1、设备知识培训 21、 润滑的作用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表面之间，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.减少磨损摩擦副的粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损以及腐蚀磨损等，都与润滑条件有关。在润滑剂中加入抗氧化和抗腐蚀添加剂，有利于抑制腐蚀磨损；而加入油性和极压抗磨添加剂，可以有效地减轻粘着磨损和表面疲劳磨损；流体润滑剂对摩擦副具有清洗作用，也可相轻磨粒磨损。3.
2、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，而边界摩擦的热量则介于两者之间。因此，润滑是减少摩擦热的有效措施。摩擦副温度的高低，除了与摩擦热的高低有关最好，半固体润滑剂的散热性则介于两者之间。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避免地要与周围介质接触，引起腐蚀、锈蚀而破坏。在摩擦副对偶表面上，若有含防腐、防锈添加剂的润滑剂覆盖时，就可避免或减少由腐
3、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.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表面附着的能力，且本身的剪切阻力小，所以在摩擦副对偶表面受到冲击载荷时，也都
4、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，缸中的油液则逆着活塞运方向，从活塞的一端流向另一端，通过液体摩擦将机械能吸收而达到稳定车体的目的。2、 润滑的分类润滑的分类可视研究对象和内容的不同而异。下面介绍几种常见的分类方法。1.根据润滑剂分类(1)气体润滑 以空气、氢气、氮气和蒸汽等气体作为润滑剂的润滑。(2)液体润滑 以润滑油、乳化液和水等液体作为润滑剂的润滑。(3)半固体润滑 以润滑脂等半固体材料作润滑剂的润滑。(4)固体润滑 以石墨和二硫化钼等固体作润滑剂的润滑。(5)油雾润滑 利用压缩空气或蒸汽，将油液雾化后作为
5、润滑剂的润滑。2.根据供给润滑剂的方法分类(1)分散或单独润滑 各润滑部位采用单独装置供油的润滑。(2)集中润滑 各润滑部位采用一个统一装置供油的润滑。3.根据供油时间分类(1)间歇润滑 经过一定时间间隔才对润滑部位供油一次的润滑。(2)连续润滑 在机械设备整个运转过程中，连续不断地对润滑部位供油的润滑（包预先调节好的短期性供油）。4.根据供至润滑部位的润滑剂是否有压力分类(1)常压润滑 依靠油液自身重力或毛细管虹吸作用向润滑部位供油的润滑。(2)压力润滑 依靠液压泵将具有一定压力的油液送至润滑部位的润滑。5.根据供油系统分类(1)流出润滑系统 供应到润滑部位的油液只润滑一次而不循环使用的系统
6、。(2)循环润滑系统 供应到润滑部位的油液要多次循环使用的系统。(3)混合润滑系统 一台机器同时具备上述两类润滑的系统6.根据机械运转和生产要求分类(1)设备润滑 对设备运动副的润滑。(2)工艺润滑 生产工艺过程中所需要的润滑。7.根据润滑状态分类(1)流体润滑 两接触表面被一层连续不断的流体润滑膜完全隔开时的润滑。(2)边界润滑 两接触表面上有一层极薄的边界膜（吸附膜或反应膜）时的润滑。(3)半流体润滑 两接触表面间同时存在边界膜和流体润滑膜的混合润滑。(4)半干润滑 两接触表面上，大部分边界膜遭到破坏时的边界润滑。润滑系统概述所谓润滑系统，指的是向润滑部位供给润滑剂的一系列的给油脂、排油脂
7、及其附属装置的总称。润滑系统可分为五种，即循环润滑系统，集中润滑系统，喷雾润滑系统，浸油与飞溅润滑系统，油和脂的全损耗性润滑系统。虽然润滑系统的设计要根据各种机械设备的特点和使用条件而定，但它总是由几种主要元件（如液压泵、油箱、过滤器、冷却装置、加热装置、密封装置、缓冲装置、安全装置、报警器等）所组成，可以根据机械设备的具体工况选择或设计出由各种元件组成的润滑系统。脂润滑系统由于润滑脂是非牛顿型流体，所以在设计与选用脂润滑系统及其主要装置时，要把这一特殊性质考虑进去。1.脂罐脂罐用于储存润滑脂，其容量取决于给脂能力，通常为给脂能力的 100250 倍。脂不像油那样具有良好的流动性，所以为了使润
