机械装置的润滑与密封

潘存云教授研制
弹簧盖油杯
机械装置的润滑与密封
3. 油环润滑
机械装置的润滑与密封
滴油润滑
甩油环
冷 却 器
油泵
4.浸油润滑
5.飞溅润滑 6.压力润滑
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二、脂润滑方式及装置
润滑脂流动性、冷却效果较差，多用于低中速 机械的润滑。
1.手工润滑 2.油杯润滑 3.集中润滑
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机械装置的润滑与密封
1、接触式密封 接触式密封包括毡圈密封、橡胶密封等。由于密封件 与轴或其它配合件直接接触，工作时产生摩擦磨损并使温 度升高，所以适用于中、低速运转条件下轴承的密封。 （1）毡圈密封 图15.12为几种毡圈密封的装置图，c）图为使用双毡 圈密封，效果更好。
a）
b）
c）
图15.12毡圈密封装置机械装置的润滑与密封
190
用于重型机床导轨、
210
矿山机械的润滑。
用于汽轮机、发电机等
180
高速高负荷轴承和各种
小型液体润滑轴承
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3) 相对粘度 指在一定条件下，利用某种规格的粘度计，通过测
定润滑油穿过规定孔道的时间来进行度量的粘度。 恩氏粘度（˚ Et） ----中国惯用
常用的有： 赛氏通用秒（SUS）----美国惯用 雷氏秒 ----英国惯用
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二．滚动轴承的润滑
滚动轴承的润滑剂可以是润滑脂、润滑油或固 体润滑剂。一般情况下，轴承采用脂润滑，但在 轴承附近已经具有润滑油源时（如变速箱内本来 就有润滑齿轮的油），也可采用润滑油润滑。具 体选择可按速度因数 dn值来定。d代表轴承内径 （mm）；n代表轴承转速（r/min），dn值间接 地反映了轴颈的圆周速度，当dn＜(1.5-2)105 mm·r/min时，一般滚动轴承可采用润滑脂润滑， 超过这一范围宜用润滑油润滑。
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缺点：摩擦损耗较大、机械效率低，不适 宜高速场合。
（二）润滑脂的主要质量指标 1、滴点 指润滑脂受热后从标准的测量杯孔中开始滴下
第一滴油时的温度。它是润滑脂在高温时的工作 极限。选择润滑脂时应使其最高工作温度低于滴 点15℃～20℃。
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2、锥入度
锥入度用来表示润滑脂粘稠软硬的程度。锥入度 越小，润滑脂越稠，承载能力越强，越不易进入并 充满润滑空间；锥入度越大，流动性越好，过大则 易泄漏。
到的最高温度。它是润滑油在低温下工作的一个 重要指标，直接影响到机器在低温下的启动性能 和磨损情况。
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4.Fra Baidu bibliotek点
润滑油在标准容器中加热所蒸发的油气，遇火焰 即能发出闪光时的最低温度。是衡量油易燃性的指 标。对于在高温下工作的机器，这是一个重要参数。 一般要求工作温度比油的闪点低30-40℃ 。
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三、齿轮传动的润滑和效率
开式齿轮常用人工定期润滑。可用润滑油或润滑脂。 闭式齿轮传动的润滑方式由圆周速度v确定。 当v≤ 12 m/s时，采用油池润滑。 当v > 12 m/s时，采用油泵喷油润滑。
油池润滑
采用惰轮的油池润滑 喷油润滑 适用于多级齿轮， 且大小不等的场合。
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机械装置的润滑与密封
a）
b）
c）
图15.14间隙式密封
（2）迷宫式密封(图15.15)。 根据迷宫曲路的伸展方向，迷宫的布置可以是径向的(
图15.15a)或轴向的(图15.15b)。图15.15c中为组合迷 宫式密封。
机械装置的润滑与密封
a）
b）
c）
图15.15迷宫式密封
迷宫式密封可用于油润滑和脂润滑的轴承中，防尘防漏
运动粘度与相对粘度之间的换算关系： 润滑油的牌号与运动粘度有一定的对应关系，如：牌
号为L-AN10的油在40℃时的运动粘度大约为10cSt。
润滑油的粘度越大，形成的油膜越厚，承载能力 越大，内部阻力越大，流动性越差。
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2.粘--温特性 温度 t ↑ → η ↓ 粘度指数越大，表面粘度随温度的变化越小， 粘--温特性越好。 3.凝点 润滑油在规定的条件下，不再自由流动时所达
