机械设计基础课件第12章

12.1 常用润滑剂及选择
• 12.1.1 润滑油及其选择
3.选用润滑油的原则 选用润滑油主要是确定油品的种类和牌号（运动粘度）。一般根据机 械设备的工作条件、载荷和速度，先确定合适的粘度范围，再选择适当 的润滑油品种。选择的原则是： 选择粘度高的润滑油： （1）高温重载、低速场合； （2）机器工作中有冲击、振动、运转不平稳，并经常启动、停车、反 转、变载变速的场合； （3）轴与轴承间的间隙较大，加工表面粗糙的场合。 在高速、轻载、低温、采用压力循环润滑、滴油润滑等情况下，可选 用粘度低的润滑油。
12.1 常用润滑剂及选择
• 12.1.2 润滑剂及其选择
3.润滑脂的特点和选用原则 （1）润滑脂的特点 润滑脂和润滑油都是优良的润滑材料，但因两者性能不同，各有特 点，使用时不能完全相互代替。与润滑油相比，润滑脂具有： ①粘度随温度变化小，因此使用温度范围较润滑油广； ②粘附能力强，油膜强度高，且有耐高压和极压性，故承载能力较 大，在高温、极压、低速、冲击、振动、间歇运转、变换转向等苛刻 条件下耐用； ③粘性大，不易流失、容易密封，密封装置和使用维护都较简单； ④使用寿命长，消耗量少； ⑤因其流动性和散热能力差，摩擦阻力大，启动力矩较大，故不宜 用于高速高温场合； ⑥不能带走摩擦表面的污物，脂中污物不易除去。
12.1 常用润滑剂及选择
• 12.1.2 润滑剂及其选择
（4）氧化安定性 氧化安定性是指在储存和使用中抵抗氧化的能力。 （5）机械安定性 机械安定性是指在机械工作条件下抵抗稠度变化的能力。机械安定性 差，易造成润滑脂的稠度下降。 （6）蒸发损失 蒸发损失是指在规定条件下，其损失量所占总量的百分数。它是影响 润滑脂使用寿命的一项重要因素。 （7）抗水性 抗水性是指在水中不溶解、不从周围介质中吸收水分和不被水洗掉等 的能力。 （8）相似粘度 相似粘度是指其非牛顿流体流动时的剪应力与剪速之比值。转速高时 其粘度低，反之则粘度较大。
12.1 常用润滑剂及选择
• 12.1.1 润滑油及其选择
第四类是齿轮油。它又分工业齿轮油与汽车、拖拉机转动齿轮油。工 业齿轮油主要用于各类工业机械，如旋转炉、轧钢机等齿轮传动机构。 汽车、拖拉机齿轮油用于它们的变速箱、减速箱等部件和高级轿车、越 野汽车的双曲线齿轮传动装置。对这类润滑油的主要质量要求是润滑性 和抗磨性，同时为了保证汽车、拖拉机在低温下起动，还应有较低的凝 固点。 第五类是液压油，主要用作各类液压机械的传动介质，如汽车的变速 机构，矿山机械等都需要用液压油。 第六类是电器用油，包括变压器油、电缆油等。主要用于备种电工设 备。对这类油并不要求润滑性能，但要求电气性能。由于这类油的原料 和生产工艺和其它各类润滑油相似，所以通常把它们包括在润滑油这个 类别中。
第12章 机械装置的润滑与密封
教学重点、难点
本章主要对润滑和密封作简要的介绍，使学生了解润滑 的作用和润滑剂的主要性能指标，了解密封的作用及密封 装置。
12.1 常用润滑剂及选择
• 12.1.1 润滑油及其选择
1.润滑油的种类 机械种类很多，要求润滑油的品种也是很多的。最常用的、有代表 性的润滑油有： 第一类是汽油机油和柴油机油。汽油机油用于各种汽油汽车、汽油 发动机；柴油机油用于柴油汽车、拖拉机、柴油机车等。这类润滑油 的主要作用是润滑与冷却。 第二类是机械油(包括高速机械油)。机械油和重型机械用油，主要 用于纺织、缝纫机及备种车床等，它的主要功能也是起润滑作用。 第三类是压缩机油、汽轮机油、冷冻机油和汽缸油。它们分别用于 压缩机、汽轮机、冷冻机，而汽缸油用于蒸汽机车的和直接与蒸汽接 触的汽缸内。它的主要功能是起密封作用。来自12.1 常用润滑剂及选择
