稀油潤滑液壓系統(tǒng)設(shè)計

前言事物總是不斷發(fā)展的，永遠不會停留在一個水平上，“變”是永恒的。目前的潤滑技術(shù)和潤滑油品．就是由于生產(chǎn)不斷發(fā)展，不斷提出新的、更苛刻的要求，一步步發(fā)展起來的，而且必將更快地繼續(xù)發(fā)展下去?！白儭斌w現(xiàn)在潤滑劑的種類、潤滑方式和對油品的評價上。潤滑劑的發(fā)展歷程，首先是為了減少磨檫，將動植油加到摩擦副的表面上，并取得顯著效果。其后，為了降低潤滑劑的成本、延長油品使用壽命、改善其耐高低溫性能，使用礦物油。在工藝潤滑領(lǐng)域里，為了改善潤滑劑的散熱性能、降低成本。逐漸大量使用乳化液、微乳液。20世紀50年代以后，對機械設(shè)備提出節(jié)能、長壽命的要求。新型、高效潤滑油添加劑的種類和性能不斷發(fā)展，潤滑劑的性能大幅度提高，帶來第一次油品更新?lián)Q代。潤滑油向著“高性能化、低粘化、通用化”的方向發(fā)展。20世紀末。環(huán)保問題已經(jīng)形成全世界共同遵守的準則，并成為我國的一項基本國策，國家制定了不少法規(guī)，加大了環(huán)境管理力度，環(huán)保成問題，已經(jīng)成為潤滑技術(shù)發(fā)展必須跨越的難關(guān)。當前的任務(wù)，是迅速發(fā)展性能好、用量少、壽命長、可生物降解的環(huán)保型潤滑油。原始的潤滑方式，是手澆、油杯，逐漸發(fā)展到灌注式浸油潤滑。其后．為了提高潤滑劑的冷卻牲能、便于清除污染物、保證油品能輸送到最需要的部位，發(fā)展了大油箱、循環(huán)式噴油潤滑。20世紀60--70年代，為了獲得良好的、均勻潤滑效果，帶走部分熱量。降低能耗，減少設(shè)備占用空間，發(fā)展丁油霧潤滑。其后，由于油霧潤滑對潤滑油的利用率低，只有60％；油霧化后，有20％-60％的潤滑油通過排氣進入外界空氣中，成為可吸入油霧，對人體肺部極其有害，并污染環(huán)境。近20年．為了保護環(huán)境、節(jié)約油品、提高設(shè)備壽命、實現(xiàn)程控化，發(fā)展了油氣潤滑和MQL(最小油量潤滑)潤滑。潤滑方式的“變”，進入到一個新時代。潤滑在機械設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)和維護保養(yǎng)中起著重要的作用。

1)控制摩擦

對摩擦副進行潤滑后，由于潤滑劑介于對偶表面之間，使摩擦狀態(tài)改變，相應(yīng)摩擦因數(shù)及摩擦力也隨之改變。試驗證明：摩擦因數(shù)和摩擦力的大小，是隨著半干摩擦、邊界摩擦、半流體摩擦、流體摩擦的順序遞減的，即使在同種潤滑狀態(tài)下，因潤滑劑種類及特性不同不相同。

2)減少磨損

摩擦副的粘著磨損、磨粒磨損、表面疲勞磨損以及腐蝕磨損等，都與潤滑條件有關(guān)。在潤滑劑中加入抗氧化和抗腐蝕添加劑，有利于抑制腐蝕磨損；而加入油性和極壓抗磨添加劑，可以有效地減輕粘著磨損和表面疲勞磨損；流體潤滑劑對摩擦副具有清洗作用，也可相輕磨粒磨損。

