機(jī)械潤滑與密封教案

1、【引入】 機(jī)械中的可動(dòng)零、部件，在壓力下接觸而作相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，其接觸表面間就會產(chǎn)生摩擦，造成能量損耗和機(jī)械磨損，影響機(jī)械運(yùn)動(dòng)精度和使用壽命。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)中，考慮降低摩擦，減輕磨損，是非常重要的問題，其措施之一就是采用潤滑。【教學(xué)內(nèi)容】教學(xué)項(xiàng)目十三 機(jī)械的潤滑與密封13.1潤滑的作用和潤滑技術(shù)一、潤滑的作用主要是：（1）減少摩擦，減輕磨損 加入潤滑劑后，在摩擦表面形成一層油膜，可防止金屬直接接觸，從而大大減少摩擦磨損和機(jī)械功率的損耗。（2）降溫冷卻摩擦表面經(jīng)潤滑后其摩擦因數(shù)大為降低，使摩擦發(fā)熱量減少；當(dāng)采用液體潤滑劑循環(huán)潤滑時(shí)，潤滑油流過摩擦表面帶走部分摩擦熱量，起散熱降溫作用，保證運(yùn)動(dòng)副的溫

2、度不會升得過高。（3）清洗作用潤滑油流過摩擦表面時(shí)，能夠帶走磨損落下的金屬磨屑和污物。（4）防止腐蝕潤滑劑中都含有防腐、防銹添加劑，吸附于零件表面的油膜，可避免或減少由腐蝕引起的損壞。（5）緩沖減振作用潤滑劑都有在金屬表面附著的能力，且本身的剪切阻力小，所以在運(yùn)動(dòng)副表面受到?jīng)_擊載荷時(shí)，具有吸振的能力。（6）密封作用潤滑脂具有自封作用，一方面可以防止?jié)櫥瑒┝魇В硪环矫婵梢苑乐顾趾碗s質(zhì)的侵入。潤滑技術(shù)包括正確地選用潤滑劑、采用合理的潤滑方式并保持潤滑劑的質(zhì)量等。潤滑劑及其選用    生產(chǎn)中常用的潤滑劑包括潤滑油、潤滑脂、固體潤滑劑、氣體潤滑劑及添加劑等幾大類。其中礦物油和皂

3、基潤滑脂性能穩(wěn)定、成本低，應(yīng)用最廣。固體潤滑劑如石墨、二硫化鉬等耐高溫、高壓能力強(qiáng)，常用在高壓、低速、高溫處或不允許有油、脂污染的場合，也可以作為潤滑油或潤滑脂的添加劑使用。氣體潤滑劑包括空氣、氫氣及一些惰性氣體，其摩擦因數(shù)很小，在輕載高速時(shí)有良好的潤滑性能。當(dāng)一般潤滑劑不能滿足某些特殊要求時(shí)，往往有針對性地加入適量的添加劑來改善潤滑劑的粘度、油性、抗氧化、抗銹、抗泡沫等性能。1潤滑油    潤滑油的特點(diǎn)是：流動(dòng)性好，內(nèi)摩擦因數(shù)小，冷卻作用較好，可用于高速機(jī)械，更換潤滑油時(shí)可不拆開機(jī)器。但它容易從箱體內(nèi)流出，故常需采用結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的密封裝置，且需經(jīng)常加油。  &#

4、160; 常用潤滑油主要分為礦物潤滑油、合成潤滑油和動(dòng)植物潤滑油三類。礦物潤滑油主要是石油制品，具有規(guī)格品種多、穩(wěn)定性好、防腐蝕性強(qiáng)、來源充足且價(jià)格較低等特點(diǎn)，因而應(yīng)用廣泛。主要有機(jī)械油、齒輪油、汽輪機(jī)油、機(jī)床專用油等。合成潤滑油具有獨(dú)特的使用性能，主要用于特殊條件下，如高溫、低溫、防燃以及需要與橡膠、塑料接觸的場合。動(dòng)植物油產(chǎn)量有限，且易變質(zhì)，故只用于有特殊要求的設(shè)備或用作添加劑。    潤滑油的性能指標(biāo)有：粘度、油性、閃點(diǎn)、凝點(diǎn)和傾點(diǎn)。粘度是潤滑油最重要的物理性能指標(biāo)。它反映了液體內(nèi)部產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)分子間內(nèi)摩擦阻力的大小。潤滑油粘度越大，承載能力也越大。潤滑油的粘度并不

