【正文】 設(shè)備潤滑管理與油液監(jiān)測 2023年 7月 第一部分： 設(shè)備管理、維修與油液監(jiān)測 第三部分： 潤滑與潤滑材料 第四部分： 典型設(shè)備與零部件潤滑 第二部分： 摩擦學(xué)基礎(chǔ) 第一部分 設(shè)備管理、維修與油液監(jiān)測 21世紀(jì)科技發(fā)展迫切要求解決的問題 節(jié)能 降耗 環(huán)保 安全 現(xiàn)代設(shè)備的特點(diǎn) 大功率、小體積、重量輕、高速化、精密化、功能多樣化及高級化、微電子化、自動化、高可靠性、環(huán)境好 對設(shè)備管理提出了更高的要求 潤滑是設(shè)備管理的重要方面 設(shè)備管理、潤滑與維修 ? 設(shè)備維修是設(shè)備管理的重要內(nèi)容 ? 設(shè)備潤滑是設(shè)備維修的重要組成部分 ? 油液監(jiān)測是設(shè)備潤滑管理中的重要環(huán)節(jié) ? 油液監(jiān)測是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的主要手段之一 設(shè) 備 潤 滑 可維修性 可 靠 性 設(shè)計 制造 用戶 全壽命 裝置、方式、材料、管理、監(jiān)測 …… 設(shè)備合理潤滑（ GB/T1360892 “合理潤滑技術(shù)通則”） ： 在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)允許條件下，為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的可靠運(yùn)行、性能改善、降低摩擦功耗、減少溫升和磨損及潤滑劑的消耗量，對設(shè)備的潤滑設(shè)計、潤滑系統(tǒng)的運(yùn)行操作和使用潤滑劑的品種、性能等所采取的各種技術(shù)措施，國外稱之為設(shè)備全優(yōu)潤滑。由于投資回報率，日本也稱之為“潤滑經(jīng)濟(jì)”。 合理潤滑的投資回報率高 節(jié)約創(chuàng)造財富 設(shè)備合理潤滑主要技術(shù)內(nèi)容 （ 1） 評估設(shè)備潤滑當(dāng)前存在的問題； （ 2） 根據(jù)設(shè)備類型 /工況 /環(huán)境等條件合理選用潤滑劑和潤滑裝置； （ 3） 控制設(shè)備油液污染 ， 實(shí)現(xiàn)主動維護(hù)； （ 4） 對關(guān)鍵設(shè)備及需要按質(zhì)換油的設(shè)備進(jìn)行定期油液分析 ， 了解設(shè)備潤滑磨損狀態(tài) ， 實(shí)現(xiàn)預(yù)知性維修； （ 5） 建立規(guī)范的潤滑管理制度并強(qiáng)化執(zhí)行 。 設(shè)備合理潤滑 企業(yè)有待開發(fā)的大金礦 （ 1）提高設(shè)備可靠性，保障運(yùn)行安全，減少停機(jī)損失和維修費(fèi)用； （ 2）延長設(shè)備使用壽命，降低購置費(fèi)用； （ 3）降低能源消耗； （ 4）延長油品壽命，降低潤滑油油耗； （ 5）減少對環(huán)境的污染，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。 設(shè)備維修方式的進(jìn)步 ?失 效 后 修 理 ?定 期 維 修 制 先進(jìn)的 ?預(yù)知性維修 狀態(tài)監(jiān)測 傳統(tǒng)的 ?