8、滑脂能顺利地被给脂泵吸入，应将脂罐安装在给脂泵的上方。2.给脂泵在脂润滑系统中，全部采用柱塞泵作为给脂泵，因为其密封性较好，工作压力较高。齿轮泵和叶片泵都不具备这些优点。通常将脂罐、给脂泵、驱动装置和换向阀等组装在一起构成润滑脂站，如图 1所示。3.管路在脂润滑系统中，管路上的沿程压力损失要比油润滑系统中的损失大许多倍，但一般应控制在 4.0-6.0MPa范围内，因为如果压力损失太大，就必须使用很高压力的泵才能把脂压送到润滑点去。但是有很多润滑脂在 10.0MPa的压力下即出现析油现象。图 1 润滑脂站1一换向阀 2 一油管 3 一脂罐 4 一给脂泵 5 一电动机油润滑系统如图 1为内燃机湿式
9、油底壳润滑系统。润滑油储存在下曲轴箱底部，当发动机运转时，齿轮泵 15将润滑油送至冷却器 12，并通过粗过滤器 11进入主油道，然后再进入各润滑部位。齿轮泵 16将润滑油不断送至过滤器 17进行循环过滤，使箱中的润滑油保持一定程度的纯净。在汽车上，曲轴和轮轴的轴承、活塞销、挺杆、配气阀的摇臂辅助机构的传动轴承，全部都是加压润滑的；气缸壁、阀杆、轮轴的轮，都是利用加压润滑机组流出的润滑油进行飞溅润滑。预供油泵 13用于大功率内燃机起动前，向摩擦部位压送一定量的润滑油，以保证起动过程中得到必要的润滑。图 1 内燃机湿式油底壳润滑系统1-曲轴 2-活塞连杆组 3-凸轮组 4-气门摇臂 5-增压器 6
10、-油压自动停车装置7-喷油泵传动装置 8-主油管 9-压力计 10-温度计 11-粗过滤器 12-冷却器13-预供油泵 14-止回阀 15、16-齿轮泵 17-过滤器 18-油底壳润滑油的选用通常，设备制造厂在其说明书中对设备各部位的润滑用油均有规定，设备润滑管理人员只要按照设备说明书的要求选用油品即可。往往由于：1)某些设备说明书不齐或没有规定用油。2)说明书规定用油落后。3)由于各种原因不能按说明书规定用油（例如，进口设备推荐的外国油品，国内很难买到或为了国产化而需选用国产油）。这时可按下述原则选油。1.根据设备工况条件选用(1)负荷 负荷大，则选粘度大、油性或极压性良好的油；负荷小，则选
11、粘度低的油；冲击较大的场合，也应选粘度大、极压性好的油品。(2)运动速度 速度高选低粘度油，低速部件可选粘度大一些的油，但对加有抗磨添加剂的油品，不必过分强调高粘度。(3)温度 温度分为环境温度和工作温度。环境温度低，选粘度和凝点（或倾点）较低的润滑油，反之可以高一些；工作温度高，则选粘度较大、闪点较高、氧化安定性好的润滑油，甚至可选用固体润滑剂；温度变化范围大的，要选用粘温特性好（粘度指数高）的润滑油。(4)环境湿度及与水接触 潮湿环境及与水接触较多的工况条件，应选抗乳化性较强、油性和防锈性能较好的润滑油。2.参考设备说明书的推荐选油设备说明书推荐的油品可作为选油的主要参考，但应注意随着技术
12、进步，劣质油品将被逐渐淘汰，合理选用高质油品在经济上是合算的。因此，即使是旧设备，也不应继续使用被淘汰的劣质油品；进口、先进设备所用润滑油应立足国产。3.根据应用场合选用润滑油品种及粘度等级国产润滑油是按应用场合、组成和特性，用编码符号进行命名的。因此选用时可先根据应用场合确定组别，再根据工况条件确定品种和粘度等级。在润滑管理中，选好油品后一般应尽量避免代用或混用。但有时会碰上因供应或其它原因而不得不代用或混用油品，这时应掌握下列原则：1)只有同类油品或性能相近、添加剂类型相似的油品才可以代用或混用。2)代用油品的粘度以不超过原用油粘度的士 25为宜，一般可采用粘度稍大的代用油品，但液压油、主