5、是固定不變的，而是隨著溫度和壓強(qiáng)而變化的。當(dāng)溫度升高時(shí)，粘度降低；壓力增大時(shí)，粘度增高。潤滑油的粘度分為動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度和相對粘度，各粘度的具體含義及換算關(guān)系可參看有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。油性又稱潤滑性，是指潤滑油潤濕或吸附于摩擦表面構(gòu)成邊界油膜的能力。這層油膜如果對摩擦表面的吸附力大，不易破裂，則潤滑油的油性就好。油性受溫度的影響較大，溫度越高，油的吸附能力越低，油性越差。潤滑油在火焰下閃爍時(shí)的最低溫度稱為閃點(diǎn)。它是衡量潤滑油易燃性的一項(xiàng)指標(biāo)，另一方面閃點(diǎn)也是表示潤滑油蒸發(fā)性的指標(biāo)。油蒸發(fā)性越大，其閃點(diǎn)越低。潤滑油的使用溫度應(yīng)低于閃點(diǎn)2030。凝點(diǎn)是指在規(guī)定的冷卻條件下，潤滑油冷卻到不能流動(dòng)時(shí)的最高溫度

6、，潤滑油的使用溫度應(yīng)比凝點(diǎn)高57。傾點(diǎn)是潤滑油在規(guī)定的條件下，冷卻到能繼續(xù)流動(dòng)的最低溫度，潤滑油的使用溫度應(yīng)高于傾點(diǎn)3以上。潤滑油的選用原則是：載荷大或變載、沖擊載荷、加工粗糙或未經(jīng)跑合的表面，選粘度較高的潤滑油；轉(zhuǎn)速高時(shí)，為減少潤滑油內(nèi)部的摩擦功耗，或采用循環(huán)潤滑、芯捻潤滑等場合，宜選用粘度低的潤滑油；工作溫度高時(shí)，宜選用粘度高的潤滑油。2潤滑脂    潤滑脂習(xí)慣上稱為黃油或干油，是一種稠化的潤滑油。其油膜強(qiáng)度高，粘附性好，不易流失，密封簡單，使用時(shí)間長，受溫度的影響小，對載荷性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)速度的變化等有較大的適應(yīng)范圍，因此常應(yīng)用在：不允許潤滑油滴落或漏出引起污染的地方（如紡

7、織機(jī)械、食品機(jī)械等），加、換油不方便的地方、不清潔而又不易密封的地方（潤滑脂本身就是密封介質(zhì)），特別低速、重載或間歇、搖擺運(yùn)動(dòng)的機(jī)械等。潤滑脂的缺點(diǎn)是內(nèi)摩擦大，起動(dòng)阻力大，流動(dòng)性和散熱性差，更換、清洗時(shí)需停機(jī)拆開機(jī)器。    潤滑脂的主要性能指標(biāo)有滴點(diǎn)和錐入度。滴點(diǎn)是指在規(guī)定的條件下，將潤滑脂加熱至從標(biāo)準(zhǔn)的測量杯孔滴下第一滴時(shí)的溫度。它反映了潤滑脂的耐高溫能力。選擇潤滑脂時(shí)，工作溫度應(yīng)低于滴點(diǎn)1520。錐入度是衡量潤滑脂粘稠程度的指標(biāo)。它是指將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的錐形體，置于25的潤滑脂表面，在其自重作用下，經(jīng)5 后，該錐形體沉入脂內(nèi)的深度（以0.1 為單位）。國產(chǎn)潤滑脂都是按錐入度

8、的大小編號的，一般使用2、3、4號。錐入度越大的潤滑脂，其稠度越小，編號的順序數(shù)字也越小。    根據(jù)稠化劑皂基的不同，潤滑脂主要有：鈣基潤滑脂、鈉基潤滑脂、鋰基潤滑脂、鋁基潤滑脂等類型。選用潤滑脂類型的主要根據(jù)是潤滑零件的工作溫度、工作速度和工作環(huán)境條件?！拘〗Y(jié)】1、 潤滑的作用和技術(shù)。2、 潤滑脂的作用和應(yīng)用。【作業(yè)】 見教案首頁【引入】 機(jī)械中的可動(dòng)零、部件，在壓力下接觸而作相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，其接觸表面間就會產(chǎn)生摩擦，造成能量損耗和機(jī)械磨損，影響機(jī)械運(yùn)動(dòng)精度和使用壽命。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)中，考慮降低摩擦，減輕磨損，是非常重要的問題，其措施之一就是采用潤滑。【教學(xué)內(nèi)容】13.2

