机械装置的润滑与密封精选文档.ppt

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1、机械装置的润滑与密封本讲稿第一页，共三十八页引 言 摩擦摩擦现象是自然界中普遍存在的物理现象。摩擦会使现象是自然界中普遍存在的物理现象。摩擦会使机器效率降低，温度升高，表面磨损。过大磨损会使机器机器效率降低，温度升高，表面磨损。过大磨损会使机器丧失精度，产生振动和噪音，缩短寿命。丧失精度，产生振动和噪音，缩短寿命。世界上使用的能源大约有世界上使用的能源大约有1/3-1/2 1/3-1/2 消耗于摩擦。消耗于摩擦。如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能节省能源源。润滑的主要作用：润滑的主要作用：1.1.减少摩擦，降低磨损；减少摩擦，降低磨损；2.2

2、.降温冷却降温冷却3.3.防止腐蚀；防止腐蚀；4.4.减振作用；减振作用；密封的主要作用：密封的主要作用：1.1.阻止液体、气体工作介质以及润滑剂泄漏阻止液体、气体工作介质以及润滑剂泄漏2.2.防止灰尘、水分进入润滑部位。防止灰尘、水分进入润滑部位。本讲稿第二页，共三十八页分类分类液体润滑剂液体润滑剂-润滑油润滑油半固体润滑剂半固体润滑剂-润滑脂润滑脂固体润滑剂固体润滑剂一、润滑油一、润滑油气体润滑剂气体润滑剂-空气空气5-1 5-1 常用润滑剂及选择常用润滑剂及选择1.1.粘度粘度-重要指标，选择润滑油的主要依据。粘度表征重要指标，选择润滑油的主要依据。粘度表征液体流动的内摩擦特性。粘度值越

3、高，油越稠。液体流动的内摩擦特性。粘度值越高，油越稠。（一）润滑油的性能指标（一）润滑油的性能指标本讲稿第三页，共三十八页A A A A、B B两板之间充满了液体，两板之间充满了液体，B B板板静止，静止，A A板水平移动速度为板水平移动速度为v v。由于。由于液体与金属表面的吸附作用，液体与金属表面的吸附作用，A A板表板表面的液体速度为面的液体速度为v v，而，而B B板表面的液板表面的液体速度为体速度为0 0。两板之间的速度呈线性。两板之间的速度呈线性分布。分布。液体层与层之间摩擦切应力：液体层与层之间摩擦切应力：=dududydy-流体中任意点处的切应力与该处的速度梯度成正比。流体中任

4、意点处的切应力与该处的速度梯度成正比。-液体的动力粘度，简称粘度。液体的动力粘度，简称粘度。单位：单位：N N s/m s/m2 2 (Pa(Pa s)s)称为泊称为泊 。实验结果：实验结果：o ox xy yy ydydyduduB B1)1)动力粘度动力粘度-牛顿液体流动定律牛顿液体流动定律 本讲稿第四页，共三十八页工程中工程中常用常用运动粘度：运动粘度：=单位单位m m2 2/s /s 称为斯称为斯StSt2)2)运动粘度运动粘度 表表4-1常用常用润滑油的主要性质常用常用润滑油的主要性质名名称称全损耗全损耗系统用油系统用油GB443-89汽轮机油汽轮机油GB11120-89代代号号40

5、的粘度的粘度mm2/sL-AN76.127.48-10110凝点凝点C闪点闪点(开式开式)C用于高速底负荷机械、用于高速底负荷机械、精密机床、纺织纱锭的精密机床、纺织纱锭的润滑和冷却。润滑和冷却。普通机床的液压油。普通机床的液压油。用于一般滑动轴承、用于一般滑动轴承、齿轮、蜗轮的润滑齿轮、蜗轮的润滑用于重型机床导轨、用于重型机床导轨、矿山机械的润滑。矿山机械的润滑。用于汽轮机、发电机等用于汽轮机、发电机等高速高负荷轴承和各种高速高负荷轴承和各种小型液体润滑轴承小型液体润滑轴承L-AN100901100210L-AN109.011.0-10125L-AN513.516.5-10165L-AN32