13、轴油则宜选粘度稍低的代用油品。3)质量上只能以高代低，不能以低代高。对工作温度变化大的机械，则只能以粘温性好的代粘温性差的；低温环境选代用油，其凝点或倾点应低于工作温度 10；高温工作应选闪点高、氧化安定性和热安定性好的代用油品。4)由于不同厂家生产的同名润滑油，其所加的添加剂可能不同，因此，在旧油中混入不同厂家生产的新油以前，最好先做混用试验，即以 1：1 混合加温搅拌、观察，如无异味、沉淀等异常现象方可混合使用。润滑脂的组成润滑脂是由基础油和稠化剂再加入改善性能的添加剂所制成的一种半固体（通常是油膏状）的润滑剂，其成分有基础油、稠化剂、稳定剂和添加剂等。1.基础油基础油是润滑脂中含量最多（
14、占 70%-90% ）的组分，是起润滑作用的主要物质。矿物油和合成油都可作基础油。矿物油是制造普通润滑脂的主要基础油，其价格低，但使用温度范围较窄，不能同时满足高、低温要求。合成油用于制造高、低温或某些特殊用途的润滑脂。基础油的粘度必须根据润滑脂的使用条件决定，低温、轻负荷、高转速应选低粘度油，反之，则应选中粘度或高粘度油。2稠化剂稠化剂在润滑脂中的含量约占 10%-30，其作用是使基础油被吸附和固定在结构骨架之中。稠化剂有四类：烃基、皂基、有机和无机稠化剂。3.稳定剂稳定剂的作用是使稠化剂和基础油稳定地结合而不产生析油现象。不同润滑脂使用的稳定剂也不同，如钙基脂用微量水(12）作稳定剂，一旦
15、钙基脂失去水分，脂的结构就完全被破坏，从而造成严重的油皂分离。4.添加剂常用添加剂有抗氧剂、极压抗磨剂、防锈剂、粘附剂、填充剂和染料剂等。润滑脂的作用机理润滑脂的润滑作用，部分是由于稠化剂的作用，部分是由于基础油的特殊结合所带来的既不同于基础油又不同于稠化剂的润滑特性。基础油分三部分保持在润滑脂结构中，在皂胶团表面的基础油因皂分子碳氢链末端之间的吸引力而维系在结构内，常称这部分基础油为游离油；在皂分子的二维排列层之间的基础油，除链末端之间的吸引力维系外，层间还有类似毛细管的作用，因此称之为毛细管吸附油；而处于皂分子晶体内的基础油，由于皂分子羧基端的离子场的影响而被牢固地维系在晶体内，常称这部分
16、基础油为膨化油。由于外力的作用，皂胶团被压缩，首先分离出来的是游离油，其次是毛细管吸附油，而膨化油只有当润滑脂结构被破坏时才分离出来。前面仅就润滑脂的析油作了讨论，但到底滚动轴承内润滑脂的动态如何？又是以何种机理进行润滑的呢？滚动轴承内的润滑脂经过初期的复杂流动后而达到稳定分布状态，长时间的润滑可以认为是这样的，摩擦部位残留的特别少量流动的润滑脂和轴承内、外静止状态的润滑脂，与由于受热、振动、离心力等作用而析出的基础油共同起润滑作用。同时，滚动体近旁静止的润滑脂与滚动体表面附着的润滑脂膜之间，可能存在着微量润滑脂的不断交换。轴承空腔内及密封盖里附着的静止润滑脂能起防止流动化润滑脂流出的密封作用
17、和供给基础油的作用。因此，轴承空腔、密封盖的容积或形状，也对润滑效果有较大的影响。润滑脂一般可被看作是加有表面活性物（稠化剂）的润滑油。这类表面活性物含有极性基团和烃基链分子，并形成一定厚度的润滑层。在个别情况下，这润滑层可达400500 个单分子层。可见，这样多分子层隔开的摩擦副对偶表面要比常见润滑油单分子层隔开摩擦副对偶表面的摩擦小得多。因此，在边界润滑条件下，润滑脂比润滑油更适用于苛刻条件下的齿轮、重载轴承等的润滑。润滑脂的主要性质1锥入度锥入度是评价润滑脂稠度的常用指标，它是在规定负荷、时间和温度的条件下，标准锥体沉入润滑脂的深度，单位为 0.1mm。锥入度愈大，表示润滑脂稠度愈小，反
18、之则稠度愈大。润滑脂的稠度等级是按锥入度来划分的，国内、外都采用美国润滑脂协会(NLGI按工作锥入度划分的润滑脂稠度等级，润滑脂的级号愈小，锥入度愈大，润滑脂愈软。2.滴点在试验条件下，润滑脂从杯中滴下第一滴或成柱状触及试管底部时的温度，称为润滑脂的滴点。滴点是衡量润滑脂耐温程度的参考指标，一般润滑脂的最高使用温度要低于滴点 20-30，这样才能使润滑脂长期工作而不至于流失。润滑脂滴点的高低，主要取决于稠化剂的种类和数量。3.保护性能润滑脂的保护性能是指保护金属表面、防止生锈的作用，它包括三个方面：本身不锈蚀金属；抗水性好，即不吸水、不乳化、不易被水冲掉；粘附性好、高温不滑落、低温不龟裂，能有