9、潤滑劑二、常用機(jī)械零部件的潤滑    潤滑方法有分散潤滑和集中潤滑兩大類。分散潤滑是各個(gè)潤滑點(diǎn)用獨(dú)立的分散的潤滑裝置來潤滑，這種潤滑可以是連續(xù)的或間斷的，有壓的或無壓的；集中潤滑則是一臺機(jī)器或一個(gè)車間的許多潤滑點(diǎn)由一個(gè)潤滑系統(tǒng)來同時(shí)潤滑。    選擇潤滑方法主要考慮機(jī)器零部件的工作狀況、采用的潤滑劑及供油量要求。低速、輕載或不連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械需要油量少，一般采用簡單的手工定期加油、加脂、滴油或油繩、油墊潤滑。中速、中載較重要的機(jī)械，要求連續(xù)供油并起一定的冷卻作用，常用油?。ń停⒂铜h(huán)、濺油潤滑或壓力供油潤滑。高速、輕載齒輪及軸承發(fā)熱大，用噴霧潤滑效果較好

10、。高速、重載、供油量要求大的重要部件應(yīng)采用循環(huán)壓力供油潤滑。當(dāng)機(jī)械設(shè)備中有大量潤滑點(diǎn)或建立車間自動(dòng)化潤滑系統(tǒng)時(shí)可使用集中潤滑裝置。1齒輪傳動(dòng)潤滑（1）閉式齒輪傳動(dòng)的潤滑齒輪的圓周速度 0.8 時(shí)，一般采用潤滑脂潤滑，否則應(yīng)采用潤滑油潤滑。潤滑油的粘度可根據(jù)齒輪的材料和圓周速度，在表1713中查取，然后由表1711或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選定潤滑油的牌號。用潤滑油的齒輪潤滑方法有浸油潤滑、飛濺潤滑、壓力噴油潤滑等，潤滑方式選擇及注意事項(xiàng)見表1714。（2）開式、半開式齒輪傳動(dòng)的潤滑  開式齒輪傳動(dòng)一般速度較低、載荷較大、接觸灰塵和水分、工作條件差且油易流失。為維持潤滑油膜，應(yīng)采用粘度很

11、高、防銹性好的開式齒輪油。速度不高的開式齒輪也可采用脂潤滑。開式齒輪傳動(dòng)的潤滑可用手工、滴油、油池浸油等方式供油。2滾動(dòng)軸承的潤滑滾動(dòng)軸承可采用油潤滑或脂潤滑。潤滑方法可按軸承類型與dn 值選取?！拘〗Y(jié)】3、 潤滑的作用和技術(shù)。4、 潤滑脂的作用和應(yīng)用。【作業(yè)】 見教案首頁 【引入】 復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容并引入新課。【教學(xué)內(nèi)容】13.3潤滑方式與潤滑裝置（一） 1、稀油潤滑    1）分散潤滑    （1）間歇無壓潤滑：潤滑裝置用油壺、壓配式油杯、B型C型彈簧蓋油杯，利用簧底油壺或其它油壺將油注入孔中，油沿著摩擦表面流散形成暫時(shí)性

12、油膜，適用于輕負(fù)荷或低速、間歇工作的摩擦副，如開式齒輪、鏈條、鋼絲繩以及一些簡易機(jī)械設(shè)備。    （2）間歇壓力潤滑：潤滑裝置有直通式壓注油杯、接頭式注油杯、旋蓋式注油杯，利用油槍加油，適用于載荷小、速度低、間歇工作的摩擦副，如金屬加工機(jī)床、汽車、拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)器等。    （3）連續(xù)無壓潤滑：    油繩、油墊潤滑：潤滑裝置有A型彈簧蓋油杯毛氈制的油墊，利用油繩、油墊的毛細(xì)管產(chǎn)生的虹吸作用向摩擦副供油，適用于低速、輕負(fù)荷的軸套和一般機(jī)械。    滴油潤滑：潤滑裝置有針閥式注

13、油杯，利用油的自重一滴一滴地流到摩擦副上，滴落速度隨油位改變，適用在數(shù)量不多而又容易靠近的摩擦副上如機(jī)床導(dǎo)軌、齒輪、鏈條等部位的潤滑。    油杯、油鏈、油輪潤滑：潤滑裝置有套在軸頸上的油環(huán)、油鏈，固定在軸頸上的油輪，油環(huán)套在軸頸上作自由旋轉(zhuǎn)，油輪則固定在軸頸上。這些潤滑裝置隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將油從油池帶入摩擦副的間隙中形成自動(dòng)潤滑，一般適用于軸頸連續(xù)旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)速度不低于50-60r/min的水平軸的場合。如潤滑齒輪和蝸輪減速機(jī)、高速傳動(dòng)軸和其它一些機(jī)械的軸承。    油池：潤滑原理是油池潤滑即飛濺潤滑，是由裝在密封機(jī)殼中的零件所作的運(yùn)動(dòng)來實(shí)