6、28.832.2-10170L-AN4641.450.6-10180L-AN6861.274.8-10190L-TSA3228.835.2-7180L-TSA4641.450.6主要用途主要用途本讲稿第五页，共三十八页3)3)相对粘度相对粘度 指在一定条件下，利用某种规格的粘度计，通过测定润指在一定条件下，利用某种规格的粘度计，通过测定润滑油穿过规定孔道的时间来进行度量的粘度。滑油穿过规定孔道的时间来进行度量的粘度。常用的有：常用的有：恩氏粘度（恩氏粘度（E Et t）-中国惯用中国惯用 赛氏通用秒（赛氏通用秒（SUSSUS）-美国惯用美国惯用 雷氏秒雷氏秒-英国惯用英国惯用 运动粘度与相对粘

7、度之间的换算关系：运动粘度与相对粘度之间的换算关系：润滑油的牌号与运动粘度有一定的对应关系润滑油的牌号与运动粘度有一定的对应关系，如：牌，如：牌号为号为L-AN10L-AN10的油在的油在4040时的运动粘度大约为时的运动粘度大约为10cSt10cSt。润滑油的粘度越大，形成的油膜越厚，承载能力越大，润滑油的粘度越大，形成的油膜越厚，承载能力越大，内部阻力越大，流动性越差内部阻力越大，流动性越差。本讲稿第六页，共三十八页2.2.粘粘-温特性温特性 温度温度 t t 粘度指数越大，表面粘度随温度的变化越小，粘粘度指数越大，表面粘度随温度的变化越小，粘-温特性越好。温特性越好。3.3.凝点凝点 润

8、滑油在规定的条件下，不再自由流动时所达到润滑油在规定的条件下，不再自由流动时所达到的最高温度。它是润滑油在低温下工作的一个重要指的最高温度。它是润滑油在低温下工作的一个重要指标，直接影响到机器在低温下的启动性能和磨损情况。标，直接影响到机器在低温下的启动性能和磨损情况。本讲稿第七页，共三十八页4.4.闪点闪点 润滑油在标准容器中加热所蒸发的油气，遇火焰即能发润滑油在标准容器中加热所蒸发的油气，遇火焰即能发出闪光时的最低温度。是衡量油易燃性的指标。对于在高温出闪光时的最低温度。是衡量油易燃性的指标。对于在高温下工作的机器，这是一个重要参数。下工作的机器，这是一个重要参数。一般要求工作温度比一般要

9、求工作温度比油的闪点低油的闪点低30-40 30-40。矿物油来源充足、成本低廉、稳定性好、因而应矿物油来源充足、成本低廉、稳定性好、因而应用最广。用最广。种类：种类：有机油有机油-动、植物油动、植物油矿物油矿物油-石油产品，石油产品，化学合成油化学合成油 （二）常用润滑油（二）常用润滑油本讲稿第八页，共三十八页二、润滑脂二、润滑脂 （一）组成：（一）组成：润滑油与各种稠化剂（钙、钠、铝、锂等金属皂）润滑油与各种稠化剂（钙、钠、铝、锂等金属皂）混合稠化而成，习惯上称混合稠化而成，习惯上称黄油黄油。优点：密封简单、不需要经常添加、不易流失；对速度优点：密封简单、不需要经常添加、不易流失；对速度和

10、温度不敏感，适用范围广。和温度不敏感，适用范围广。选用原则：选用原则：1)1)载荷大、温度高的轴承，宜选用粘度大的油；载荷大、温度高的轴承，宜选用粘度大的油；2)2)载荷小、转速高的轴承，宜选用粘度小的油；载荷小、转速高的轴承，宜选用粘度小的油；本讲稿第九页，共三十八页缺点：摩擦损耗较大、机械效率低，不适宜缺点：摩擦损耗较大、机械效率低，不适宜高速场合。高速场合。（二）润滑脂的主要质量指标（二）润滑脂的主要质量指标 1 1、滴点、滴点 指润滑脂受热后从标准的测量杯孔中开始滴下第一指润滑脂受热后从标准的测量杯孔中开始滴下第一滴油时的温度。它是润滑脂在高温时的工作极限。选择滴油时的温度。它是润滑脂