19、效地粘附于金属表面而将空气和腐蚀性物质隔绝。4.安定性润滑脂的安定性包括胶体安定性、化学安定性和机械安定性。润滑脂在贮存和使用中的抑制析油的能力，称为润滑脂的胶体安定性。胶体安定性差的润滑脂，析油严重，不宜长期贮存。发现润滑脂轻度析油时，可将其搅拌均匀后尽早使用。润滑脂在贮存和使用中抵抗氧化的能力，叫做润滑脂的化学安定性。皂基脂比较容易氧化，严重氧化的皂基脂，颜色变深，有恶臭，对金属产生腐蚀，自身变软或结块。润滑脂的机械安定性，是指润滑脂受到机械剪切时，稠度立即下降，当剪切作用停止后，其稠度又可恢复（但不能恢复到原来的程度）。机械安定性差的润滑脂，其使用寿命短。5.流变性润滑脂在外力作用下产生
20、形变流动的性能，称为流变性，其参考指标有强度极限和相似粘度。从降低机械摩擦力和便于管道供脂出发，润滑脂的强度极限和相似粘度不宜过大。6.蒸发损失润滑脂在使用中常常由于流失、蒸发和氧化变质而逐渐消耗，特别在高温工作时蒸发更易成为严重的问题。蒸发夺去了脂中的润滑液体成分，从而改变了润滑脂组织影响其使用性能。润滑脂的蒸发性对既需要在高温同时也需要在低温条件下工作具有重要意义，因为在零下低温工作的润滑脂，其基础油的粘度和凝点都要求很低，而大多数低粘度、低凝点的矿油都含有较轻的馏分，在不高温度(100)时就会大量蒸发。因此，宽温度范围使用的润滑脂常常只能用合成润滑油作基础油。将蒸发损失和滴点结合起来，可
21、以较好地评价高温润滑脂的高温性能。7.游离酸或碱在润滑脂中含有游离酸，特别是低分子有机酸，或过多的游离碱都会引起机件的腐蚀，故应加以限制。游离酸多是矿油的氧化或皂的分解产物。少量游离碱的存在对抑制皂的水解有利，但过多又会影响胶体的安定性（易引起皂的凝聚）。润滑脂的选用及添加量1润滑脂的选用(1)工作温度 润滑脂在使用部位的最高工作温度下不发生软化流失，是选用的重要指标之一。矿油润滑脂的最高工作温度都在 120130以下，更高一些的工作温度应选用合成脂。(2)抗水性 常用润滑脂抗水性的顺序为：烃基脂铝基脂钙基脂锂基脂钙钠脂钠基脂。因此，常接触水的部位应使用铝基脂，潮湿部位应使用钙基脂或铿基脂。(
22、3)负荷和极压性 对载荷高的场合，应选用加入极压抗磨添加剂的极压润滑脂。(4)润滑脂牌号的选择 润滑脂常用稠度等级为 00、0、1、2、3、4、5 等，低稠度等级(0 和 1)润滑脂的泵送分配性好，适用于集中供脂的润滑系统。汽车和大多数机械应按说明书规 定用稠度等级为 1或 2的脂；小型封闭齿轮用稠度等级为 0或 00的脂；采矿、建筑、农业机械等粉尘大的场合下工作的机械，可用稠度等级为 3或更硬的脂，以阻止污染物侵入。2.润滑脂的添加量一般滚动轴承装脂量约占轴承空腔 1/31/2 为好，装脂量过多散热差，容易造成温升高、阻力大、流失、氧化变质快等危害。主要固体润滑剂介绍固体润滑剂是指用以分隔摩
23、擦副对偶表面的一层低剪切阻力的固体材料。对于这类材料，除了要求具有低剪切阻力外，与基底表面之间还应具备较强的键联力。这也就是说，载荷由基底承受，而相对运动发生在固体润滑剂内。使用固体润滑剂的优点在于：润滑油脂的使用温度范围一般为-60+350,超过这一温度范围，润滑油脂将无能为力，而固体润滑剂却能充分发挥其效能；润滑油脂的承载能力也远远不如固体润滑剂；在高真空、强辐射、活性或惰性气体环境中以及在水或海水等流体中，润滑油脂容易失效，也需借助于固体润滑剂；固体润滑剂在贮存，运输和使甩过程中，对环境和产品的污染也比润滑油脂少得多；固体润滑剂还特别适合于要求无毒、无臭、不影响制品色泽的食品和纺织等行业
24、；固体润滑剂的时效变化小，保管较为方便。然而，固体润滑剂的缺点也很突出，例如润滑膜一旦失效就难以再生；一般地说，其摩擦因数比润滑油脂的大；摩擦界面上的热量不易被带走或逸散；容易产生碎屑、振动和噪声等。常用的固体润滑剂有：层状固体材料（如石墨、二硫化钼、氮化硼等）、其它无机化合物（如氟化锂、氟化钙、氧化铅、硫化铅等）、软金属（如铅、铟、锡、金、银、镉等）、高分子聚合物（如尼龙、聚四氟乙烯、聚酰亚胺等）和复合材料。一、层状固体材料层状固体具有层片状结晶结构，同一层内的原子间结合力较强，而层与层之间原子间的结合力较弱。这种层片状晶体的叠合，意味着垂直于层片方向可以承受很大的压力，而沿层片方向只要有一