• 12.1.1 润滑油及其选择
（2）粘度指数 粘度指数是衡量润滑油粘度随温度变化大小的指标。温度是影响 油粘度的主要因素。温度升高，粘度会明显降低。粘度指数越大，油 粘度受温度变化的影响越小，油品的粘温性能越好。 （3）油性 油性是指润滑油湿润或吸附于干摩擦表面的性能。油性越好，吸 附能力越强，越有利于减少摩擦、磨损，防止产生胶合。 （4）极压性能 极压性能是指润滑油中的活性分子与摩擦表面形成抗磨、耐高压 化学反应膜的能力。重载机械设备，如大功率齿轮传动、蜗杆传动等， 要采用极压性能好的润滑油。
12.1 常用润滑剂及选择
• 12.1.1 润滑油及其选择
2.润滑油的主要性能指标 （1）粘度 （2）粘度指数 （3）油性 （4）极压性能 （5）闪点 （6）凝点和倾点
12.1 常用润滑剂及选择
• 12.1.1 润滑油及其选择
（1）粘度 粘度是润滑油抵抗剪切变形的能力，粘度的大小表示液体流动时其内摩擦阻 力的大小，粘度越大，液体的流动性越差。粘度是润滑油最重要的性能指标， 是选用润滑油的主要依据。 粘度可用动力粘度、运动粘度、条件粘度等表示。 ①动力粘度 长、宽、高各为1 m的液体，其上下表面产生相对速度为1 m/s的 相对运动，所需的切向力为1 N时，称该液体的动力粘度为1 Pa· s（=1 N· 2）。 s/m ②运动粘度 液体的动力粘度与其同温度下的密度ρ的比值称为该液体的运动 粘度。 一般润滑油的牌号就是该润滑油在400 ℃时运动粘度（以mm2/s为单位）的平 均值。 ③条件粘度 在规定的温度下从恩氏粘度计流出200 ml样品所需时间与同体积 蒸馏水在200 ℃时流出所需时间的比值称为该液体的条件粘度，用ηE表示，单位 为°Et。国际上许多国家采用条件粘度。
12.1 常用润滑剂及选择
• 12.1.3 固体润滑剂和气体润滑剂
1.固体润滑剂 摩擦面间的固体润滑剂呈粉末或薄膜状态，以达到降低摩擦、减少磨 损的目的。常用的固体润滑剂有二硫化钼、二硫化钨、石墨、氮化硼、 高分子材料（如聚四氟乙烯、尼龙、聚酞胺等）、软金属（如银、锢、 锡等）及金属的氧化物、氟化物等。 固体润滑剂具有附着力强、化学稳定性和耐热性好、承载能力高等特 点，可用于极高载荷、极低速度等某些特殊工况和环境。 固体润滑剂还可用作添加剂改善润滑油、润滑脂的性能。 2.气体润滑剂 空气、氢气、氦气、水蒸气及液态金属蒸汽都可作为气体润滑剂，常 用空气作为其他润滑剂，其价廉、无污染，适用于高速、高温、低温的 场合。
12.2 常用润滑方式及装置
• 12.2.1 润滑方式和润滑装置的基本要求
润滑方式和装置根据不同的分类依据分为不同的类型。根据配置 的位置可分为分散润滑和集中润滑。根据作用的时间可分为间歇润 滑和连续润滑。根据给油的方法可分为无压润滑和压力润滑。根据 油的循环性质又可分为不循环的、循环的和混合式三种。各种润滑 方式和润滑装置都应满足： ①能够按规定要求的时间和油量准确地向润滑点供油； ②节约用油，合理用油，使油料受污染程度达到最小； ③结构简单，尽可能系列化、标准化，使用和维修简便，价格低 廉； ④工作可靠性高，对重要场合应有报警及工况监测装置。
12.2 常用润滑方式及装置
• 12.2.2 油润滑方式和润滑装置