3)降溫冷卻

降低摩擦副的溫度是潤滑的一個重要作用。眾所周知，摩擦副運動時必須克服摩擦力而作功，消耗在克服摩擦力上的功全部轉(zhuǎn)化為熱量，其結(jié)果將引起摩擦副溫度上升。摩擦熱的大小與潤滑狀態(tài)有關(guān)，干摩擦熱量最大，流體摩擦熱量最小，而邊界摩擦的熱量則介于兩者之間。因此，潤滑是減少摩擦熱的有效措施。摩擦副溫度的高低，除了與摩擦熱的高低有關(guān)最好，半固體潤滑劑的散熱性則介于兩者之間。由此可見，用液體潤滑劑不僅可以實現(xiàn)液潤滑，減少摩擦熱的產(chǎn)生，而且還可以將摩擦熱及時地帶走。

4)防止腐蝕

摩擦副不可避免地要與周圍介質(zhì)接觸，引起腐蝕、銹蝕而破壞。在摩擦副對偶表面上，若有含防腐、防銹添加劑的潤滑劑覆蓋時，就可避免或減少由腐蝕而引起的損壞。

上述四點是潤滑的主要作用。對于某些潤滑而言，還有如下所述的獨特作用。

5)密封作用

半固體潤滑劑具有自封作用，它不僅可以防止?jié)櫥瑒┝魇?，而且還可以防止水分和雜質(zhì)等的侵入。使用在蒸汽機、壓縮機和內(nèi)燃機等設(shè)備上的潤滑劑，不僅能保證潤滑，而且也使氣缸與活塞之間處于高度密封的狀態(tài)，使之在運動中不漏氣，起到密封作用并提高了效率。