25、个较小的切向力作用，就会很容易地使层片与层片相互错开，故能承受较大压力而摩擦因数较小。这种承压能力大而抗剪切力低的材料，为摩擦副提供了良好的润滑。这一点与吸附膜相似。1.石墨石墨为层片状碳，层与层之间的结合力较小。在切向力作用下，层与层之间容易滑动。在大气条件下，石墨对石墨或石墨对钢的摩擦因数大约为 0.10.15，具有明显的减摩效果；而在真空中，石墨间的摩擦因数则上升为 0.50.8。在摩擦过程中，经过除气处理的石墨一旦导入空气、氧气、水蒸气或苯、乙醇、丙酮、庚烷蒸汽等，则摩擦因数将很快降低，而当导入氮或二氧化碳等气体，却并先降低摩擦的效果。不论是天然石墨还是人造石墨，使用前均应粉碎。作为润
26、滑剂，特别是粉剂，应以天然石墨为主。使用时，可直接将石墨粉加在摩擦副对偶表面之间，也可以将石墨和其它材料制成复合材料使用；也有把碳一石墨粉压制成块，经切削（或不经切削）制成零件（已成功地应用于压缩机活塞环等零件上），这种材料具有很好的自润滑效果。若把石墨粉加在油（或脂）中作为润滑剂使用，则在重载作用下油膜破裂时，石墨仍能继续起润滑作用。将石墨粉加在水中，并添加合适的粘结剂制成的润滑剂，已成功地应用于热轧等工艺中。石墨的化学稳定性好，抗辐射能力强，无毒，价格低等，都是其优点，但因石墨的热稳定性较差，所以限制了它以粉状或块状固体膜的形式使用。石墨在 325时与氧接触会生成 CO2，因而一般最高使用
27、温度不超过 400。将石墨置于氟气中，经加热可制备氟化石墨。氟化石墨呈白色（或接近白色），不像石墨的磨屑会污染摩擦副或产品。在 27345的温度内，氟化石墨的摩擦因数比石墨小，其寿命则比石墨长。它在真空和惰性气体中也具有润滑性，从而改善了石墨在无水蒸气条件下的润滑性。氟化石墨的缺点是价格较贵。2.二硫化钼二硫化钼粉剂是由天然辉钼精矿经化学提纯制成。其分散性高、纯度高、吸附性强、色黑稍带银灰色、有金属光泽、触之有滑腻感、不溶于水。它也是一种具有层状结构的材料。由于结合强度低，很容易沿解理平面滑移，所以剪切阻力小，摩擦因数小。在大气中，MoS2解理面与钢表面的摩擦因数只有 0.1左右，即使在真空中
28、也只有 0.2。MoS 2在干燥氮气中的润滑性能很好，但在干燥氧气和潮湿空气中则润滑性较差，这些润滑特性均与石墨不同。MoS 2在 420430内就会快速氧化，当温度超过 800时，MoS 2 可能分解，而金属钼的摩擦因数相当大，因此润滑性能就大大下降。二硫化钼的常见使用方法有下列几种。(1)干膜 将 MoS2置于摩擦副对偶表面间，靠摩擦副对偶表面间的机械作用而形成一层附结于摩擦表面的薄膜。制备干膜以前，应先将摩擦表面净化，擦除油污、锈斑并清除尘埃，只有这样才能在摩擦表面上形成一层粘结强度高的 MoS2 表面膜。对于不易导入MoS2粉剂的摩擦副，可将 MoS2粉混入有挥发性的流体中，将其喷涂在
29、摩擦表面上，待流体挥发后即形成表面膜。但这样制备的表面膜，不仅粘结强度低，而且不像经机械作用所形成的表面膜那样按最优取向排列。(2)涂敷膜 将 MoS2 粉加入树脂或其它粘合剂形成悬浮胶体，然后喷涂、侵入或简单地刷涂到表面上。事先对表面进行仔细清洗和预处理，这有利于耐磨寿命的增加。(3)复合材料 将 MoS2粉加入金属基或塑料基的复合材料中，可以直接用来制造零件，也可用来覆盖在金属表面上，其中所含的 MoS2（或其它低剪切强度材料）组分起润滑作用。(4)润滑油或脂的添加剂 可将 MoS2粉以较低的浓度(1）作为齿轮油和发动机油的添加剂，也可以较高的浓度作切削液的添加剂。但主要是以 0.518的
30、浓度用作润滑脂的添加剂，最常用于锂基脂。当由于热或机械作用而使油或脂的润滑能力衰减时，MoS2就起着保护摩擦表面的作用。当用于在接近润滑脂滴点温度下工作的滑动轴承中时，MoS2的浓度以 6-8为最佳。3.与二硫化钼相类似的材料硫族元素，除硫外，尚有硒(Se),碲(Te )等。它们与难熔金属如钨(W),钒(V),钽(Ta )和铌(Nb)等形成二硫族化合物，如 WS2, WSe2, NbSe2, TaS2等，其结构均为六方晶体。在真空、辐射以及高温下，这些化合物的性能均优于石墨、MoS 2。这一特点可能因铌、钽、钨的原子直径大于钼原子，削弱了解理面间的范德华力，因而使这些化合物的剪切阻力降低。4.
