潤滑油在機(jī)械運(yùn)行中的重要作用

郭孔哲

摘 要：汽輪機(jī)是一種設(shè)計精確的機(jī)械設(shè)計，并且選用優(yōu)良的材料來構(gòu)成，它的工況良好與否及使用壽命長短的主要因素之一是適合的潤滑，潤滑油在輪機(jī)的工作中起著重要的作用。該文主要通過輪機(jī)的工作原理以及機(jī)械規(guī)范的要求，來解決潤滑在實際的機(jī)械運(yùn)行中所遇到的困難。

關(guān)鍵詞：輪機(jī) 潤滑油 摩擦力 黏度

中圖分類號：TK407.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（b）-0079-02

該文主要通過輪機(jī)的工作原理以及機(jī)械規(guī)范的要求，來解決潤滑在實際機(jī)械運(yùn)行中所遇到的困難。潤滑油在機(jī)械運(yùn)行中的作用主要有以下3點。

（1）減少在各種接觸表面，如軸承、減速齒輪及輪軸節(jié)等的摩擦損失而增加效率。

（2）協(xié)助移除在上述各種表面因摩擦而產(chǎn)生的熱量。

（3）在大型機(jī)械中潤滑油的作用，如一種具有壓力的流體，使調(diào)速器及停止閥等工作。

當(dāng)一個物體在另外一個物體上滑動的時候，即對運(yùn)動發(fā)生一種阻力，這種阻力叫摩擦力。若表面粗糙則阻力也大，即或表面會精細(xì)加工或磨光，這種阻力也不可能完全消減，因為在顯微鏡下去看，它的表面仍有一些粗糙。在這固體粗糙表面之間，若用流體如潤滑油的膜把它們分開，則可使摩擦大為減少。具有油膜在中間的表面移動所需克服的阻力。油所形成的膜，趨向于使金屬表面的濕潤并黏著在表面。油很容易變形且阻力極小，因此軸承或其他運(yùn)動表面常用油膜將它們分開，因此使得運(yùn)動部分的磨耗減低，并使消耗于摩擦的工作減少，結(jié)果得到一個高效率的軸承。實際上軸承和油膜的間隙大小，約每25 cm軸頭直徑為0.025～0.050 cm。當(dāng)軸靜止時，軸頭與軸承的金屬面互相接觸。一啟動時油即供給入內(nèi)，軸頭在與轉(zhuǎn)動相反的方向有向軸承臂上方移動的趨勢，當(dāng)速率漸漸增加，軸頭落回原處，最后到全速率時，軸頭所攜帶的油膜充滿全部摩擦表面。

油膜形成的油楔，具有足夠的壓力使軸頭浮起，輸機(jī)軸頭的速率很高（常為3 600 r/min或以上）。而每單位軸承的壓力低，軸承壓力是由每個軸承的總負(fù)荷，除以投影的軸承面積而得。機(jī)軸的直徑大，能輸出動力，在小的間隙中保持軸的偏轉(zhuǎn)很小是必須的。在高速率及低負(fù)荷壓力的情況下，油楔的形成很容易，如僅對軸承的本身來講，軸承的潤滑問題并不太困難。

機(jī)械運(yùn)動本身所產(chǎn)生的任何端向推力，如果不用平衡活塞，則用推力軸承來承受，由于墊子的傾斜或固定部分的斜面形成有效的油楔，這油楔可以支持重的負(fù)荷，這些軸承即用于推力大的地方。其他輕負(fù)荷所用的推力軸承式樣，有簡單的推環(huán)及銅珠推力軸承。

在正常的軸承設(shè)計中，軸承內(nèi)刻有油槽，使?jié)櫥脱剌S頭長度分配，這些油槽延伸到距軸承端部約13 cm處，油槽刻成圓的邊與轉(zhuǎn)動的方向同向，不致使油刮出。最重要的一點是油槽絕不能在油楔的高壓面積內(nèi)，而在低壓面積內(nèi)與軸相平行。油供給到軸承中是在不受壓力的一點，通常是由油槽來分配。一種大型機(jī)械用的標(biāo)準(zhǔn)式樣的軸承分上下兩半部，兩半部裝配好的軸承及軸承截面圓也在圓上示出。油由下方向上流到低壓面積內(nèi)的分配油槽中，再經(jīng)過排泄口離開軸承及軸承架。

軸承由于摩擦而生熱，另外轉(zhuǎn)動部高溫部分的熱經(jīng)過軸而流動，也增加了軸承的溫度。要使大型高速的軸承在運(yùn)動中不致過熱，必須用冷的及多量的油。油量的增多，可以限制油溫的升高，在大型機(jī)械中所給潤滑油的溫度為43 ℃～49 ℃，若有足量的油在循環(huán)，則油溫的升高為11 ℃～17 ℃。這升高溫度的熱用油冷卻器來移除，也同時經(jīng)由軸承架輻射散失一部分，但在大的軸承中，這種輻射散失的熱量與全部產(chǎn)生的熱量來比較，是極其微小而可略去不計。