• 润滑的主要作用： 1. 减少摩擦，降低磨损；2.降温冷却 2. 3.防止腐蚀；4.减振作用；5.密封作用 • 密封的主要作用： 1. 阻止液体、气体工作介质以及润滑剂泄漏 2. 2.防止灰尘、水分进入润滑部位。
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§15-1 常用润滑剂及选择
气体润滑剂----空气 分类 液体润滑剂----润滑油
理由：1)v过高，油被甩走，不能进入啮合区； 2)搅油过于激烈，使油温升高，降低润滑性能； 3)搅起箱底沉淀的杂质，加剧轮齿的磨损。
表13-6 齿轮传动润滑油粘度荐用值
圆周速度 v (m/s)
齿轮材料 强度极限 <0.5 0.5~1 1~2.5 2.5~5 5~12.512.5 ~25 >25
运动粘度 v/cSt（40℃ ）
油效果较好，密封可靠，无摩擦损失，基本上不受圆周速
度的限制。但结构复杂，制造安装不便
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（3）挡油环（板）式密封 图15.16a为挡油环式，用于脂密封，防止油侵入轴承
中使润滑脂流失；图15.16b为挡油板式，用于油密封， 既可阻止轴承中油的泄出，又可阻止外部油流冲击或杂物 的侵入。挡油盘（环）随轴一起转动，转速越高密封效果 越好。
• 集中供油装置 a) 简单的少数点位集中供油 b) 设备中心、车间及工厂级集中供油 泵站+(稳压+冷却)+过滤+分配器+工位润滑
手动润滑泵
电动润滑泵
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§15-3 常用传动装置的润滑
一、滑动轴承的润滑
大部分可以用油润滑，见表15-3选取 对于要求不高，速度v小于5m/s，难以经常 供油的非液体摩擦滑动轴承，可用脂润滑。见 表15-4选取。
塑料、铸 铁、青铜
350 220 150 100 80 55
450~1000 500 350 220 150 100 80 55
钢 1000~1250 500 500 350 220 150 100 80
渗碳或表 面淬火钢
1250~1580
900
500
500 350 220
150 100
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半固体润滑剂----润滑脂 固体润滑剂
一、润滑油
（一）润滑油的性能指标 1.粘度-重要指标，选择润滑油的主要依据。粘度 表征液体流动的内摩擦特性。粘度值越高，油越 稠。
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1) 动力粘度
A、B两板之间充满了液体， B板静止，A板水平移动速度为v。 由于液体与金属表面的吸附作用， A板表面的液体速度为v，而B板 表面的液体速度为0。两板之间 的速度呈线性分布。
（2）橡胶密封 图15.13中，a）图主要用于防止漏油，而且随着油压的 增大，唇部与轴贴得更紧；b）图主要用于防尘；c）图既 可防止漏油，又可防止灰尘等侵入。
a）
b）
图15.13橡胶密封
c）
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2、非接触式密封 非接触式密封中密封件不与轴或配合件直接接触，可用 于高速运转轴承的密封。 （1） 间隙式密封（图15.14） 图15.14a为缝隙式间隙，即在轴和轴承盖的之间留一 个极窄的缝隙，径向间隙通常为0.1~0.3 mm，适用于环 境比较干净的脂润滑轴承；若在轴承盖上车出环形沟槽( 图15.15b)并填以润滑脂，可提高密封效果，沟槽数不应 少于3；图15.14c则在轴或轴套上开有“W”形槽，用来 甩回渗漏的油，并在端盖上开回油孔（槽），适用于油润 滑，速度不限。
A
y dy
du
B
ox
y
液体层与层之间摩擦切应力：
实验结果：τ=η
du dy
--牛顿液体流动定律
--流体中任意点处的切应力与该处的速度梯度成正比。
η----液体的动力粘度，简称粘度。
单位： N · s /m2 (Pa ·s) 称为泊 。
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2) 运动粘度
工程中常用运动粘度：ν =
η ρ
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（三）常用润滑脂
分类
钙基润滑脂 ----工程上应用最广 钠基润滑脂 锂基润滑脂 铝基润滑脂
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三、固体润滑剂
