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润滑系统教学课件第一章润滑基础概述润滑是现代工业设备正常运行的关键环节,合理的润滑可以有效降低能耗、延长设备使用寿命、减少维修成本本章将介绍润滑的基本概念、作用原理以及各种摩擦类型与润滑方式,为后续章节奠定理论基础润滑的定义润滑的历史润滑是一种工程技术,通过在相对早在古代,人类就开始使用动物油运动的表面之间引入润滑物质,降脂和植物油作为润滑剂现代润滑低摩擦阻力和表面磨损,提高机械技术起源于工业革命时期,并随着效率石油工业的发展而迅速进步润滑的重要性什么是润滑?润滑是将润滑剂引入两个相对运动表面之间,减少摩擦和磨损的技术通过在摩擦表面之间形成一层油膜,使固体摩擦转变为液体摩擦,从而显著降低摩擦系数,减少能量损失,延长设备使用寿命润滑原理润滑油分子在金属表面形成吸附膜,当压力增大时,润滑油分子排列更加紧密,形成多分子层保护膜在高温高压条件下,润滑油中的极压添加剂会与金属表面发生化学反应,形成坚固的保护膜,进一步减少摩擦和磨损润滑状态根据相对运动表面之间的接触程度和润滑油膜的厚度,润滑状态可分为•流体润滑摩擦表面完全被润滑油膜分开,摩擦系数最低•混合润滑部分表面接触,部分被油膜分开•边界润滑油膜极薄,摩擦表面有大量直接接触润滑油分子在金属表面形成保护膜,将两个运动表面分开润滑技术的演进从简单的动物油脂到现代复杂的合成润滑油,润滑技术经历了从经验到科学的飞跃现代润滑技术已成为精密工程中不可或缺的组成部分润滑的主要作用减少摩擦与磨损冷却机械部件润滑油形成连续油膜,将两个运动表面分开,减少直接接触,摩擦系数可从干摩擦润滑油具有良好的导热性,可吸收摩擦产生的热量并带走,防止局部过热在内燃的降至,显著减少能量损失同时,减少磨损可延长设备寿命,机中,约的热量通过润滑系统带走,有效防止活塞、气缸等过热变形
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0.0130-40%降低维修成本清洗摩擦表面密封作用润滑油在流动过程中可将摩擦表面产生的金属屑、氧化物等杂质带走,保持表面清在活塞环与气缸壁之间,润滑油形成液体密封,防止气体泄漏;在轴承处,润滑油洁优质润滑油还具有分散性能,可将杂质悬浮在油中而不沉积在表面防止外部灰尘进入,同时防止润滑油自身泄漏,保持系统完整性润滑的其他作用防锈防腐润滑油覆盖金属表面,隔绝空气和水分,防止氧化腐蚀减少噪音降低摩擦和振动,有效减少设备运行噪音••减震缓冲液体润滑油具有一定的弹性,可吸收冲击载荷,减轻设备振动提高效率减少能量损失,提高机械传动效率••传递动力在液压系统中,润滑油同时作为工作介质传递动力•摩擦类型与润滑方式摩擦类型润滑方式12滑动摩擦滚动摩擦两个接触表面相对滑动产生的摩擦,如活塞与气缸壁之当一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦,如间、滑动轴承中的摩擦滑动摩擦力较大,易产生磨滚动轴承中的摩擦滚动摩擦系数远小于滑动摩擦,但损,需要良好的润滑条件仍需润滑以减少滚动体与保持架之间的滑动摩擦3流体摩擦完全由流体分子之间的内摩擦构成,无固体表面直接接触流体摩擦系数最小,是理想的润滑状态,但实际工作中往往是混合摩擦状态斯特里贝克曲线表明,在不同润滑状态下,摩擦系数与载荷、速度和粘度的关系是变化的在边界润滑区,摩擦系数高;在流体润滑区,摩擦系数低且稳定主要润滑方式边界润滑压力润滑弹性流体润滑在低速、高载荷或启动停车时,油膜极薄,不足以完全分离通过外部压力将润滑油压入摩擦表面,形成楔形油膜,适用摩擦表面,此时主要依靠润滑油中的极压添加剂与金属表面于高速、重载条件,如曲轴主轴承、连杆轴承等形成化学保护膜来减少磨损润滑减少金属直接接触的微观机理上图是电子显微镜下拍摄的金属表面摩擦示意图,清晰展示了润滑前后的显著差异可以观察到,无润滑状态下,金