31、氮化硼氮化硼（BN）也是一种具有层状结构的材料，它与传统的固体润滑剂相比，石墨的解理面上全是碳原子，MoS 2的解理面上全是硫原子，而氮化硼的解理面上既有氮原子又有硼原子。当它在大气中常温条件下与金属表面接触而相对运动时，摩擦因数约为0.20.4，比石墨大，但随着温度的升高而减小。BN 的摩擦性能不受水蒸气影响，但在有气体（如庚烷）中，摩擦因数小于 0.2。在大气条件下，BN 在温度高达 900时仍有较小的摩擦因数和良好的化学稳定性。将 BN加入润滑油中，可以作为高温润滑剂使用。二、氧化物、卤化物及其它化合物1.氧化物众所周知，钢铁表面的氧化膜具有保护表面的作用。当金属表面直接接触并发生粘着时
32、，摩擦磨损就增加，一旦表面存在氧化物则摩擦磨损就可减小。氧化铬(Cr 2O3 ),氧化钛(TiO 2 )、氧化锆(ZrO 2)的熔点约在 16003000之间，均有可用作高温工况下的表面保护膜。氧化硼(B 2O3 )在 400以下的摩擦因数并不小，但当温度接近熔点时下降到 0.1左右。氧化铅(PbO)在常温下的摩擦因数不小（约为 0.30.4)，但在 200650温度范围内只有 0.10.15，确实也是一种很好的高温润滑材料。2.卤化物氟化物的质地较软，抗剪强度较低，并且有化学惰性，可覆盖在金属表面上起润滑作用，是良好的高温固体润滑剂。氟化钙(B 2O3 )和氟化钡(BaF 2 )应用温度范围
33、比 PbO更宽，在空气或氢气中，CaF 2-LiF 以及 CaF2-BaF2等混合物，即使在高达 650820的高温下，仍有低摩擦的效果。3.其它化合物硼酸盐也是高温固体润滑剂，在熔融状态下才显示出优良的润滑性能，当温度超过480时，它具有流体动力效应，超过 760时则起边界润滑剂作用。在高温下，硼酸与金属氧化物起反应而形成玻璃。硫化硼在高温中的低摩擦则归因于硼酸。此外，各种玻璃，如硼酸铅玻璃、硼硅酸铅玻璃、铝硅酸盐玻璃等，可以用于 500800的温度范围，而硅玻璃甚至可用于超过 1100的高温。用玻璃润滑的缺点是难以从润滑表面将其清除。三、聚合物近年来，高分子材料在工程中的应用日益普遍。热固
34、性塑料，如酚醛树脂、环氧树脂等，具有网络状结构，但无晶态性状，并不是理想的润滑材料，与其它润滑剂组合使用，实质上只起到粘结剂的作用。热塑性塑料有晶态的，也有非晶态的，如聚四氟乙烯(PTFE )、尼龙(PA),聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC),聚酰亚胺(PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA )等，其中有些材料可以直接用于润滑，有些材料则须与其它材料组合在一起而产生润滑效果。用聚合物润滑的主要优点是：化学稳定性好，在低温、真空中以及各种气氛中仍能有效润滑，与润滑油脂一起使用不发生干扰。其缺点则是：机械强度和承载能力低，热传导能力弱，只能在有限的载荷及温度条件下使用。1.聚乙烯(P
35、E)聚乙烯的摩擦因数约为 0.30.35，耐磨性也比较好。高密度聚乙烯的摩擦因数只有0.10.14，减摩效果更佳。2.聚四氟乙烯(PTFE)聚四氟乙烯的摩擦因数很小（约为 0.05-0.1），而耐磨性能很差，化学稳定性则很好，在高达 260的温度下仍能表现出良好的低摩擦性能。PTFE 可通过涂敷工艺或在金属表面上涂擦而靠机械作用附结于表面上，也可以将其编织而用粘结剂粘合在表面上，还可将 PTFE喷涂于表面上，在325温度下烧结（可用其它树脂粘结），再在较低温度下固化。单独使用 PTFE时，只适用于中等滑动速度、轻载以及防粘，但使用 MoS2会造成污染的场合。3.尼龙(PA) 尼龙有一定的低摩擦
36、性能（摩擦因数约为 0. 150. 35）和良好的耐磨性，在载荷作用下会发生冷流，在潮湿空气中会吸水膨胀。尼龙基体中以玻璃纤维作填充料可以降低冷流，而添加 MoS2和 PTFE则可降低摩擦。4.聚酰亚胺(PI）聚酰亚胺在常温时摩擦因数较高（约 0.47)，在 100以上时，摩擦较小，寿命也比较长。PI 的机械强度和耐温性能较好，使用温度范围为- 240+360，连续使用的最高温度可达 260。四、软金属软金属如铅、镉、铟、金或银等，可用作硬质基底的表面涂层。在常规润滑剂不起作和在极高温以及特殊工况下，它们可以为摩擦面提供一层有效的润滑膜。载荷由基底承受，切向运动则发生在低抗剪强度的软金属膜中。
