开展到灌注式浸油润滑。其后为了提高润滑剂的冷却牲能、便于去除污染物、保证油品能输送到最需要的部位，开展了大油箱、循环式喷油润滑。20世纪60-70年代，为了获得良好的、均匀润滑效果，带走局部热量。降低能耗，减少设备占用空间，开展丁油雾润滑。其后，由于油

3、雾润滑对润滑油的利用率低，只有60；油雾化后，有20-60的润滑油通过排气进入外界空气中，成为可吸入油雾，对人体肺部极其有害，并污染环境。近20年为了保护环境、节约油品、提高设备寿命、实现程控化，开展了油气润滑和MQL(最小油量润滑)润滑。润滑方式的“变，进入到一个新时代。润滑在机械设备的正常运转和维护保养中起着重要的作用。 1)控制摩擦 对摩擦副进行润滑后，由于润滑剂介于对偶外表之间，使摩擦状态改变，相应摩擦因数及摩擦力也随之改变。试验证明：摩擦因数和摩擦力的大小，是随着半干摩擦、边界摩擦、半流体摩擦、流体摩擦的顺序递减的，即使在同种润滑状态下，因润滑剂种类及特性不同不相同。 2)减少磨损

4、摩擦副的粘着磨损、磨粒磨损、外表疲劳磨损以及腐蚀磨损等，都与润滑条件有关。在润滑剂中参加抗氧化和抗腐蚀添加剂，有利于抑制腐蚀磨损；而参加油性和极压抗磨添加剂，可以有效地减轻粘着磨损和外表疲劳磨损；流体润滑剂对摩擦副具有清洗作用，也可相轻磨粒磨损。 3)降温冷却 降低摩擦副的温度是润滑的一个重要作用。众所周知，摩擦副运动时必须克服摩擦力而作功，消耗在克服摩擦力上的功全部转化为热量，其结果将引起摩擦副温度上升。摩擦热的大小与润滑状态有关，干摩擦热量最大，流体摩擦热量最小，而边界摩擦的热量那么介于两者之间。因此，润滑是减少摩擦热的有效措施。摩擦副温度的上下，除了与摩擦热的上下有关最好，半固体润滑剂的

5、散热性那么介于两者之间。由此可见，用液体润滑剂不仅可以实现液润滑，减少摩擦热的产生，而且还可以将摩擦热及时地带走。 4)防止腐蚀 摩擦副不可防止地要与周围介质接触，引起腐蚀、锈蚀而破坏。在摩擦副对偶外表上，假设有含防腐、防锈添加剂的润滑剂覆盖时，就可防止或减少由腐蚀而引起的损坏。上述四点是润滑的主要作用。对于某些润滑而言，还有如下所述的独特作用。 5)密封作用 半固体润滑剂具有自封作用，它不仅可以防止润滑剂流失，而且还可以防止水分和杂质等的侵入。使用在蒸汽机、压缩机和内燃机等设备上的润滑剂，不仅能保证润滑，而且也使气缸与活塞之间处于高度密封的状态，使之在运动中不漏气，起到密封作用并提高了效率。

6、 6)传递动力有不少润滑剂具有传递动力的作用，如齿轮在啮合时，其动力不是齿面间直接传递，是通过一层润滑膜传递。液压传动、液力传动都是以润滑剂作传动介质而传力的。7)减振作用所有润滑剂都有在金属外表附着的能力，且本身的剪切阻力小，所以在摩擦副对偶外表受到冲击载荷时，也都具有吸振的能力。如汽车的吸振器就是利用油液减振的，当汽车车体上下振动时，就带动吸振器中的活塞在密封液压缸中上下移动，缸中的油液那么逆着活塞运方向，从活塞的一端流向另一端，通过液体摩擦将机械能吸收而到达稳定车体的目的。1绪论课题选择的意义 回忆2004年和2005年上半年，展望未来中国机械工业的开展，我们不难看到，中国机械行业得到了