1.人工给油润滑装置 这种装置是最简单的润滑装置， 只要在需要润滑的部位作出加油 孔，操作人员即可用油壶、油枪 进行加油，也可在油孔处装设油 杯，如图12-1（a）所示旋套式 注油杯、如图12-1（b）所示压 配式注油杯等。油杯除能储存一 定的油量外，还可防止污物进入。 但这种润滑方式供油不连续、不 均匀，一般只适用于低速、轻载 的简易小型机械。
12.1 常用润滑剂及选择
• 12.1.2 润滑剂及其选择
④重视加注润滑脂过程的管理 在领取和加注润滑脂前，要严格注意容器和工具的清洁，设备上的供 脂口应事先擦拭干净，严防机械杂质、尘埃和砂粒的混入。 ⑤注意季节用脂的及时更换 如设备所处环境的冬季和夏李和温差变化较大，如果夏季用了冬季的 脂或者相反，结果都将适得其反。 ⑥注意定期加换润滑脂 润滑脂的加换时间应根据具体使用情况而定，既要保证可靠的润滑又 不至于引起脂的浪费。 ⑦不要用木制或纸制容器包装润滑脂 防止失油变硬、混入水分或被污染变质，并且应存放于阴凉干燥的地 方。
12.1 常用润滑剂及选择
• 12.1.2 润滑剂及其选择
（2）润滑脂的选用原则 选择润滑脂时要综合考虑使用条件和润滑脂的性能，确定合适的润滑脂品种 和牌号。选择润滑脂最重要的是确定适当的稠度。选择润滑脂的原则为： ①润滑脂的稠度应根据使用条件和润滑方法来确定。对于滚动轴承，若dn> 75 000 mm· r/min时，一般使用3号脂为宜；dn<75 000 mm· r/min时，用1号或2号 脂；寒冬时，用0号脂。若集中润滑时，可用1号脂。 ②机器在高温、高速、重载下工作时，应选择抗氧化性好、蒸发损失小、滴 点高的润滑脂。 ③转速高时，一般选用针入度较大的润滑脂。 ④对于重载荷（单位面积压力大于4.9×103 MPa )，或有严重冲击振动时， 选用针入度较小的润滑脂，以提高油膜的承载能力。若载荷特别高，要加极压 添加剂；对于中（2.9×103~ 4.9×103 MPa）和低（2.9×103 MPa以下）载荷， 一般选2号脂。 ⑤对潮湿和有水环境，选用抗水性好的润滑脂。
12.1 常用润滑剂及选择
• 12.1.2 润滑剂及其选择
（3）润滑脂的正确使用 ①所加注的润滑量要适当 加脂量过大，会使摩擦力矩增大，温度升高，耗脂量增大；而加脂量过少， 则不能获得可靠润滑而发生干摩擦。一般来讲，适宜的加脂量为轴承内总空 隙体积的1/3~1/2。但根据具情况，有时则应在轴承边缘涂脂而实行空腔润滑。 ②注意防止不同种类、牌号及新旧润滑脂的混用 避免装脂容器和工具的交叉使用，否则，将对脂产生滴点下降，锥入度增 大和机械安定性下降等不良影响。 ③重视更换新脂工作 由于润脂品种、质量都在不断地改进和变化，老设备改用新润滑脂时，应 先经试验，试用后方可正式使用；在更换新脂时，应先清除废润滑脂，将部 件清洗干净。在补加润滑脂时，应将废润脂挤出，在排脂口见到新润滑脂时 为止。
12.1 常用润滑剂及选择
• 12.1.1 润滑油及其选择
（5）闪点 润滑油在规定条件下加热，油蒸气和空气的混合气与火焰接触发生瞬 间闪火时的最低温度称为闪点。这是一项使用安全指标。一般要求润滑 油闪点高于工作温度20 ℃ ~30℃。润滑油的闪点范围为120 ℃ ~340 ℃ 。 （6）凝点和倾点 润滑油在规定条件下冷却，失去流动性的最高温度称为凝点。它反映 油品可用的最低温度。一般说来，润滑油的凝点应比工作环境的最低温 度低5 ℃ ~7 ℃ 。 国外常采用倾点来表示油品的凝固温度。倾点为油品在给定条件下丧 失流动性的温度以上3 ℃ （5 ℃ ）的温度。我国也已采用这一指标。