主動維修 污染控制 機(jī)械設(shè)備 特征運(yùn)動方式 主要失效原因 對應(yīng)狀態(tài)監(jiān)測手段 材料斷裂 材料磨損 材料腐蝕 振動監(jiān)測 油液監(jiān)測 腐蝕監(jiān)測 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 往復(fù)運(yùn)動 靜態(tài) 油液監(jiān)測服務(wù)于設(shè)備維修 ? 支持預(yù)防維修（ Preventive Maintenance）：－－延長維修周期、換油期 ? 支持預(yù)知維修（ Predictive Maintenance）：－－早期預(yù)報故障，避免失修和過修 ? 支持主動維修（ Proactive Maintenance）： －－發(fā)現(xiàn)并消除故障的根本原因，延長設(shè)備、零部件和油品的壽命 企業(yè)的部分潤滑問題 ? 潤滑規(guī)程不清晰或沒有； ? 買最便宜的或最貴的潤滑油； ? 潤滑知識老化或僅僅來自于潤滑油廠商； ? 潤滑停留在幾十年以前的水平，例如： 使用機(jī)械油、有油就行； ? 按時換油，而不是按質(zhì)換油； ? 類似的潤滑問題重復(fù)出現(xiàn)。 潤滑新理念 ? １．工業(yè)騎在 10um的潤滑油膜上 ? ２．潤滑油（脂）是最重要的機(jī)械零部件，是維修工唯一能控制的部件 ? ３．合理潤滑可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益 潤滑污染控制的重要性 ? 英國流體協(xié)會的液壓系統(tǒng)壽命研究表明：液壓油污染度為 10/7時的系統(tǒng)壽命為 24/21時的系統(tǒng)壽命的 100倍 。 ? SKF的軸承壽命研究表明：軸承潤滑的污染狀況可使軸承的壽命相差 500倍。 SKF新軸承壽命理論 舊理論： L10=（ C/P） P 新理論： L10 a， a= aSKF L 10 aSKF 50 Ln a a= a1 L10 a a = a1 aSKF L10 油液監(jiān)測 通過定期檢測設(shè)備中的在用潤滑劑，來早期預(yù)報潤滑劑劣化、潤滑劑污染和部件異常磨損，以便及早采取措施，預(yù)防事故的發(fā)生 。 設(shè)備潤滑狀態(tài) 異常 停機(jī)警告 維修決策 油液監(jiān)測 設(shè)備磨損狀態(tài) 潤滑油分 析 磨損顆粒成分與形貌分析 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的 真實(shí)狀態(tài) 正常 定期 注 意 警 告 強(qiáng)化方案 基礎(chǔ)油 添加劑變化 表觀 、 本質(zhì)變化 磨損金屬 污染金屬 添加劑 油品常規(guī)理化分析 油品質(zhì)量 合理選油 按質(zhì)換油 設(shè)備 潤滑 狀態(tài)分析 污染度 測試 液壓系統(tǒng) 其它系統(tǒng) 紅外光譜 發(fā)射光譜 直讀鐵譜 分析鐵譜 旋轉(zhuǎn)鐵譜 磨損方式 磨損類型 磨粒識別 設(shè)備 磨損 狀態(tài)分析 直讀鐵譜 分析鐵譜 濾膜分析 計算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 專家經(jīng)驗(yàn) 監(jiān)測數(shù)據(jù) 綜合結(jié)論 分析判斷 監(jiān) 測 報 告 反饋信息 用 戶 PQ指數(shù) 磨損金屬 總磨損值 紅外光譜圖 發(fā)射光譜趨勢圖 鐵譜照片 —— 切削磨損 鐵譜照片 —— 鋁合金磨粒 鐵譜照片 —— 腐蝕磨粒 油液監(jiān)測的成功關(guān)鍵 ?采用狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng) ?獲得有代表性的油樣 ?報告內(nèi)容準(zhǔn)確而完整 ?