属表面的微观凸峰直接接触,产生严重的黏着和磨损;而有润滑油存在时,两个表面之间形成了连续的润滑油膜,有效防止了金属直接接触金属表面的微观结构即使经过精密加工的金属表面,在微观尺度上仍然存在大量的凹凸不平实际接触面积通常只有表观接触面积的至这些微小的接触点承受着1/10001/10000巨大的局部压力,容易产生变形、黏着和磨损无润滑状态的摩擦机理润滑状态的摩擦机理微观凸峰之间产生弹性和塑性变形润滑油分子在金属表面形成吸附膜••金属表面原子间产生黏着力流体动力学效应形成承载油膜••相对运动时需克服黏着力和变形阻力极压添加剂与金属表面形成化学反应膜••金属表面发生黏着、磨粒和疲劳磨损润滑油膜承担载荷,防止金属直接接触••摩擦热进一步加剧表面损伤摩擦系数降低,磨损大幅减少••90-99%研究表明,有效的润滑可以将摩擦系数从无润滑状态的降低到,减少以上的摩擦损失,同时磨损率可降低数百至数千倍
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0.0199%第二章润滑油的组成与分类润滑油是润滑系统的核心媒介,其性能直接影响设备的运行状态和使用寿命本章将详细介绍润滑油的组成、分类以及性能特点,帮助学员理解如何根据设备工况选择合适的润滑油润滑油的历史发展润滑油的市场规模从早期的动植物油到现代合成润滑全球润滑油市场年消耗量约万3800油,润滑油经历了三次重大技术革吨,中国是全球最大的润滑油消费命矿物油基础油的应用、添加剂国,年消耗量约万吨,占全球650技术的突破和合成润滑油的开发总量的17%润滑油的技术发展趋势长寿命化、高性能化、环保化和专业化是现代润滑油发展的主要趋势,越来越多的设备使用专门定制的润滑油配方润滑油的组成基础油添加剂基础油是润滑油的主要成分,占总量的70-99%,决定润滑油的基本物理化学性能基础油主要分为矿物油添加剂是润滑油中的重要组分,虽然含量较少(通常1-30%),但对改善润滑油性能起着决定性作用添加和合成油两大类剂可分为以下几类矿物油改善润滑性能的添加剂•来源通过蒸馏和精制石油获得•抗磨剂减少磨损,如ZDDP(锌二烷基二硫代磷酸盐)•特点价格低廉,应用广泛,适应性好•极压剂承受高压,防止烧结•缺点高温稳定性、低温流动性较差•油性剂增加油膜强度和附着力•应用大多数一般工业设备和车辆保护金属表面的添加剂合成油•防锈剂形成保护膜,防止金属锈蚀•来源通过化学合成方法制备•防腐剂中和酸性物质,防止腐蚀•特点性能优异,温度范围宽,寿命长•金属钝化剂减少金属催化氧化•缺点价格较高,与某些密封材料相容性问题维持油品性能的添加剂•应用高温、低温、高速、重载等苛刻条件•抗氧化剂延缓油品氧化变质•清净分散剂清洗和分散杂质•粘度指数改进剂改善粘温特性基础油分类()API1509-2021美国石油学会(API)在标准API1509-2021中根据加工工艺和性能将基础油分为五类,这一分类体系已成为国际通用标准类溶剂精制矿物油类加氢裂解矿物油类深度加氢异构脱蜡油I IIIII通过溶剂萃取、溶剂脱蜡和氢精制等工艺生产的传统矿物油采用加氢工艺处理的矿物油,硫含量和芳烃含量更低采用催化加氢异构化等先进工艺生产的高品质矿物油,性能接近合成油•饱和烃含量≥90%•饱和烃含量85%•硫含量≤
0.03%•饱和烃含量≥90%•硫含量
0.03%•粘度指数80-120•硫含量≤
