机械设计基础_第11章机械装置的润滑与密封.ppt

第11章 机械装置的润滑与密封 11.1 润滑和密封的作用 11.2 润滑剂及其选择 11.3 润滑方式和润滑装置 11.4 常用传动装置和典型零部件的润滑 11.5 密封装置 思考与练习 第11章 机械装置的润滑与密封 机器运行时，由于相对运动构件间的摩擦，造成运动副接触表面会产生磨损，消耗大量能量。其后果是破坏零件的配合尺寸和强度，当磨损量超过允许极限时会导致失效，直接影响机械的使用寿命。当然有些机械是利用摩擦进行工作的，但绝大部分机械都产生着无用的摩擦损耗。据估计，世界上总能源的1/3~1/2消耗在摩擦损耗上，并且有80％的零件报废是由于磨损所致。所以，为了减少摩擦磨损，对各种机械产品，在运动副处采用合理的润滑，具有重要意义。 机械装置联接处及运动件与不动件之间有间隙，为了阻止机器零件中液体、气体工作介质以及润滑剂泄漏，防止外部灰尘、水、气体以及其他杂质进入润滑部位，保证工厂环境卫生，降低成本，必须设置密封装置。 11.1 润滑和密封的作用 11.1.1 润滑的主要作用 1. 减小摩擦，减轻磨损 一般金属或非金属直接接触产生干摩擦，其摩擦系数约为0.1~0.15。加入润滑剂后，在摩擦表面形成一层薄膜，可防止金属直接接触，从而大大减小摩擦、磨损。若液体润滑剂形成的油膜能完全把两相互接触的表面隔开，则形成液体摩擦，其摩擦系数小于0.01~0.001，在半液体摩擦和边界摩擦时，其摩擦系数也仅为0.05。这样会提高机械的使用效率并延长机械的使用寿命。 11.1 润滑和密封的作用 2．降温冷却 机器的运动副运动时必须克服摩擦力的作用而作功,消耗的功转化为热量，这会引起运动副温度升高。使用润滑剂后可以大大降低接触面间的摩擦系数，减少摩擦热；并且若使用液体润滑剂，因其具有流动性，可及时带走摩擦时产生的热量，保证运动副的温度不会升得过高。 3．防止腐蚀　润滑剂中一般都含有防腐、防锈添加剂，当润滑剂覆盖在运动副表面上时，就可避免或减少由腐蚀而引起的损坏。 11.1 润滑和密封的作用 4．减振缓冲 润滑剂都有在金属表面附着的能力，且本身的剪切阻力小，所以在运动副表面受到冲击载荷时，具有吸振和缓冲的能力。 5．密封 半固体润滑剂具有自封作用，一方面可以防止润滑剂流失，另一方面可以防止水分和杂质的侵入。 此外，润滑还能起清洗、减少噪声等作用。因此，在机器的设计和使用中，润滑是一个非常重要的问题。 11.1 润滑和密封的作用 11.1.2密封的主要作用 1. 防止液体、气体等工作介质和润滑剂的泄漏 2. 防止灰尘、水及有害介质等进入润滑部位 （研究润滑技术的目的是使机器的摩擦表面之间建立并保持所需要的润滑状态。它的内容包括正确地选用润滑剂品种和用量，采用合理的润滑方式，改善润滑剂的性能并保持润滑剂的质量等。） 11.2润滑剂及其选择 合理选择和使用润滑剂，是保证机器正常运行的重要技术措施。常用的润滑剂按物态形式分为液体润滑剂、半固体润滑剂、固体润滑剂和气体润滑剂，其中应用最多的是润滑油和润滑脂。良好的润滑可以达到节省能源、延长零件使用寿命、保证机器正常运转的目的。 11.2润滑剂及其选择 11.2.1 润滑油 润滑油是应用最广泛的液体润滑剂。 1. 润滑油的性能指标 1）粘度 润滑油在外力作用下流动，由于液体分子间的引力，流层间产生剪切力，阻碍彼此相对运动，使各层的速度不相等，这种性质称为粘性。润滑油的粘性是非常重要的特性，其大小用粘度来反映，分为动力粘度、运动粘度和相对粘度。 11.2润滑剂及其选择 如图11—1所示，两平行平板之间充满有一定粘度的润滑油，设板B固定不动，板A以速度ν沿χ方向运动。因润滑油对表面有吸附作用，板B表面层的润滑油与板B均静止不动，板A表面层润滑油与板A以相同速度ν一起运动。两板之间润滑油的速度变化为一斜线，即可看成是液体作一层层的错动。 实验表明，牛顿液体流动时，剪切力与动力粘度及速度变化率成正比。表达式为 11.2润滑剂及其选择 式中为液体层单位面积上的摩擦阻力；为常数，即液体的动力粘度，“—”表示方向与速度增量方向相反。 假设A、B板的面积各为1m2，相对距离h=1m，作用在板A上的力为1N时，板A产生的速度恰好为1m/s，这种液体的动力粘度为1N·s/m2或1Pa·s。 运动粘度是润滑油的动力粘度与同温度下该液体的密度的比值。其表达式为 式中为液体的运动粘度，单位是m2/s； 为液体的动力粘度，单位是Pa·s；为同温度下液体的密度，单位是kg/m3。