7、前所未有的高速开展。在21世纪，世界机械工业进入前所未有的高速开展阶段，特别是作为有“世界工厂之称的中国，机械行业更是迅猛开展。在向机械行业提供了新的机遇的同时，也向我们提出的新的挑战；机械行业涉及面相当广泛，如：工程、建筑、汽车、船舶、电子、石化、电力、电气、仪器仪表、物流、医疗、饮食、环保、纺织等等，涉及到一个国家的国计民生的方方面面，都是国家支柱性的重要行业，对这些行业的开展和影响也起着至关重要的作用。机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。在跨过二十一世纪的今天，机械水平更能说明一个国家的整体水平，机械工业肩负着为国民经济各个部门提供技术装备和促进技术改造的重要任务。

8、特别是我国进入世界贸易组织之后，对我国的机械行业是个机遇，更是一个艰难的挑战。因此作为二十一世记得主人，我们更应该通过做大量的设计制造和广泛的使用各种先进的机器，以便能加快我国国民经济的增长速度，加快我国现代化建设。设备润滑是设备维护工作的重要组成局部，而且其作用日显突出。设备润滑工作包括润滑管理与润滑技术两个范畴。近年来，润滑技术开展迅速，在设备工程领域中的地位显著提高，成为四大工程技术之一。在机械运动副摩擦外表发生相对运动时，由于外表直接接触并产生摩擦阻力，使机械所传递的一局部能量由于摩擦使外表发热而消耗掉，这样就消耗了能量，磨损了机件。润滑的作用是在摩擦外表形成能承受局部或全部载荷的润滑

9、油剂膜，将两个运动副摩擦外表分开，起到润滑作用，使金属与金属之间的摩擦转化成具有较低剪切强度的油膜分子之间的内摩擦，从而降低了摩擦阻力与外表磨损，减少了能耗，延长了设备使用寿命。 各类机械设备都是靠其机构的运转来实现其预定功能的。相互接触的机器零件在运动中不可防止地产生摩擦，并导致机件产生磨损。摩擦依润滑状态不同可分为：干摩擦、边界摩擦和液态摩擦。为了降低摩擦，减少磨损，降低能耗，提高设备运行效率，常用的措施就是在设备相对运动的部位进行润滑。就边界摩擦而言，其润滑原理为：润滑剂的分子与零件摩擦外表结合而形成边界膜，从而不同程度地降低摩擦系数，减少或防止零件磨损。任何机械设备都是由假设干零部件组

10、合而成的，在机械设备运转过程中，可动零部件会按规定的接触外表作相对运动，有接触外表的相对运动就有摩擦，就会消耗能量并造成零部件的磨损。有人估计世界能源的1/31/2消耗于摩擦发热，大约有80的零件损坏是由于磨损而引起的。由此可见，由于摩擦与磨损所造成的损失是十分惊人的。因此，加强机械设备润滑，对提高摩擦副的耐摩性和机械设备的可靠性，延长关键零部件的使用寿命，降低机械设备使用维修费用，减少机械设备故障，都有着重大意义。据统计，约有40的机械设备故障是由于润滑不正确引起的。例如，我国各地汽车轮毂轴承的润滑曾推广采用空毅润滑技术即只在轴承内装满润滑脂，在轮毂空腔内只填1/31/2容积的润滑脂，而不像

11、过去采用装满的方法，使轮毅发热减少，相应降低了轮毂和轴承的温度而减少了润滑脂的流失，同时还防止了因润滑脂流到制动鼓和蹄片上而使制动失灵。 为了挖掘机械设备潜力，提高劳动生产率，对旧机床的摩擦副及润滑系统进行技术改造有着十分重要的意义。特别是重型机床、精密机床及高效自动化机床，常常由于轴承、导轨及其它重要摩擦副存在缺陷而发生故障或达不到所需要的加工精度与能力，以致长期无法使用。近20多年来，由于在一些旧机床上应用流体静压润滑技术和固体润滑技术，取得了较好的效果。例如，东方电机厂应用流体静压润滑技术改造了大批旧机床，不但恢复了机床的精度，而且使机床的工作性能大大提高有一台立式车床经静压改造后，使机