37、虽然这些软金属的摩擦因数要比MoS2、PTFE 等材料高些，但可有效地应用于防腐蚀、耐辐射和高温的场合。软金属膜的膜厚对润滑的有效性影响很大。在硬基底（如钢）表面镀敷或浸涂一层软金属（铅膜或铟膜等），与钢配对摩擦，如果软金属层过薄，则在承载并作相对运动的过程中很容易破裂或穿透，这时又变成基底金属直接接触，使摩擦增大且磨损加剧。在轻载作用下，钢对以铅膜覆盖的钢表面的摩擦因数与钢对整块铅的摩擦一样；当载荷增加到某一数值时，涂敷的软金属层减薄，此薄层在载荷的作用下有类似流体膜的特性，摩擦因数也同时降低。一般地说，软金属膜的厚度为 10-610 -7 m 时，润滑效果最佳。实质上，在适当的膜厚和载荷条
38、件下，当温度达到软金属的熔点时，其摩擦因数为最小。软金属层材料与基底金属应有较好的相容性，同时还要求软金属有一定的耐磨能力。例如，摩擦副为同种材料（如钢对钢），当采用能溶于基底金属的软金属时，就可能得到满意的粘附强度，但是这与配对表面的相容性要求相矛盾，因当薄层被穿透后，或摩擦副穿过软金属层扩散时，就将发生钢与钢的直接接触，从而引起粘着。如摩擦副用钢(S)对钢(S)组成，在某一钢表面上用不溶于钢的软金属（A)涂敷，这种 S/A-S的组合也是不适用的。在 S和 A层之间再加一层金属 B，如果 B既能溶于 S又能溶于 A,则这种 S/B/A-S的组合（即双金属层）仍然不适用，因为基底 S可以通过
39、B扩散到 A层中，就会发生 A层中的 S成分与配对表面 S相接触，仍有增强配对表面(S 与 S)间粘着的趋势。现在往往采用三金属层，即 S/B/C/A-S的组合，这里的中间层 C是可溶于 A和 B的，但 C不溶于 S,这样，基底S就不能穿过 C层而向 A层扩散，于是可以获得满意的减摩效果。这三种金属覆盖层最满意的结构组成为钢镍金银，覆盖层可用电解法分层镀敷，表面的银层最厚（约为5m)。这样配对的摩擦因数仅 0.11左右。工程中常用的金属摩擦副，在高真空环境下会产生强粘着，如选择合适的软金属层加以隔离可取得满意效果。例如，在工具钢表面用电镀法镀敷铅，则摩擦因数小于 0.4。软金属薄层的一种新发展
40、为使用混合金属涂层，例如用 Ag+Mo层在 500C下往复3000次行程后，摩擦因数仍能保持 0.05的低值。软金属膜 Cu+Pb，在一 240816及高压、高真空中能有效地进行润滑状态监测与故障诊断系统的分类及结构特点1、离线监测与诊断系统的结构特点离线诊断是故障诊断中的一种类型或一种工作模式，对设备运行状态是定期地进行一次监测与诊断。从表面上看，“离线”与“在线”仅是工作方式的不同，但正是由于这种工作方式的区别，决定了应用场合和服务对象以及所采用技术的复杂程度的不同，从而形成了离线监测与诊断系统与在线系统在结构特点上有较大的差异，其次在分析功能上也存在一定差异。离线监测与诊断系统的工作方式
41、通常是先在实验室或计算机房通过计算机对数据采集器进行巡检路径组态设置，然后单独将数据采集器带到现场进行数据采集、存贮。待数据采集完毕后，再将数据采集器带回实验室与计算机联机，然后将数据采集器中的数据上载到计算机并存入数据库中进行集中管理和分析、处理。总体上讲，离线监测与诊断系统相对在线系统而言要简单的多，其系统基本构成如图.1 所示，离线系统由传感器、动态数据采集器和微型计算机（包括监测、通讯、分析和诊断软件）所组成，也称 TCPC机械故障巡检系统，其中动态数据采集器与微型计算机通过 RS-232C接口或其他专用接口连接，形成可分离的联机系统。图 1 离线监测与诊断系统的基本构成2、在线监测与
42、诊断系统的结构特点在线监测与诊断是状态监测与故障诊断中的另一种类型或工作模式，它是将传感器永久安装于测点上，并将传感器采集的信号通过处理设备和传输设备直接传输到计算机，或专用分析与诊断仪器，对所测设备的技术状态进行实时显示和分析诊断，甚至可以将分析诊断结果接入设备的电器控制部分，一旦发现故障或所测参数超过报警范围，计算机发出指令使电器控制部分作出停机操作以保护设备。其系统基本构成如图 2所示。与离线监测相比较起来能更及时的发现故障，但成本较高。图 2 在线监测与诊断系统的基本构成3、网络监测与故障诊断的结构特点状态监测与故障诊断系统还可以实现局域网络管理和 Internet网络管理局域网络管理
43、是指在某一个固定的工厂企业或某个车间，建立一个局域网，使各个终端上的数据都能共享，从而实现管理者能够在各自的办公室看到有关设备管理员是否对指定设备进行了监测以及监测的结果和分析结论，以便作出正确的决策：设备继续使用还是停机修理。Internet网络管理是指设备上自带监测系统及网络通讯接口，或者将采集的数据通过网络直接传输给设备生产厂家，让生产厂家作出分析和故障诊断结果，并提供相应的建议。四、在设备管理中应用状态监测与故障诊断技术的优点国内设备管理中采用诊断技术工作起步较晚，但也有许多成功的例子，概括地讲，应用诊断技术，实行以状态监测为主的维修制度有以下优点：（1）避免“过剩维修”，防止因不必要