6)傳遞動力

有不少潤滑劑具有傳遞動力的作用，如齒輪在嚙合時，其動力不是齒面間直接傳遞，是通過一層潤滑膜傳遞。液壓傳動、液力傳動都是以潤滑劑作傳動介質(zhì)而傳力的。

7)減振作用

所有潤滑劑都有在金屬表面附著的能力，且本身的剪切阻力小，所以在摩擦副對偶表面受到?jīng)_擊載荷時，也都具有吸振的能力。如汽車的吸振器就是利用油液減振的，當汽車車體上下振動時，就帶動吸振器中的活塞在密封液壓缸中上下移動，缸中的油液則逆著活塞運方向，從活塞的一端流向另一端，通過液體摩擦將機械能吸收而達到穩(wěn)定車體的目的。1緒論1.1課題選擇的意義回顧2004年和2005年上半年，展望未來中國機械工業(yè)的發(fā)展，我們不難看到，中國機械行業(yè)得到了前所未有的高速發(fā)展。在21世紀，世界機械工業(yè)進入前所未有的高速發(fā)展階段，特別是作為有“世界工廠”之稱的中國，機械行業(yè)更是迅猛發(fā)展。在向機械行業(yè)提供了新的機遇的同時，也向我們提出的新的挑戰(zhàn)；機械行業(yè)涉及面相當廣泛，如：工程、建筑、汽車、船舶、電子、石化、電力、電氣、儀器儀表、物流、醫(yī)療、飲食、環(huán)保、紡織等等，涉及到一個國家的國計民生的方方面面，都是國家支柱性的重要行業(yè)，對這些行業(yè)的發(fā)展和影響也起著至關(guān)重要的作用。機械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設(shè)水平的主要標志之一。在跨過二十一世紀的今天，機械水平更能說明一個國家的整體水平，機械工業(yè)肩負著為國民經(jīng)濟各個部門提供技術(shù)裝備和促進技術(shù)改造的重要任務(wù)。特別是我國進入世界貿(mào)易組織之后，對我國的機械行業(yè)是個機遇，更是一個艱難的挑戰(zhàn)。因此作為二十一世記得主人，我們更應(yīng)該通過做大量的設(shè)計制造和廣泛的使用各種先進的機器，以便能加快我國國民經(jīng)濟的增長速度，加快我國現(xiàn)代化建設(shè)。設(shè)備潤滑是設(shè)備維護工作的重要組成部分，而且其作用日顯突出。設(shè)備潤滑工作包括潤滑管理與潤滑技術(shù)兩個范疇。近年來，潤滑技術(shù)發(fā)展迅速，在設(shè)備工程領(lǐng)域中的地位顯著提高，成為四大工程技術(shù)之一。在機械運動副摩擦表面發(fā)生相對運動時，由于表面直接接觸并產(chǎn)生摩擦阻力，使機械所傳遞的一部分能量由于摩擦使表面發(fā)熱而消耗掉，這樣就消耗了能量，磨損了機件。潤滑的作用是在摩擦表面形成能承受部分或全部載荷的潤滑油劑膜，將兩個運動副摩擦表面分開，起到潤滑作用，使金屬與金屬之間的摩擦轉(zhuǎn)化成具有較低剪切強度的油膜分子之間的內(nèi)摩擦，從而降低了摩擦阻力與表面磨損，減少了能耗，延長了設(shè)備使用壽命。各類機械設(shè)備都是靠其機構(gòu)的運轉(zhuǎn)來實現(xiàn)其預定功能的。相互接觸的機器零件在運動中不可避免地產(chǎn)生摩擦，并導致機件產(chǎn)生磨損。摩擦依潤滑狀態(tài)不同可分為：干摩擦、邊界摩擦和液態(tài)摩擦。為了降低摩擦，減少磨損，降低能耗，提高設(shè)備運行效率，常用的措施就是在設(shè)備相對運動的部位進行潤滑。就邊界摩擦而言，其潤滑原理為：潤滑劑的分子與零件摩擦表面結(jié)合而形成邊界膜，從而不同程度地降低摩擦系數(shù)，減少或防止零件磨損。任何機械設(shè)備都是由若干零部件組合而成的，在機械設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中，可動零部件會按規(guī)定的接觸表面作相對運動，有接觸表面的相對運動就有摩擦，就會消耗能量并造成零部件的磨損。有人估計世界能源的1/3～1/2消耗于摩擦發(fā)熱，大約有80％的零件損壞是由于磨損而引起的。由此可見，由于摩擦與磨損所造成的損失是十分驚人的。因此，加強機械設(shè)備潤滑，對提高摩擦副的耐摩性和機械設(shè)備的可靠性，延長關(guān)鍵零部件的使用壽命，降低機械設(shè)備使用維修費用，減少機械設(shè)備故障，都有著重大意義。據(jù)統(tǒng)計，約有40％的機械設(shè)備故障是由于潤滑不正確引起的。例如，我國各地汽車輪轂軸承的潤滑曾推廣采用空毅潤滑技術(shù)（即只在軸承內(nèi)裝滿潤滑脂，在輪轂空腔內(nèi)只填1/3～1/2容積的潤滑脂，而不像過去采用裝滿的方法），使輪毅發(fā)熱減少，相應(yīng)降低了輪轂和軸承的溫度而減少了潤滑脂的流失，同時還避免了因潤滑脂流到制動鼓和蹄片上而使制動失靈。