14、現(xiàn)的，主要是用來潤滑減速機(jī)內(nèi)的齒輪裝置、齒輪圓周速度不應(yīng)超過12-14m/s。   （4）連續(xù)壓力潤滑    強(qiáng)制潤滑：潤滑裝置為柱塞式油泵時(shí)，裝在機(jī)殼中的柱塞油泵，靠它的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)供油，適用于要求油壓在10MPa以下，潤滑油需要量不大和支承相當(dāng)大載荷的摩擦副；潤滑裝置為葉片式油泵時(shí)，葉片泵可裝在機(jī)殼中，也可與被潤滑的機(jī)械分開，靠轉(zhuǎn)子和葉片轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)供油，適用于要求油在0.3MPa以下、潤滑油需要量不太多的摩擦副、變速箱等；潤滑裝置為齒輪泵，齒輪泵可裝在機(jī)殼中，也可與被潤滑的機(jī)械分開，靠齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)供油，適用于要求油壓在1MPa以下

15、、潤滑油需要量多少不等的摩擦副。    噴射潤滑：潤滑裝置為油泵、噴射閥，：采用油泵直接加壓實(shí)現(xiàn)噴射，適用于圓周速度大于12-14m/s用飛濺潤滑效率較低時(shí)的閉式齒輪。    油霧潤滑：潤滑裝置為油霧發(fā)生器凝縮嘴，以壓縮空氣為能源，借油霧發(fā)生器將潤滑油形成油霧，隨壓縮空氣管道送至凝縮嘴，凝縮成較大的油滴后，再在送入摩擦副，實(shí)現(xiàn)潤滑。適用于高速度的滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承、齒輪、蝸輪、鏈輪及滑動(dòng)導(dǎo)軌等各種摩擦副上。    2）集中潤滑    連續(xù)壓力潤滑：潤滑裝置為稀油潤滑站，潤滑站

16、是由油箱、油泵、過濾器、閥等元件組成。用管子輸送定量的壓力油到各潤滑點(diǎn)。主要用于金屬切削機(jī)床、軋鋼機(jī)等設(shè)備的大量潤滑點(diǎn)或某些不易靠近的或靠近有危險(xiǎn)的潤滑點(diǎn)。    2、干油潤滑    1）分散潤滑    （1）間歇無壓潤滑：沒有潤滑裝置，靠人工潤滑脂涂到摩擦表面上，用在低速粗糙機(jī)器上。    （2）連續(xù)無壓潤滑：潤滑裝置為設(shè)備的機(jī)殼，將適量的潤滑脂填充在機(jī)殼中而實(shí)現(xiàn)，適用于轉(zhuǎn)速不超過3000r/min、溫度不超過115的滾動(dòng)軸承、圓周速度在4.5m/s以下的摩擦副、重載荷的齒

17、輪傳動(dòng)和蝸輪傳動(dòng)、鏈、鋼絲繩等。    （3）間歇壓力潤滑：潤滑裝置有旋蓋式油杯、壓注式油杯（直通式與接頭式），旋蓋式油杯是靠旋緊杯蓋而造成的壓力將潤滑脂壓到摩擦副上，壓注油杯是利用專門的帶配帽的油（脂）槍，將油脂壓入摩擦副，旋蓋式油杯一般適用周圍速度在4.5m/s以下的各種摩擦副，壓注油杯用于速度不大或負(fù)荷小的摩擦部件，以及當(dāng)部件的構(gòu)造要求采用小尺寸的潤滑裝置時(shí)使用。    2）集中潤滑    （1）間歇壓力潤滑：潤滑裝置為安裝在同一塊板上的壓注油杯，用油槍將脂壓入摩擦副，適用于布置在加油不方便的地位上