對所報告信息正確診斷 ?及時進(jìn)行維護(hù)工作 ?現(xiàn)場反饋 用戶的主要受益 ?減少意外停機(jī)時間 ?降低維修成本 ?延長設(shè)備使用壽命 ?提高投資回報 ?實(shí)現(xiàn)按質(zhì)換油，延長換油周期 ?防止突發(fā)性重大設(shè)備事故和人身傷亡事故 ?有利于節(jié)能和環(huán)保 ?實(shí)現(xiàn)設(shè)備現(xiàn)代化科學(xué)管理 ?設(shè)備零故障、零缺陷、零庫存、零事故、零差錯 1． 油液監(jiān)測＝油品常規(guī)理化指標(biāo)檢測 2．油液監(jiān)測＝鐵譜分析或鐵譜＋光譜分析 3．油液監(jiān)測只適用于大設(shè)備 4．強(qiáng)調(diào)趨勢分析和異常磨損分析，忽視理 化與油質(zhì)分析 5．測試方法不規(guī)范，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確 油液監(jiān)測的誤區(qū) 1． 不是多種檢測方法的簡單組合 2． 摩擦學(xué)領(lǐng)域多學(xué)科綜合應(yīng)用技術(shù) 3． 以最經(jīng)濟(jì)的手段獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益 4． 強(qiáng)調(diào) “ 臨床 ” 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累和診斷準(zhǔn)確性 油液監(jiān)測的實(shí)質(zhì) 油液監(jiān)測中的取樣問題 取樣是油液監(jiān)測中的重要環(huán)節(jié) 注意取樣的代表性 循環(huán)系統(tǒng)取樣 ? 最佳的取樣位置不是油液流過管路中的直線部分而是拐角和彎管這些油液呈紊流狀態(tài)的區(qū)域。垂直安裝在系統(tǒng)循環(huán)管線的直線部分上的取樣閥往往會引起顆粒流失，導(dǎo)致進(jìn)入油樣瓶中的顆粒濃度的減少。將取樣閥安裝在管線拐角及轉(zhuǎn)彎處可以消除這種影響 。 壓力管線取樣 ? 4種不同的方式 便攜式減壓管取樣 頂針閥取樣 球閥取樣 便攜式頂針閥取樣 低壓循環(huán)系統(tǒng)中取樣 ? 當(dāng)排油管或回油管沒有足夠的壓力來取樣時，需要用到真空泵式取樣器。 油浸式潤滑的取樣 ? 柴油機(jī)，循環(huán)齒輪箱和循環(huán)壓縮機(jī) CAT新型號的發(fā)動機(jī)在進(jìn)過濾器前的適當(dāng)位置都安裝有取樣閥 第二部分 摩擦學(xué)基礎(chǔ) ? 摩擦的定義及類型 兩個相互接觸的物體在外力的作用下發(fā)生相對運(yùn)動或具有相對運(yùn)動趨勢時，在接觸面間產(chǎn)生切向的運(yùn)動阻力，叫摩擦力，這種現(xiàn)象叫摩擦。 按摩擦副的運(yùn)動形式分為：滑動摩擦、滾動摩擦、旋轉(zhuǎn)摩擦和復(fù)合摩擦。 按摩擦副表面的潤滑狀態(tài)分為：干摩擦、邊界摩擦、流體摩擦和混合摩擦。 ? 磨損過程 磨損是指摩擦副的對偶表面相對運(yùn)動時工作表面物質(zhì)不斷損失或產(chǎn)生殘余變形的現(xiàn)象。磨損過程是因?qū)ε急砻骈g的機(jī)械、化學(xué)與熱作用而產(chǎn)生。運(yùn)動副的磨損過程可分為：跑合階段、穩(wěn)定磨損階段和劇烈磨損階段。 ? 磨粒磨損 磨粒磨損是接觸表面作相對運(yùn)動時由外界硬顆?；?qū)δケ砻嫔嫌驳奈⑼贵w ， 在摩擦過程中引起的表面擦傷和表面材料脫落的現(xiàn)象 。 磨粒磨損是最常見的磨損現(xiàn)象 。 