0.03%•粘度指数80-120•特点氧化稳定性较好,色泽浅,应用广泛•粘度指数≥120•特点价格最低,性能一般,应用广泛•应用领域中高端车用润滑油、通用工业润滑油•特点优良的低温性能和氧化稳定性,被称为半合成油•应用领域工业润滑油、低端车用润滑油•应用领域高端车用润滑油、要求较高的工业设备类聚烯烃合成油()类其他合成油IVαPAO V通过乙烯聚合制得的α-烯烃经催化聚合而成的合成基础油除PAO外的其他合成基础油,包括多种化学结构不同的产品•结构线性碳链结构,分子量分布窄•特点优异的粘温性能、氧化稳定性和低温流动性•聚醚油(PAG)优异的润滑性,用于压缩机和制冷系统•应用领域全合成机油、航空润滑油、低温设备•酯类油(POE)良好的生物降解性,用于环保润滑油•硅油极宽的使用温度范围,用于特殊环境•烷基萘高温稳定性好,用于高温设备基础油的选择直接影响润滑油的性能和使用寿命随着设备要求的提高,更多高性能设备倾向于使用III类、IV类和V类基础油配制的润滑油添加剂分类功能添加剂非功能添加剂功能添加剂直接改善润滑油的特定性能,是现代润滑油配方中不可或缺的组成部分非功能添加剂主要改善润滑油的物理性能和使用性能,提高润滑油的适用性清净剂粘度指数改进剂清洗发动机内部沉积物,中和酸性物质,防止活塞环粘连主要有磺酸盐、水杨酸盐和酚酸盐等添加量一般为改善润滑油的粘温特性,减少温度变化对粘度的影响主要有聚甲基丙烯酸酯、聚异丁烯2-8%等添加量一般为1-10%抗氧化剂抗泡剂阻断润滑油氧化链反应,防止油品变质主要有胺类、酚类和硫磷类化合物添加量一般为
0.5-2%长期高温工降低润滑油表面张力,加速气泡破裂,防止泡沫引起的润滑不良主要有有机硅类化合作的设备尤为重要物添加量极少,一般为
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0.005%极压剂降凝剂在高压下与金属表面发生化学反应,形成保护膜,防止烧结和拉伤主要有硫磷类化合物,如ZDDP添加量一改善润滑油的低温流动性,防止蜡晶生长,降低倾点主要有聚甲基丙烯酸酯等添加量般为
0.5-3%一般为
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0.5%复合添加剂防锈剂复合添加剂是将多种功能添加剂按照特定配方混合而成的添加剂包,可以简化润滑油的配制过程,保在金属表面形成保护膜,隔绝水分和氧气,防止金属锈蚀主要有磺酸盐、羧酸盐等添加量一般为
0.1-1%证添加剂之间的相容性•内燃机油复合添加剂包含清净剂、分散剂、抗氧剂等•齿轮油复合添加剂包含极压剂、抗氧剂、防锈剂等•液压油复合添加剂包含抗磨剂、抗氧剂、防锈剂等添加剂技术是润滑油配方的核心机密,也是润滑油性能提升的关键不同的添加剂组合可以赋予润滑油特定的性能特点润滑油分类标准润滑油分类标准是选择合适润滑油的重要依据中国采用GB/T498与国际ISO6743系列标准相对应的分类方法,按用途将润滑油分为18类ISO-L-A1全损耗系统用油,如二冲程发动机油2ISO-L-B防锈油和防锈脂ISO-L-C3齿轮油,包括开式齿轮油和闭式齿轮油4ISO-L-D内燃机油,如汽油机油和柴油机油ISO-L-E5汽轮机油,包括蒸汽轮机油和燃气轮机油其他常见润滑油类别特殊用途润滑油•ISO-L-F轴承和类似系统用油•食品级润滑油符合FDA或NSF H1标准,可偶然接触食品•ISO-L-G滑道油•生物降解润滑油环保型润滑油,在自然环境中易降解•ISO-L-H液压油•极寒用润滑油可在-60℃环境下正常使用•ISO-L-M金属加工油•极高温润滑油可在350℃以上环境中使用•ISO-L-P气动工具油•电绝缘润滑油具有高绝缘性能,用于变压器和开关设备•ISO-L-T汽轮机油•真空泵油低蒸气压,适用于高真空环境•ISO-L-U热处理油•ISO-L-X润滑脂正确选择润滑油类型是保证设备正常运行的第一步应根据设备制造商推荐的润滑油规格和设备的实际工况条件选择合适的润滑油润滑油分类体系与应用领域上图展示了润滑油从基础油到最终产品的分类流程和应用领域矿物油和合成油经过不同的加工工艺和添加剂配方,形成针对特定应用领域的润滑油产品矿物油与合成油的性能比较性能指标矿物油I/II类高级矿物油III类合成油IV/V类粘温特性一般良好优异氧化安定性一般良好优异低温流动性较差良好优异高温稳定性较差良好优异挥发性较高中等低生物降解性较差较差可良好特定类型价格低中高使用寿命短中长不同应用领域的润滑油选择建议根据设备工况和要求,选择合适的润