11、在高温时的工作极限。选择润滑脂时应使其最高工作温度低于滴点润滑脂时应使其最高工作温度低于滴点552020。本讲稿第十页，共三十八页 锥入度用来表示润滑脂粘稠软硬的程度。锥入度越小，锥入度用来表示润滑脂粘稠软硬的程度。锥入度越小，润滑脂越稠，承载能力越强，越不易进入并充满润滑空间；润滑脂越稠，承载能力越强，越不易进入并充满润滑空间；锥入度越大，流动性越好，过大则易泄漏。锥入度越大，流动性越好，过大则易泄漏。与润滑油相比，润滑脂稠度大，不易流失，密封简单，与润滑油相比，润滑脂稠度大，不易流失，密封简单，不需经常添加，承载能力较强，不需经常添加，承载能力较强，但物理、化学性能没有润滑油稳定，且摩擦损

12、耗大，流但物理、化学性能没有润滑油稳定，且摩擦损耗大，流动性和散热性差，更换润滑脂时需停机后拆开机器。根据上动性和散热性差，更换润滑脂时需停机后拆开机器。根据上述特性，润滑脂常用在加、换油不方便的地方；使用要求不述特性，润滑脂常用在加、换油不方便的地方；使用要求不高或灰尘较多的场合；速度低、载荷大或做间歇、摇摆运动高或灰尘较多的场合；速度低、载荷大或做间歇、摇摆运动的机械等。的机械等。2 2、锥入度、锥入度本讲稿第十一页，共三十八页钠基润滑脂钠基润滑脂锂基润滑脂锂基润滑脂铝基润滑脂铝基润滑脂钙基润滑脂钙基润滑脂 分类分类 -工程上应用最广工程上应用最广 （三）常用润滑脂（三）常用润滑脂本讲稿第

13、十二页，共三十八页三、固体润滑剂三、固体润滑剂 用固体粉末代替润滑油膜的润滑，称为固体润滑。用固体粉末代替润滑油膜的润滑，称为固体润滑。最常见的固体润滑剂有石墨、二硫化钼、二硫化钨、最常见的固体润滑剂有石墨、二硫化钼、二硫化钨、聚四氟乙烯等。聚四氟乙烯等。固体润滑剂耐高温、高压，因此适用于速度低、固体润滑剂耐高温、高压，因此适用于速度低、载荷特重或温度很高、很低的特殊条件下及不允许有载荷特重或温度很高、很低的特殊条件下及不允许有油、脂污染的场合。油、脂污染的场合。本讲稿第十三页，共三十八页5-2 5-2 常用润滑方式及装置常用润滑方式及装置一、油润滑方式及装置一、油润滑方式及装置（一）间歇供油

14、（一）间歇供油潘存云教授研制压注式油杯压注式油杯潘存云教授研制旋盖式油杯旋盖式油杯 脂用本讲稿第十四页，共三十八页单体供油装置单体供油装置 油壶，油杯，油枪油壶，油杯，油枪本讲稿第十五页，共三十八页本讲稿第十六页，共三十八页潘存云教授研制潘存云教授研制针阀式针阀式油杯油杯弹簧盖油杯弹簧盖油杯（二）连续供油（二）连续供油1.1.滴油润滑滴油润滑2.2.芯捻润滑芯捻润滑本讲稿第十七页，共三十八页3.3.油环润滑油环润滑 本讲稿第十八页，共三十八页甩油环甩油环6.6.压力润滑压力润滑 油泵油泵冷冷却却器器滴油润滑滴油润滑 4.4.浸油润滑浸油润滑 5.5.飞溅润滑飞溅润滑 本讲稿第十九页，共三十八页