用固体粉末代替润滑油膜的润滑，称为固体润滑。 最常见的固体润滑剂有石墨、二硫化钼、二硫化 钨、聚四氟乙烯等。 固体润滑剂耐高温、高压，因此适用于速度低、 载荷特重或温度很高、很低的特殊条件下及不允许 有油、脂污染的场合。
单位m2/s 称为斯St
表4-1 常用常用润滑油的主要性质
名称
代号
40 ℃的粘度 凝点 闪点(开式) mm2/s ≤ C ≥ C
主要用途
L-AN7 6.12~7.48 -10 110
全损耗
L-AN10 9.0~11.0 -10
125
系统用油 L-AN15 13.5~16.5 -10 165
GB443-89 L-AN32 28.8~32.2 -10 170
（二）常用润滑油
有机油----动、植物油
种类： 矿物油----石油产品， 化学合成油
矿物油来源充足、成本低廉、稳定性好、因 而应用最广。
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选用原则： 1) 载荷大、温度高的轴承，宜选用粘度大的油； 2) 载荷小、转速高的轴承，宜选用粘度小的油；
二、润滑脂
（一）组成： 润滑油与各种稠化剂（钙、钠、铝、锂等金属皂） 混合稠化而成，习惯上称黄油。 优点：密封简单、不需要经常添加、不易流失；对 速度和温度不敏感，适用范围广。
L-AN46 41.4~50.6 -10 180
用于高速底负荷机械、 精密机床、纺织纱锭的 润滑和冷却。
普通机床的液压油。 用于一般滑动轴承、 齿轮、蜗轮的润滑
L-AN68 61.2~74.8 -10
L-AN100 90~110
0
汽轮机油 L-TSA32 28.8~35.2 -7 GB11120-89 L-TSA46 41.4~50.6
§15-4 机械装置的密封
密封的选择
使用时，应根据压力、速度、工作温度等工作条 件，选择经济、合理的密封类型和结构。
密封件大部分都有相应的标准和规格，应尽量选用 标准件。
根据被密封表面是否有相对运动，密封分为静密 封和动密封。
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一、静密封
结合面平整、光洁，在螺栓固紧压力下贴紧 而密封。
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§15-2 常用润滑方式及装置
一、油润滑方式及装置 （一）间歇供油
潘存云教授研制
潘存云教授研制
旋盖式油杯 脂用 压注式油杯
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单体供油装置 油壶，油杯，油枪
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（二）连续供油
1.滴油润滑
2.芯捻润滑
潘存云教授研制
针阀 式油 杯
与润滑油相比，润滑脂稠度大，不易流失，密封 简单，不需经常添加，承载能力较强，
但物理、化学性能没有润滑油稳定，且摩擦损耗 大，流动性和散热性差，更换润滑脂时需停机后拆 开机器。根据上述特性，润滑脂常用在加、换油不 方便的地方；使用要求不高或灰尘较多的场合；速 度低、载荷大或做间歇、摇摆运动的机械等。
a）
b）
图15.16挡油环（板）式密封 机械装置的润滑与密封
3、组合式密封 在工作中可以把以上介绍的各种密封装置适当组 合起来使用，会使密封效果更为有效和可靠，如图 15.16所示。
机械装置的润滑与密封
脂润滑因润滑脂不易流失，故便于密封和维护， 且一次充填润滑脂可运转较长时间。油润滑的优 点是比脂润滑摩擦阻力小，并能散热，主要用于 高速或工作温度较高的轴承（1/3-1/2）。
润滑油的粘度可按轴承的速度因数dn和工作温 度t来确定。油量不宜过多，如果采用浸油润滑 则油面高度不超过最低滚动体的中心，以免产生 过大的搅油损耗和热量。高速轴承通常采用滴油 或喷雾方法润滑。
机械装置的润滑与密封
2020/11/18
机械装置的润滑与密封
• 摩擦现象是自然界中普遍存在的物理现象。摩 引 言 擦会使机器效率降低，温度升高，表面磨损。过 大磨损会使机器丧失精度，产生振动和噪音，缩 短寿命。
• 世界上使用的能源大约有1/3-1/2 消耗于摩擦。 如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节 省能源。
一般，结合面的间隙小于5µm,且需研磨加工。
静密封
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二、动密封
密封方法可分三大类：接触式密封，非接触式 密封和组合式密封。它们的密封型式、适用范围 和性能可查阅表。
动密封又分为： 1）接触式密封：利用各种密封圈或毡圈密封，仅 适用于中、低速场合。 2）非接触式密封：密封部位相互运动的结合面间 不接触，可适用于运动速度较高的场合，主要有沟槽 密封、迷宫密封等。 3）组合式密封：是将几种密封结构组合在一起使 用，可发挥两者的优点，使密封更为有效和可靠。