滑油类型一般工业设备车用发动机特殊应用•普通负荷I/II类矿物油•普通乘用车II/III类矿物油•食品加工V类食品级合成油•高负荷II/III类矿物油+极压添加剂•高性能/赛车IV类PAO合成油•环保要求V类生物降解合成油•高温环境III类矿物油或IV类合成油•低温环境IV类PAO合成油•真空设备低蒸气压特种油•长换油周期III/IV类油•航空航天IV/V类高性能合成油第三章润滑系统结构与类型润滑系统是将润滑油输送到需要润滑的部位,并保证润滑油质量的机械系统良好的润滑系统设计是设备长期稳定运行的关键本章将介绍各种润滑系统的结构、类型及其适用条件润滑系统的基本功能润滑系统的选择依据储存、净化、输送润滑油,控制油设备类型、运行条件、负荷特性、温和油压,保证设备各摩擦部位得速度范围、环境温度、维护条件等到充分润滑,延长设备使用寿命因素都会影响润滑系统的选择润滑系统的发展趋势自动化、智能化、集中化是现代润滑系统的发展方向,通过传感器监测和智能控制实现润滑状态的实时监控和自动调整润滑系统的组成完整的润滑系统通常由储油装置、输送装置、分配装置、过滤装置、冷却装置、控制装置等部分组成,共同协作确保润滑油在适其他润滑系统组件当的时间、适当的压力和温度下输送到需要润滑的部位油冷却器当润滑油温度过高时,通过水冷或风冷方式降低油温,防止油品变质和设备过热润滑油道机油泵油温传感器监测润滑油温度,当温度异常时发出警报将润滑油输送到各摩擦部位的通道系统,包括主油道、分润滑系统的心脏,为系统提供动力,将润滑油从油底壳抽油压传感器监测系统油压,确保各润滑点获得足够压力油道和毛细油道在发动机中,主油道通常沿曲轴方向布出并加压输送到各润滑点常见类型有齿轮泵、转子泵和油位传感器监测油位,防止油量不足导致润滑不良置,分油道将油引至各主轴承,毛细油道则将油引至连杆叶片泵等泵的压力通常为
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0.5MPa,流量根据设备大分油器将油流按需分配到不同润滑点轴承和凸轮轴轴承等小而异滤清器阀门系统过滤润滑油中的杂质,保护设备免受磨损主要类型有控制润滑油的流量和压力,包括溢流阀、单向阀、压力调纸质滤芯、金属网滤芯、离心式滤清器等过滤精度通常节阀等溢流阀防止系统压力过高,单向阀防止油液倒为10-40微米,部分精密设备要求更高过滤精度流,压力调节阀维持稳定的系统压力油箱油底壳/储存润滑油的容器,同时具有散热、沉淀杂质的功能油箱容量通常为系统循环量的3-5倍,设有加油口、放油口、油位计、呼吸器等装置润滑系统的重要性研究表明,超过50%的机械故障与润滑系统问题直接相关良好的润滑系统设计和维护可将设备寿命延长2-3倍润滑系统类型根据润滑油的输送方式和压力状态,润滑系统可分为飞溅润滑系统、压力润滑系统和干式润滑系统三大类不同类型的润滑系统适用于不同的设备和工况条件特殊润滑系统循环润滑系统润滑油在封闭回路中循环流动,经过过滤和冷却后重复使用适用于大型设备和集中润滑场合飞溅润滑系统油雾润滑系统依靠运动部件搅动油池,将润滑油溅到需要润滑的部位结构简单,成本低,但润滑效果受速度和油位影响较大将润滑油雾化后通过气流输送到润滑点用于高速轴承和精密设备,油耗低,润滑均匀•优点结构简单,成本低,维护方便油气润滑系统•缺点润滑不均匀,受速度和温度影响大将微量润滑油通过压缩空气精确输送到润滑点用于高速主轴和精密设备,润滑精确,无污染•适用低速轻载设备,如小型减速器、简易发动机集中润滑系统通过中央控制系统,将润滑油按时按量输送到多个润滑点用于大型设备和生产线,便于管理和维护压力润滑系统利用油泵产生压力,通过油道将润滑油输送到各摩擦部位润滑效果好,可靠性高,是现代机械设备的主要润滑方式•优点润滑可靠,油量可控,适应性强•缺点结构复杂,成本高,需要动力源•适用高速重载设备,如发动机、压缩机、大型轴承干式润滑系统使用润滑脂或固体润滑剂,通过加注器定期补充结构简单,维护