機(jī)械運(yùn)行如經(jīng)過減速齒輪裝置以帶動發(fā)電機(jī)，則齒輪與機(jī)械的潤滑油系統(tǒng)通常是一整體，在這種情形下，油尚負(fù)有潤滑齒輪的責(zé)任。大型機(jī)械的速率、回壓力及抽氣閥的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，常用流體來操作，即利用油的壓力作用到一活塞上，活塞經(jīng)過活塞桿，來開啟或者關(guān)閉蒸汽進(jìn)氣閥等，這種方法的應(yīng)用，乃因蒸汽閥笨重，調(diào)速器不能夠直接在所需要的時候發(fā)生大而足夠的力量并使氣閥工作。用油來工作時，調(diào)速器控制一個閥門，這個閥門再調(diào)整往工作活塞（或動力活塞）中去的油的流量，油即由機(jī)械和潤滑系統(tǒng)中所供給，所以潤滑系統(tǒng)中需要一個往調(diào)速器的供給油管及回油管路。

在有些機(jī)械運(yùn)行中，潤滑油用在緊急超速跳動機(jī)構(gòu)中，以關(guān)閉主蒸汽管路閥，油也用作一種流體，以作用往大型機(jī)械的蒸汽管路上的主停止閥或者節(jié)氣閥，冷卻的發(fā)電機(jī)中，潤滑油中也作密封用。

潤滑油是礦物油，并不與動物油或植物油混合，這種油可由石油中提煉出來，有些機(jī)械潤滑油用普通的蒸餾方法，并加酸處理，以除去其中不需要的化合物，然后經(jīng)過濾清，并使與水分分離，潤滑油品質(zhì)的好壞，視石油的品質(zhì)及精煉的方法與經(jīng)驗而定，現(xiàn)在用其他的溶劑代替加酸處理的方法也通用，溶劑的使用視石油的特性根據(jù)技術(shù)上來決定，有時尚需用一種以上的溶劑。機(jī)械潤滑油通常尚加有防止劑及外加劑，改進(jìn)黏度指數(shù)及其他有利之點等。這種外加劑當(dāng)機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)時方與潤滑劑混合。在這些小型帶動機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行中，常用黃油作潤滑劑。

潤滑劑的用途如此之廣，故有各種的試驗規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)，以確定它的各種性質(zhì)，有些試驗及分析是對新的油而言，有些是對用過的油而言，還有許多項目對新的和用過的油都適用。潤滑油在使用時，由于物理及化學(xué)性質(zhì)的改變，有變成廢物的可能，因之選擇潤滑油時的主要問題，即希望使用油時有利于環(huán)保。

潤滑油在使用后，混雜有水、溶解的不潔物及沉積物，即油渣等。油渣的形成，乃因為油在長時間的使用中由于氧化、外界物質(zhì)及乳化等的結(jié)果。油渣可以是一種比較干的沉積物，如氧化的碳?xì)浠衔?，或者是一種黏狀的物質(zhì)，包括氧化的碳?xì)浠衔铩㈦s質(zhì)、乳化物及一些好的油。油質(zhì)量變差的產(chǎn)物，可以用不同的方法除去，視這些產(chǎn)物是溶解物還是不溶解的游離渣而定。

潤滑油的保養(yǎng)方法有很多種，視機(jī)械的式樣及工作情況而定。不論在什么時候應(yīng)選用優(yōu)良的品質(zhì)，具有抗氧化作用，且能保證不易生銹的油是最需要的一種。同時潤滑油也必須很容易與水分離。減乳化度的標(biāo)準(zhǔn)試驗對機(jī)械在使用時的情形并不太可靠，這是因為油的氧化特性在工作時防止了油與水的分離。除了這些性質(zhì)以外，潤滑油的選擇要以黏度為基礎(chǔ)，不同式樣的機(jī)械需要某種不同黏度的油。

詳細(xì)檢查潤滑系統(tǒng)的工作情況及潤滑油的適當(dāng)處理是延長油的工作壽命與保持良好潤滑的有效方法。普通機(jī)械的使用與維護(hù)就顯得非常重要。啟動一部新的機(jī)械潤滑系統(tǒng)應(yīng)注意，在機(jī)械開始連續(xù)工作以前，先需確定潤滑系統(tǒng)是否絕對清潔，啟動按照要求的規(guī)定進(jìn)行。檢查并用壓縮空氣清潔所有的油管及水管，檢查油管及水管的接頭是否松脫，并使用全壓力進(jìn)行水試驗。

參考文獻(xiàn)

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