15、二、脂润滑方式及装置二、脂润滑方式及装置1.1.手工润滑手工润滑2.2.油杯润滑油杯润滑3.3.集中润滑集中润滑 润滑脂流动性、冷却效果较差，多用于低中速机械的润滑脂流动性、冷却效果较差，多用于低中速机械的润滑。润滑。本讲稿第二十页，共三十八页集中供油装置集中供油装置 a)a)简单的少数点位集中供油简单的少数点位集中供油 b)b)设备中心、车间及工厂级集中供油设备中心、车间及工厂级集中供油 泵站泵站+(+(稳压稳压+冷却冷却)+)+过滤过滤+分配器分配器+工位润滑工位润滑手动润滑泵手动润滑泵电动润滑泵电动润滑泵本讲稿第二十一页，共三十八页5-3 5-3 常用传动装置的润滑常用传动装置的润滑一、

16、滑动轴承的润滑一、滑动轴承的润滑 大部分可以用油润滑，见表大部分可以用油润滑，见表5-35-3选取选取 对于要求不高，速度对于要求不高，速度v v小于小于5m/s5m/s，难以经常供油的，难以经常供油的非液体摩擦滑动轴承，可用脂润滑。见表非液体摩擦滑动轴承，可用脂润滑。见表5-45-4选取。选取。本讲稿第二十二页，共三十八页 滚动轴承的润滑剂可以是润滑脂、润滑油或固体润滑滚动轴承的润滑剂可以是润滑脂、润滑油或固体润滑剂。一般情况下，轴承采用脂润滑，但在轴承附近已经具剂。一般情况下，轴承采用脂润滑，但在轴承附近已经具有润滑油源时（如变速箱内本来就有润滑齿轮的油），也有润滑油源时（如变速箱内本来就

17、有润滑齿轮的油），也可采用润滑油润滑。具体选择可按速度因数可采用润滑油润滑。具体选择可按速度因数 dn dn值来定。值来定。d d代表轴承内径（代表轴承内径（mmmm）；）；n n代表轴承转速（代表轴承转速（r/minr/min），），dndn值间值间接地反映了轴颈的圆周速度，当接地反映了轴颈的圆周速度，当dndn(1.5-2)105(1.5-2)105 mmmmr/minr/min时，一般滚动轴承可采用润滑脂润滑，超时，一般滚动轴承可采用润滑脂润滑，超过这一范围宜用润滑油润滑。过这一范围宜用润滑油润滑。二滚动轴承的润滑二滚动轴承的润滑本讲稿第二十三页，共三十八页 脂润滑因润滑脂不易流失，故便

18、于密封和维护，且一次脂润滑因润滑脂不易流失，故便于密封和维护，且一次充填润滑脂可运转较长时间。油润滑的优点是比脂润滑摩充填润滑脂可运转较长时间。油润滑的优点是比脂润滑摩擦阻力小，并能散热，主要用于高速或工作温度较高的轴擦阻力小，并能散热，主要用于高速或工作温度较高的轴承（承（1/3-1/21/3-1/2）。）。润滑油的粘度可按轴承的速度因数润滑油的粘度可按轴承的速度因数dndn和工作温度和工作温度t t来确定。油量不宜过多，如果采用浸油润滑则油面高来确定。油量不宜过多，如果采用浸油润滑则油面高度不超过最低滚动体的中心，以免产生过大的搅油损度不超过最低滚动体的中心，以免产生过大的搅油损耗和热量。

19、高速轴承通常采用滴油或喷雾方法润滑。耗和热量。高速轴承通常采用滴油或喷雾方法润滑。本讲稿第二十四页，共三十八页油池润滑油池润滑采用惰轮的油池润滑采用惰轮的油池润滑喷油润滑喷油润滑三、齿轮传动的润滑和效率三、齿轮传动的润滑和效率 开式齿轮常用人工定期润滑。可用润滑油或润滑脂。开式齿轮常用人工定期润滑。可用润滑油或润滑脂。闭式齿轮传动的润滑方式由圆周速度闭式齿轮传动的润滑方式由圆周速度v v确定。确定。当当v 12 m/sv 12 m/s时，采用油池润滑。时，采用油池润滑。当当v 12 m/sv 12 m/s时，采用油泵喷油润滑。时，采用油泵喷油润滑。适用于多级齿轮，且适用于多级齿轮，且大小不等的