為了挖掘機械設(shè)備潛力，提高勞動生產(chǎn)率，對舊機床的摩擦副及潤滑系統(tǒng)進行技術(shù)改造有著十分重要的意義。特別是重型機床、精密機床及高效自動化機床，常常由于軸承、導軌及其它重要摩擦副存在缺陷而發(fā)生故障或達不到所需要的加工精度與能力，以致長期無法使用。近20多年來，由于在一些舊機床上應(yīng)用流體靜壓潤滑技術(shù)和固體潤滑技術(shù)，取得了較好的效果。例如，東方電機廠應(yīng)用流體靜壓潤滑技術(shù)改造了大批舊機床，不但恢復了機床的精度，而且使機床的工作性能大大提高（有一臺立式車床經(jīng)靜壓改造后，使機床加工工件的重量從160t提高到280多t）?？梢?，機械設(shè)備潤滑是一件非常重要的大事，涉及面很廣泛，有著廣闊的發(fā)展前途，值得重視。稀油潤滑站是稀有潤滑系統(tǒng)的心臟，用來將潤滑液強制的壓送到機器的摩擦部位。在相對運動的機器零件間形成油膜，減少零件的摩擦、磨損，同時對摩擦部位進行清洗，并帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，保證機器正常的運轉(zhuǎn)，延長機器的使用壽命。稀油潤滑站由油站、儀表盤和電器控制箱三部分組成。它主要是用于冶金、礦山、鍛壓、電力、化工、輕工、水泥、港口等機械設(shè)備的稀油潤滑系統(tǒng)中，通常安裝在機器附近的地下油庫或地坑中。潤滑機理與潤滑油1.2稀油潤滑站的結(jié)構(gòu)及工作原理稀油潤滑站主要由油箱、齒輪泵裝置、過濾器（雙筒網(wǎng)式油過濾器和磁過濾器），列管式冷卻器、儀表控制裝置、管道、閥門等組成。結(jié)構(gòu)為整體式。工作時，油液由齒輪泵從油箱中吸出，經(jīng)單向閥、雙筒網(wǎng)式過濾器、列管式冷卻器，被直接送到設(shè)備的潤滑點，油站最高工作壓力0.4MPa，最低工作壓力為0.1MPa，根據(jù)潤滑點的要求，通過調(diào)節(jié)安全閥確定使用壓力，當油站的工作壓力超過安全閥的調(diào)定壓力時，安全閥自動打開，多余的油液即流回油箱。1.3稀油潤滑站的機構(gòu)特點1)設(shè)有備用泵稀油潤滑站有兩臺泵，一臺工作，一臺備用，正常工作下工作油泵運行，當系統(tǒng)壓力低于壓力調(diào)節(jié)器的調(diào)定值時，備用油泵投入工作，保證向主機繼續(xù)供送潤滑油。2)雙筒網(wǎng)式油過濾器放在列管式冷卻器之前油在過濾器中通過能力與其粘度有關(guān)，黏度大通過能力差，反之通過能力好，油溫高，則粘度下降，通過能力好過濾效果也較好，改變先冷卻后過濾的缺點。3)采用GLL型列管式冷卻器GLL型列管式冷卻器，按JB/ZQ4004-86生產(chǎn)，冷卻效果好、重量輕、體積小，并且壓力降大大小于板式換熱器，在工作壓力本身不高的稀油循環(huán)潤滑系統(tǒng)中使用時比較合理的。列管式冷卻器進油溫度50℃，出油溫度42℃，進水溫度28℃，進水壓力0.2～0.3MPa。4)采用雙筒網(wǎng)式冷卻器采用雙筒網(wǎng)式冷卻器有兩組過濾濾芯，一組濾芯工作，一組濾芯備用，當工作濾芯需要更換時，用轉(zhuǎn)換閥使備用濾芯工作，即可取出原工作濾芯，更換濾網(wǎng)。此油過濾器結(jié)構(gòu)緊湊，接管簡單，不設(shè)旁路，更換方便。5)回油口設(shè)有磁性過濾器可將回油中的細小鐵磁物質(zhì)吸附過濾，保證油的純度。6)配有儀表盤和電控箱所有顯示儀表均裝在儀表盤上，兩只普通壓力表用來直接觀察油站出口及油泵油壓，兩只壓力調(diào)節(jié)器控制油站出口油壓，實現(xiàn)油壓有控。一只雙針雙管壓力表，測量雙筒網(wǎng)式過濾器的油壓降，一只電接點壓力式溫度計觀察、控制油溫。電控箱隨稀油潤滑站的工作制度實現(xiàn)自動控制。正常工作時，油泵一臺工作一臺備用，有時生產(chǎn)設(shè)備耗油量由于某種原因增加時，則系統(tǒng)壓力下降，當降到調(diào)定值時（一般低于正常工作壓力0.05MPa）通過壓力調(diào)節(jié)器控制，備用泵自動開啟，與工作泵一起工作，直到恢復正常時，備用泵自動停止，若油壓繼續(xù)下降到另一調(diào)定值時（一般為0.2～0.25MPa），則通過另一壓力調(diào)節(jié)器控制，發(fā)出事故警報。