據(jù)統(tǒng)計 ， 在生產(chǎn)中因磨粒磨損所造成的損失約占磨損總數(shù)的一半左右 。 一般說來 ， 磨粒磨損有三體磨粒磨損和兩位磨粒磨損兩種形式 。 磨粒磨損可以歸納為以下三種磨損機(jī)理：微觀切削 、 擠壓剝落和疲勞破壞 。 磨 粒 磨 損 機(jī) 理 和 磨 損 顆 粒 磨料磨損類型 ? 粘著磨損 粘著磨損是接觸表面相對運(yùn)動時 ， 由于粘著效應(yīng)所形成的粘著結(jié)點(diǎn)發(fā)生剪切斷裂 ， 被剪切的材料或脫落成磨屑 ， 或由一個表面轉(zhuǎn)移到另一個表面而造成的一種磨損 。 粘著磨損是一種常見的磨損形式，它的發(fā)生與發(fā)展十分迅速，容易使機(jī)器發(fā)生突然事故，造成巨大損失。 根據(jù)粘著結(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度和破壞位置的不同 ， 粘著磨損有以下幾種形式：涂抹 、 擦傷 、 膠合 、卡咬 。 粘 著 磨 損 機(jī) 理、 磨 損 顆 粒 和 磨 損 零 件 粘著磨損 ? 表面疲勞磨損 表面疲勞磨損 ， 有時稱為疲勞磨損 。 可以定義為 “ 當(dāng)兩個接觸體相對滾動或滑動時 ， 在接觸區(qū)形成的循環(huán)應(yīng)力超過材料的疲勞強(qiáng)度的情況下 ， 在表面層將引發(fā)裂紋 ， 并逐步擴(kuò)展 ，最后使裂紋以上的材料斷裂剝落下來的磨損過程 ” 。 既然它是一個疲勞過程 ， 那么表面疲勞磨損 ， 按裂紋萌生點(diǎn)不同可分為表層萌生與表面萌生疲勞磨損；按磨屑和疲勞坑的形狀不同可分為鱗剝和點(diǎn)蝕兩類 。 疲 勞 磨 損 機(jī) 理、 磨 損 顆 粒 和 磨 損 零 件 ? 腐蝕磨損 在氣體或液體的腐蝕環(huán)境中進(jìn)行摩擦 ，摩擦表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而生成反應(yīng)物 ， 這些反應(yīng)物繼續(xù)摩擦就會剝落 ， 這個過程反復(fù)進(jìn)行所造成的表面損傷 ， 稱為腐蝕磨損 。 因此 ， 腐蝕磨損必須兼有腐蝕和摩擦 。 常見的有氧化磨損和特殊介質(zhì)腐蝕磨損 。 銹 蝕 顆 粒 和 腐 蝕 磨 粒 設(shè)備磨損提示 ： （ 1）影響設(shè)備磨損的因素眾多，要具體分析；（ 2）設(shè)備磨損是個漸進(jìn)過程，短時難以察覺 ；（ 3）通過合理潤滑降低磨損速率可帶來長期經(jīng)濟(jì)效益，不會立竿見影。 ? 影響磨損的因素 ? 潤滑； ? 材料； ? 表面加工質(zhì)量； ? 機(jī)件的工作條件：載荷、速度、溫度、濕度及周圍環(huán)境、機(jī)件運(yùn)動副的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及運(yùn)動性質(zhì)。 第三部分 潤滑與潤滑材料 潤滑 ? 潤滑的作用 降低摩擦系數(shù)、減少磨損、降低溫度、防止腐蝕、保護(hù)金屬表面、清潔沖洗和密封。 ? 潤滑的類型 按潤滑劑的物質(zhì)形態(tài)可分為：氣體潤滑、流體潤滑、半固體潤滑和固體潤滑。 根據(jù)潤滑膜的形成機(jī)理和特征可分為以下五種：流體動壓潤滑、彈性流體動壓潤滑、流體靜壓潤滑、邊界潤滑和干摩擦狀態(tài)。 邊界潤滑 流體潤滑 潤滑形式 滑動軸承流體動壓潤滑 流體動壓潤滑 ? 彈性流體動壓潤滑 當(dāng)滾動軸承、齒輪、凸輪等高副接觸時，實(shí)際承載面積極窄小，使得接觸區(qū)內(nèi)產(chǎn)生高達(dá)幾千 MPa的壓力，導(dǎo)致較大的彈性變形。由于接觸壓力極高，潤滑油粘度由于粘壓效應(yīng)會增加許