44、的拆卸使设备精度降低，延长设备寿命（2）减少维修时间，提高生产效率和经济效益。（3）减少和避免重大事故发生，故不仅能获得巨大经济效益，而且能获得很好的社会效益。（4）降低维修费用滚动轴承故障的主要形式与原因滚动轴承在运转过程中可能会由于各种原因引起损坏，如装配不当、润滑不良、水分和异物侵入、腐蚀和过载等都可能会导致轴承过早损坏。即使在安装、润滑和使用维护都正常的情况下，经过一段时间运转，轴承也会出现疲劳剥落和磨损而不能正常工作。总之，滚动轴承的故障原因是十分复杂的。滚动轴承的主要故障形式与原因如下。1.疲劳剥落滚动轴承的内外滚道和滚动体表面既承受载荷又相对滚动，由于交变载荷的作用，首先在表面下
45、一定深度处（最大剪应力处）形成裂纹，继而扩展到接触表面使表层发生剥落坑，最后发展到大片剥落，这种现象就是疲劳剥落。疲劳剥落会造成运转时的冲击载荷、振动和噪声加剧。通常情况下，疲劳剥落往往是滚动轴承失效的主要原因，一般所说的轴承寿命就是指轴承的疲劳寿命，轴承的寿命试验就是疲劳试验。试验规程规定，在滚道或滚动体上出现面积为 0.5mm2的疲劳剥落坑就认为轴承寿命终结。滚动轴承的疲劳寿命分散性很大，同一批轴承中，其最高寿命与最低寿命可以相差几十倍乃至上百倍，这从另一角度说明了滚动轴承故障监测的重要性。2.磨损由于尘埃、异物的侵入，滚道和滚动体相对运动时会引起表面磨损，润滑不良也会加剧磨损，磨损的结果
46、使轴承游隙增大，表面粗糙度增加，降低了轴承运转精度，因而也降低了机器的运动精度，振动及噪声也随之增大。对于精密机械轴承，往往是磨损量限制了轴承的寿命。此外，还有一种微振磨损。在轴承不旋转的情况下，由于振动的作用，滚动体和滚道接触面间有微小的、反复的相对滑动而产生磨损，在滚道表面上形成振纹状的磨痕。3.塑性变形当轴承受到过大的冲击载荷或静载荷时，或因热变形引起额外的载荷，或有硬度很高的异物侵入时都会在滚道表面上形成凹痕或划痕。这将使轴承在运转过程中产生剧烈的振动和噪声。而且一旦有了压痕，压痕引起的冲击载荷会进一步引起附近表面的剥落。4.锈蚀锈蚀是滚动轴承最严重的问题之一，高精度轴承可能会由于表面
47、锈蚀导致精度丧失而不能继续工作。水分或酸、碱性物质直接侵人会引起轴承锈蚀。当轴承停止工作后，轴承温度下降达到露点，空气中水分凝结成水滴附在轴承表面上也会引起锈蚀。此外，当轴承内部有电流通过时，电流有可能通过滚道和滚动体上的接触点处，很薄的油膜引起电火花而产生电蚀，在表面上形成搓板状的凹凸不平。5.断裂过高的载荷会可能引起轴承零件断裂。磨削、热处理和装配不当都会引起残余应力，工作时热应力过大也会引起轴承零件断裂。另外，装配方法、装配工艺不当，也可能造成轴承套圈挡边和滚子倒角处掉块。6.胶合在润滑不良、高速重载情况下工作时，由于摩擦发热，轴承零件可以在极短时间内达到很高的温度，导致表面烧伤及胶合。
48、所谓胶合是指一个零部件表面上的金属粘附到另一个零件部件表面上的现象。7.保持架损坏由于装配或使用不当可能会引起保持架发生变形，增加它与滚动体之间的摩擦，甚至使某些滚动体卡死不能滚动，也有可能造成保持架与内外圈发生摩擦等。这一损伤会进一步使振动、噪声与发热加剧，导致轴承损坏。滚动轴承的振动机理与信号特征（1）滚动轴承的振动可由外部振源引起，也可由轴承本身的结构特点及缺陷引起。此外，润滑剂在轴承运转时产生的流体动力也可以是振动（噪声）源。上述振源施加于轴承零件及附近的结构件上时都会激励起振动。一、滚动轴承振动的基本参数1滚动轴承的典型结构滚动轴承的典型结构如图 1所示，它由内圈、外圈、滚动体和保持
49、架四部分组成。图 1 滚动轴承的典型结构图示滚动轴承的几何参数主要有：轴承节径 D： 轴承滚动体中心所在的圆的直径滚动体直径 d： 滚动体的平均直径内圈滚道半径 r1： 内圈滚道的平均半径外圈滚道半径 r2： 外圈滚道的平均半径接触角 ： 滚动体受力方向与内外滚道垂直线的夹角滚动体个数 Z： 滚珠或滚珠的数目2滚动轴承的特征频率为分析轴承各部运动参数，先做如下假设：(1)滚道与滚动体之间无相对滑动；(2)承受径向、轴向载荷时各部分无变形；(3)内圈滚道回转频率为 fi;(4)外圈滚道回转频率为 fO;(5)保持架回转频率（即滚动体公转频率为 fc）。参见图 1，则滚动轴承工作时各点的转动速度如下：内滑道上一点的速度为：V i=2r 1fi=f i(D-dcosa) 外滑道上一点的速度为：V O=2r 2fO=f O(D+dcosa) 保持架上一点的速度为： V c=1/2(Vi+VO)=f cD 由此可得保持架的旋转频率（即滚动体的公转频率）为：从固定在保持架上的动坐标