20、场合。大小不等的场合。本讲稿第二十五页，共三十八页表表13-6 13-6 齿轮传动润滑油粘度荐用值齿轮传动润滑油粘度荐用值塑料、铸塑料、铸铁、青铜铁、青铜齿轮材料齿轮材料 强度极限强度极限圆周速度圆周速度 v (m/s)v (m/s)运动粘度运动粘度 v/cStv/cSt（4040）渗碳或表渗碳或表面淬火钢面淬火钢钢钢350350512.5512.5 12.5 2512.5 2525252.552.5512.512.50.510.510.50.5220220505010010080805555450100045010001000125010001250125058012505805005003

21、50350220220505010010080805005005005003503502202205050100100900900500500500500350350220220505055558080100100理由：理由：1)v1)v过高，油被甩走，不能进入啮合区；过高，油被甩走，不能进入啮合区；2)2)搅油过于激烈，使油温升高，降低润滑性能；搅油过于激烈，使油温升高，降低润滑性能；3)3)搅起箱底沉淀的杂质，加剧轮齿的磨损。搅起箱底沉淀的杂质，加剧轮齿的磨损。本讲稿第二十六页，共三十八页5-4 5-4 机械装置的密封机械装置的密封 使用时，应根据压力、速度、工作温度等工作条使用时，应根据

22、压力、速度、工作温度等工作条 件，选择经济、合理的密封类型和结构。件，选择经济、合理的密封类型和结构。密封件大部分都有相应的标准和规格，应尽量选用标密封件大部分都有相应的标准和规格，应尽量选用标准件。准件。根据被密封表面是否有相对运动，密封分根据被密封表面是否有相对运动，密封分为静密封和为静密封和动密封动密封。密封的选择密封的选择本讲稿第二十七页，共三十八页静密封静密封 结合面平整、光洁，在螺栓紧结合面平整、光洁，在螺栓紧固固压力下贴紧而压力下贴紧而密封。密封。一般，结合面的间隙小于一般，结合面的间隙小于5 5m,m,且需研磨加工。且需研磨加工。一、静密封一、静密封本讲稿第二十八页，共三十八页

23、 密封方法可分三大类：接触式密封，非接触式密封和密封方法可分三大类：接触式密封，非接触式密封和组合式密封。它们的密封型式、适用范围和性能可查阅表。组合式密封。它们的密封型式、适用范围和性能可查阅表。二、动密封二、动密封 动密封又分为：动密封又分为：1 1）接触式密封：利用各种密封圈或毡圈密封，仅适用）接触式密封：利用各种密封圈或毡圈密封，仅适用于中、低速场合。于中、低速场合。2 2）非接触式密封：密封部位相互运动的结合面间不接触，）非接触式密封：密封部位相互运动的结合面间不接触，可适用于运动速度较高的场合，主要有沟槽密封、迷宫密封可适用于运动速度较高的场合，主要有沟槽密封、迷宫密封等。等。3

24、3）组合式密封：是将几种密封结构组合在一起使用，可）组合式密封：是将几种密封结构组合在一起使用，可发挥两者的优点，使密封更为有效和可靠。发挥两者的优点，使密封更为有效和可靠。本讲稿第二十九页，共三十八页 1 1、接触式密封、接触式密封 接接触触式式密密封封包包括括毡毡圈圈密密封封、橡橡胶胶密密封封等等。由由于于密密封封件件与与轴轴或或其其它它配配合合件件直直接接接接触触，工工作作时时产产生生摩摩擦擦磨磨损损并并使使温温度度升升高高，所所以适用于中、低速运转条件下轴承的密封。以适用于中、低速运转条件下轴承的密封。（1 1）毡圈密封）毡圈密封 图图5.125.12为为几几种种毡毡圈圈密密封封的的装