12、床加工工件的重量从160t提高到280多t。可见，机械设备润滑是一件非常重要的大事，涉及面很广泛，有着广阔的开展前途，值得重视。稀油润滑站是稀有润滑系统的心脏，用来将润滑液强制的压送到机器的摩擦部位。在相对运动的机器零件间形成油膜，减少零件的摩擦、磨损，同时对摩擦部位进行清洗，并带走摩擦产生的热量，保证机器正常的运转，延长机器的使用寿命。稀油润滑站由油站、仪表盘和电器控制箱三局部组成。它主要是用于冶金、矿山、锻压、电力、化工、轻工、水泥、港口等机械设备的稀油润滑系统中，通常安装在机器附近的地下油库或地坑中。润滑机理与润滑油 稀油润滑站的结构及工作原理稀油润滑站主要由油箱、齿轮泵装置、过滤器双筒

13、网式油过滤器和磁过滤器，列管式冷却器、仪表控制装置、管道、阀门等组成。结构为整体式。工作时，油液由齿轮泵从油箱中吸出，经单向阀、双筒网式过滤器、列管式冷却器，被直接送到设备的润滑点，油站最高工作压力0.4MPa，最低工作压力为0.1MPa，根据润滑点的要求，通过调节平安阀确定使用压力，当油站的工作压力超过平安阀的调定压力时，平安阀自动翻开，多余的油液即流回油箱。稀油润滑站的机构特点1)设有备用泵稀油润滑站有两台泵，一台工作，一台备用，正常工作下工作油泵运行，当系统压力低于压力调节器的调定值时，备用油泵投入工作，保证向主机继续供送润滑油。2)双筒网式油过滤器放在列管式冷却器之前油在过滤器中通过能

14、力与其粘度有关，黏度大通过能力差，反之通过能力好，油温高，那么粘度下降，通过能力好过滤效果也较好，改变先冷却后过滤的缺点。3)采用GLL型列管式冷却器GLL型列管式冷却器，按JB/ZQ4004-86生产，冷却效果好、重量轻、体积小，并且压力降大大小于板式换热器，在工作压力本身不高的稀油循环润滑系统中使用时比拟合理的。列管式冷却器进油温度50，出油温度42，进水温度28，进水压力。4)采用双筒网式冷却器采用双筒网式冷却器有两组过滤滤芯，一组滤芯工作，一组滤芯备用，当工作滤芯需要更换时，用转换阀使备用滤芯工作，即可取出原工作滤芯，更换滤网。此油过滤器结构紧凑，接管简单，不设旁路，更换方便。5)回油

15、口设有磁性过滤器可将回油中的细小铁磁物质吸附过滤，保证油的纯度。6)配有仪表盘和电控箱所有显示仪表均装在仪表盘上，两只普通压力表用来直接观察油站出口及油泵油压，两只压力调节器控制油站出口油压，实现油压有控。一只双针双管压力表，测量双筒网式过滤器的油压降，一只电接点压力式温度计观察、控制油温。电控箱随稀油润滑站的工作制度实现自动控制。正常工作时，油泵一台工作一台备用，有时生产设备耗油量由于某种原因增加时，那么系统压力下降，当降到调定值时一般低于正常工作压力0.05MPa通过压力调节器控制，备用泵自动开启，与工作泵一起工作，直到恢复正常时，备用泵自动停止，假设油压继续下降到另一调定值时一般为，那么

16、通过另一压力调节器控制，发出事故警报。双筒网式过滤器的一组过滤器滤芯工作，一组过滤滤芯备用，在进出油口处接有双针双管压力表，当压差超过0.1MPa时，人工换向，备用滤芯工作，取出原工作滤芯，清洗或更换。油站出油口，接有压力式电接点温度计，根据供油温度的要求，调至最高和最低两个界限一般为3843，在最低点时，信号灯亮，人工开启油用电加热器进行加热，当油温升至最高点时，自动切断油用电加热器，停止加热。2稀油润滑液压系统的初步设计稀油润滑液压系统的设计与其主机的设计是紧密联系的，往往同时进行，互相协调。在其公称压力和公称流量的根底上，有机的结合工况，对整个系统和各个元件进行并行的设计，充分发挥稀油润