18、的各種摩擦副。    （2）壓力潤滑：潤滑裝置為手動(dòng)干油站，利用儲油器中的活塞，將潤滑脂壓入油泵中，當(dāng)搖動(dòng)手柄時(shí)，油泵的柱塞即擠壓潤滑脂到給油器，并輸送到潤滑點(diǎn)，適用于單獨(dú)設(shè)備的軸承及其它摩擦副供送潤滑脂。    （3）連續(xù)壓力潤滑：    電動(dòng)干油站，柱塞泵通過電機(jī)、減速機(jī)帶動(dòng)，將潤滑脂從貯油器中吸出，經(jīng)換向閥，順著給油主管向給油器壓送，給油器在壓力作用下開始動(dòng)作，向各潤滑點(diǎn)供送潤滑脂，適用于潤滑各種軋機(jī)的軸承及其他摩擦元件，此外也可以用于高爐、鑄鋼、破碎、燒結(jié)、吊車、電鏟以及其它重型機(jī)械設(shè)備中。

19、60;   風(fēng)動(dòng)干油站，用壓縮空氣作能源，驅(qū)動(dòng)風(fēng)泵，將潤滑脂從貯油器中吸出，經(jīng)電磁換向閥，沿給油主管向各給油器壓送潤滑脂，給油器在具有壓力的潤滑脂和擠壓作用下動(dòng)作，向各潤滑點(diǎn)供送潤滑脂，用途范圍與電動(dòng)干油站一樣。尤其在大型企業(yè)如冶金工廠，具有壓縮空氣管網(wǎng)設(shè)施的廠礦，或在用電源不方便的地方等可以考慮使用。    多點(diǎn)干油泵，由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（電動(dòng)機(jī)、齒輪、蝸輪蝸桿）帶動(dòng)凸輪，通過凸輪偏心矩的變化使柱塞進(jìn)行徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不停頓地定量輸送潤滑脂到潤滑點(diǎn)（可以不用給油器等其它潤滑元件。），適用于重型機(jī)械和鍛壓設(shè)備的單機(jī)潤滑，直接向設(shè)備的軸承座及各種摩擦副自動(dòng)

20、供送潤滑脂。    3、固體潤滑    1）整體潤滑：不需要任何裝置，材料本身實(shí)現(xiàn)潤滑。主要材料有石墨、尼龍、聚四氟乙烯、聚酰亞胺、聚對羥基苯甲酸、氮化硼、氮化硅等。主要用于不宜使用潤滑油、脂或溫度很高（可達(dá)1000）或低溫、深冷以及耐腐蝕等部位。    2）覆蓋膜潤滑：用物理或化學(xué)方法將石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯、聚對羥基苯甲酸等材料，以薄膜形式覆蓋于其他材料上，實(shí)現(xiàn)潤滑。    3）組合、復(fù)合材料潤滑：用石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯、聚對羧基甭甲酸、氯化石墨等與其他材料作成

21、組合或復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)潤滑作用。    4）粉末潤滑：把石墨、二硫化鉬、二硫化鎢、聚四氟乙烯等材料的微細(xì)粉末，直接涂敷于摩擦表面或盛于密閉容器（減速器殼體、汽車后橋齒輪包）內(nèi)，靠攪動(dòng)使粉末飛揚(yáng)撒在摩擦表面實(shí)現(xiàn)潤滑，也可用氣流將粉末送入摩擦副。后者既能潤滑又能冷卻。這些粉末也可均勻地分散于潤滑油、脂中，提高潤滑效果，也可作為糊膏狀或塊狀使用。    4、氣體潤滑    強(qiáng)制供氣潤滑。用潔凈的壓縮空氣或其他氣體，作為潤滑劑摩擦副。如氣體軸承等。其特點(diǎn)為提高運(yùn)動(dòng)精度?！拘〗Y(jié)】潤滑方式和潤滑裝置?！咀鳂I(yè)】 見教案首頁 【引入】 密封的功能一是防止機(jī)器內(nèi)部的液體或者氣體從兩零件的結(jié)合面間泄漏出去，二是防止外部的雜質(zhì)、灰塵侵入，保持機(jī)械零件正常工作的必要環(huán)境。起密封作用的零、部件稱為密封件或密封裝置，簡稱密封。 【教學(xué)內(nèi)容】13.3潤滑方式與潤滑裝置（二）13.4密封方式與密封裝置一、密封的類型 密封按被密封的兩結(jié)合面之間是否有相對運(yùn)動(dòng)而分為靜密封和動(dòng)密封兩大類。動(dòng)密封又按密封件和被密封面間是否有間隙分為接觸式動(dòng)密封和非接觸式動(dòng)密封。 二、密封的選擇 1、密封形式的選擇密封的形式五花八門，多種多樣，作用和原理各不相同，在實(shí)際使用過程中，要根據(jù)使用