25、装置置图图，c c）图图为为使使用用双双毡毡圈圈密封，效果更好。密封，效果更好。a）b）c）图图5.12毡圈密封装置毡圈密封装置本讲稿第三十页，共三十八页（2 2）橡胶密封）橡胶密封图图5.135.13中中，a a）图图主主要要用用于于防防止止漏漏油油，而而且且随随着着油油压压的的增增大大，唇唇部部与与轴轴贴贴得得更更紧紧；b b）图图主主要要用用于于防防尘尘；c c）图图既既可可防防止止漏漏油油，又又可可防防止灰尘等侵入。止灰尘等侵入。a）b）c）图5.13橡胶密封本讲稿第三十一页，共三十八页 2 2、非接触式密封、非接触式密封 非非接接触触式式密密封封中中密密封封件件不不与与轴轴或或配配合

26、合件件直直接接接接触触，可可用用于高速运转轴承的密封。于高速运转轴承的密封。（1 1）间隙式密封（图间隙式密封（图5.145.14）图图5.14a5.14a为为缝缝隙隙式式间间隙隙，即即在在轴轴和和轴轴承承盖盖的的之之间间留留一一个个极极窄窄的的缝缝隙隙，径径向向间间隙隙通通常常为为0.10.3 0.10.3 mmmm，适适用用于于环环境境比比较较干干净净的的脂脂润润滑滑轴轴承承；若若在在轴轴承承盖盖上上车车出出环环形形沟沟槽槽(图图5.5b)5.5b)并并填填以以润润滑滑脂脂，可可提提高高密密封封效效果果，沟沟槽槽数数不不应应少少于于3 3；图图5.14c5.14c则则在在轴轴或或轴轴套套上

27、上开开有有“W W”形形槽槽，用用来来甩甩回回渗渗漏漏的的油油，并并在在端端盖盖上上开回油孔（槽），适用于油润滑，速度不限。开回油孔（槽），适用于油润滑，速度不限。本讲稿第三十二页，共三十八页a）b）c）图图5.14间隙式密封间隙式密封（2 2）迷宫式密封）迷宫式密封(图图5.5)5.5)。根根据据迷迷宫宫曲曲路路的的伸伸展展方方向向，迷迷宫宫的的布布置置可可以以是是径径向向的的(图图5.5a)5.5a)或轴向的或轴向的(图图5.5b)5.5b)。图。图5.5c5.5c中为组合迷宫式密封。中为组合迷宫式密封。本讲稿第三十三页，共三十八页a a）b b）c c）图图5.55.5迷宫式密封迷宫式密

28、封 迷宫式密封可用于油润滑和脂润滑的轴承中，防尘防漏油迷宫式密封可用于油润滑和脂润滑的轴承中，防尘防漏油效果较好，密封可靠，无摩擦损失，基本上不受圆周速度的限效果较好，密封可靠，无摩擦损失，基本上不受圆周速度的限制。但结构复杂，制造安装不便制。但结构复杂，制造安装不便本讲稿第三十四页，共三十八页（3 3）挡油环（板）式密封）挡油环（板）式密封 图图5.16a5.16a为为挡挡油油环环式式，用用于于脂脂密密封封，防防止止油油侵侵入入轴轴承承中中使使润润滑滑脂脂流流失失；图图5.16b5.16b为为挡挡油油板板式式，用用于于油油密密封封，既既可可阻阻止止轴轴承承中中油油的的泄泄出出，又又可可阻阻止止外外部部油油流流冲冲击击或或杂杂物物的的侵侵入入。挡挡油油盘盘（环环）随随轴轴一一起起转转动动，转速越高密封效果越好。转速越高密封效果越好。a）b）图图5.16挡油环（板）式密封挡油环（板）式密封本讲稿第三十五页，共三十八页 3 3、组合式密封、组合式密封 在在工工作作中中可可以以把把以以上上介介绍绍的的各各种种密密封封装装置置适适当当组组合合起起来来使用，会使密封效果更为有效和可靠，如图使用，会使密封效果更为有效和可靠，如图5.165.16所示。所示。a）b）c）图图5.17组合式密封组合式密封本讲稿第三十六页，共三十八页本讲稿第三十七页，共三十八页本讲稿第三十八页，共三十八页