17、滑系统的优点，将设计过程尽量做到最优。稀油润滑液压系统的设计步骤1)明确设计方案；2)进行工况分析，确定系统的主要参数；3)制定根本方案，拟定润滑系统原理图；4)选择系统中各元件；5)对稀油润滑系统进行性能校验；6)绘制工作图，编制技术文件。2.2稀油润滑压系统绿色设计原那么 该设计原那么是在传统液压系统设计中通常依据的技术原那么、本钱原那么和人机工程学原那么的根底上纳入环境原那么，并将环境原那么置于优先考虑的地位。 1)资源最正确利用率原那么 少用短缺或稀有有原材料，尽量寻找其代用材料，多用废料，余料或回收材料作为原材料；提高产品的可靠性和使用寿命；尽量减少产品中材料的种类，以利于产品废弃后

18、的有效回收等。 2)能量损耗最少原那么 尽量采用相容性好的材料，不采用难以回收或无法回收的材料；在保证产品耐用的根底上，赋予产品合理的使用寿命，努力减少产品使用过程中的能量消耗。 3)零污染原那么 尽量少用或不用有毒有害的原材料。 4)技术先进性原那么 优化产品性能，在结构设计中树立“小而精的设计思想，有同一性能情况下，通过产品的小型化尽量节约资源的使用量，如采用轻质材料，去除多余的功能、防止过度包装等，减轻产品重量；简化产品结构，提倡“简而美的设计原那么，如减少零部件数目，这样既便于装配、拆卸，又便于废弃后的分类处理；采用模块化设计，此时产品是由各功能模块组成，既有利于产品的装配、拆卸，又便

19、于废弃后的回收处理，在设计过程中注重产品的多品种及系列化；采用合理工艺，简化产品加工流程，减少加工工序，简化拆卸过程，如结构设计时采用易于拆卸的连接方式、减少紧固件用量、尽量防止破坏性拆卸方式等；尽可能简化产品包装且防止产生二次污染。 5)整体效益最正确原那么 考虑产品对环境产生的附加影响，提供有关产品组成的信息，如材料类型及其回收再生性能等。 2.3润滑系统绿色设计 1)工作介质污染控制 润滑系统一思想污染物、入侵污染物和生成污染物。在产品设计过程中应本着预防为主、治理为辅的原那么，充分考虑如何消除污染源，从根本上防止污染。 在设计阶段除了要合理选择液润滑统元件的参数和结构外，可采取以下措施

20、控制污染物的影响。所有元器件、配管等在加工工序后都必须认真清洗，消除毛刺、油污、纤维等；组装前必须保持环境的清洁，所有元器件必须采用干装配方式。装配后选择与工作介质相容的冲洗介质认真清洗。投入正常使用时，新油参加油箱前要经过静置沉淀，过滤前方可参加系统中，必要时可设中间油箱，进行新油的沉淀和过滤，以确保油液的清洁。 2) 润滑系统噪声控制 润滑系统噪声是对工作环境的一种污染，分机械噪声和流体噪声。在润滑系统中，电动机、液压泵等的转速都很高，如果它们的转动部件不平衡，就会产生周期性的不平衡力，引起转轴的弯曲振动。这种振动传到油箱和管路时，会因共振而发出很大的噪声，应对转子进行动平衡试验，且在产品

21、设计时应应注意防止其产生共振。机械噪声还包括机械零件缺陷和装配不合格而引起的高频噪声。因此，必须严格保证制造和安装的质量，产品结构设计应科学合理。 主要解决的问题1)各零、部件参数确实定；2)各执行元件、能源装置、控制元件、密封件的选择和设计；3)总体系统的估算和校核。设计理论、方法及技术路线1)运用液压传动系统理论对系统进行设计；2)通过所设定的条件及各种强度规定对系统进行校核估算；3)通过的公称流量和公称压力，实现系统的油路循环和润滑作用，从而满足系统功能的角度对系统进行设计。图21 稀油润滑液压系统原理图Fig.2-1 Dilute oil lubrication system hydraulic diagram