雙筒網(wǎng)式過濾器的一組過濾器濾芯工作，一組過濾濾芯備用，在進出油口處接有雙針雙管壓力表，當壓差超過0.1MPa時，人工換向，備用濾芯工作，取出原工作濾芯，清洗或更換。油站出油口，接有壓力式電接點溫度計，根據(jù)供油溫度的要求，調(diào)至最高和最低兩個界限（一般為38～43℃），在最低點時，信號燈亮，人工開啟油用電加熱器進行加熱，當油溫升至最高點時，自動切斷油用電加熱器，停止加熱。2稀油潤滑液壓系統(tǒng)的初步設(shè)計稀油潤滑液壓系統(tǒng)的設(shè)計與其主機的設(shè)計是緊密聯(lián)系的，往往同時進行，互相協(xié)調(diào)。在已知其公稱壓力和公稱流量的基礎(chǔ)上，有機的結(jié)合工況，對整個系統(tǒng)和各個元件進行并行的設(shè)計，充分發(fā)揮稀油潤滑系統(tǒng)的優(yōu)點，將設(shè)計過程盡量做到最優(yōu)。2.1稀油潤滑液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟1)明確設(shè)計方案；2)進行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；3)制定基本方案，擬定潤滑系統(tǒng)原理圖；4)選擇系統(tǒng)中各元件；5)對稀油潤滑系統(tǒng)進行性能校驗；6)繪制工作圖，編制技術(shù)文件。2.2稀油潤滑壓系統(tǒng)綠色設(shè)計原則該設(shè)計原則是在傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)設(shè)計中通常依據(jù)的技術(shù)原則、成本原則和人機工程學原則的基礎(chǔ)上納入環(huán)境原則，并將環(huán)境原則置于優(yōu)先考慮的地位。1)資源最佳利用率原則少用短缺或稀有有原材料，盡量尋找其代用材料，多用廢料，余料或回收材料作為原材料；提高產(chǎn)品的可靠性和使用壽命；盡量減少產(chǎn)品中材料的種類，以利于產(chǎn)品廢棄后的有效回收等。2)能量損耗最少原則盡量采用相容性好的材料，不采用難以回收或無法回收的材料；在保證產(chǎn)品耐用的基礎(chǔ)上，賦予產(chǎn)品合理的使用壽命，努力減少產(chǎn)品使用過程中的能量消耗。3)零污染原則盡量少用或不用有毒有害的原材料。4)技術(shù)先進性原則優(yōu)化產(chǎn)品性能，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中樹立“小而精”的設(shè)計思想，有同一性能情況下，通過產(chǎn)品的小型化盡量節(jié)約資源的使用量，如采用輕質(zhì)材料，去除多余的功能、避免過度包裝等，減輕產(chǎn)品重量；簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提倡“簡而美”的設(shè)計原則，如減少零部件數(shù)目，這樣既便于裝配、拆卸，又便于廢棄后的分類處理；采用模塊化設(shè)計，此時產(chǎn)品是由各功能模塊組成，既有利于產(chǎn)品的裝配、拆卸，又便于廢棄后的回收處理，在設(shè)計過程中注重產(chǎn)品的多品種及系列化；采用合理工藝，簡化產(chǎn)品加工流程，減少加工工序，簡化拆卸過程，如結(jié)構(gòu)設(shè)計時采用易于拆卸的連接方式、減少緊固件用量、盡量避免破壞性拆卸方式等；盡可能簡化產(chǎn)品包裝且避免產(chǎn)生二次污染。5)整體效益最佳原則考慮產(chǎn)品對環(huán)境產(chǎn)生的附加影響，提供有關(guān)產(chǎn)品組成的信息，如材料類型及其回收再生性能等。2.3潤滑系統(tǒng)綠色設(shè)計1)工作介質(zhì)污染控制潤滑系統(tǒng)一思想污染物、入侵污染物和生成污染物。在產(chǎn)品設(shè)計過程中應(yīng)本著預防為主、治理為輔的原則，充分考慮如何消除污染源，從根本上防止污染。在設(shè)計階段除了要合理選