方便,适用于特殊环境和低速设备•优点密封性好,防尘防水,维护周期长•缺点散热性差,润滑效果有限•适用低速轻载或恶劣环境,如水泵、风机轴承等飞溅润滑系统示意飞溅润滑系统工作原理飞溅润滑系统是最简单的润滑方式,主要依靠运动部件如连杆、曲轴在旋转过程中搅动油池,将润滑油溅起形成油滴或油雾,润滑上部零件关键构造油勺/挖勺连接杆大端轴承盖下部设有油勺,随曲轴旋转时溅起油滴飞溅板位于油池上方,引导溅起的油滴流向特定部位油槽/集油槽收集溅起的油滴,通过重力作用引导油流向特定部位油底壳储存润滑油,通常设计有一定深度确保油勺能够浸入油中飞溅润滑系统工作原理图飞溅润滑系统特点优点缺点应用场合•结构极为简单,几乎不需要额外零件•润滑效果受速度影响大,低速时润滑不足•小型内燃机(如园林机械发动机)•成本低廉,制造和维护简便•油量难以精确控制,容易过量或不足•低速减速器和齿轮箱•无需外部动力源,利用设备自身运动提供润滑•润滑不均匀,远离油池的部位润滑不充分•简易压缩机•系统可靠性高,几乎没有故障点•散热能力有限,不适合高温高负荷工况•农业机械传动系统压力润滑系统示意压力润滑系统工作原理压力润滑系统是现代机械设备中最常用的润滑方式,通过油泵产生压力,将润滑油经过滤清器加压输送至各润滑点系统通常包含多级保护和监控装置,确保润滑可靠性压力润滑系统工作流程
1.机油泵从油底壳抽取润滑油
2.润滑油经过滤清器过滤杂质
3.油压传感器监测系统压力
4.溢流阀控制系统最大压力
5.润滑油通过主油道分配到各分油道
6.润滑油通过喷嘴或油孔到达摩擦表面
7.润滑油完成润滑后回流至油底壳
8.部分系统设有油冷却器控制油温压力润滑系统的监控装置油压表/传感器监测系统油压,通常保持在
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0.5MPa油温表/传感器监测油温,正常范围通常为60-100℃油位指示器监测油量,防止油量不足发动机压力润滑系统剖面图油质检测器监测油品状态,如含水量、污染度等压力润滑系统是现代高速、重载设备的标准配置,其可靠性和精确性是设备长期稳定运行的关键保障压力润滑系统的变体12全压力润滑系统半压力润滑系统所有摩擦部位均通过压力油道供油,适用于高速重载设备,如汽车发动机、大型压缩机等系统复杂但可靠性高,维护要求也较高主要轴承通过压力润滑,次要部位采用飞溅润滑,是全压力和飞溅润滑的结合平衡了系统复杂性和润滑效果,适用于中等负荷设备34定量润滑系统脉冲润滑系统通过精确计量装置控制每个润滑点的供油量,提高润滑精度和节油效果适用于精密设备和要求严格控制润滑量的场合间歇性地向润滑点提供压力润滑油,减少油耗,延长油品使用寿命适用于间歇工作的设备和不需要连续润滑的场合干式润滑系统应用干式润滑系统概述干式润滑系统主要使用润滑脂或固体润滑剂,通过润滑脂嘴(黄油嘴)定期注入润滑脂这种系统结构简单,密封性好,维护周期长,适用于恶劣环境和不便经常维护的场合润滑脂的组成润滑脂通常由基础油(70-90%)、增稠剂(5-15%)和添加剂(5-10%)组成增稠剂形成纤维状结构,将基础油包裹其中,使润滑脂具有半固体状态和良好的附着性常见润滑脂类型锂基润滑脂应用最广泛,水稳定性好,适用于-20℃至120℃温度范围钙基润滑脂防水性好,但耐温性差,适用于-20℃至60℃铝基润滑脂附着性好,抗水性优异,适用于湿润环境复合锂基润滑脂高温性能更好,适用于-30℃至150℃聚脲润滑脂耐高温、抗氧化性好,适用于高温和长寿命要求设备上的润滑脂嘴和手动加脂枪干式润滑系统的应用场合润滑系统结构示意图上图展示了典型压力润滑系统的完整结构,包括油泵、滤清器、油道、调压阀、冷却器等关键部件系统通过精心设计的油道网络,将润滑油输送到各个需要润滑的部位润滑系统关键部件功能油泵(图中处)调压装置(图中处)
1.A
3.C系统的动力源,负责产生油压和流量常见类型有控制系统压力,防止压力过高或过低齿轮泵结构简单,压力稳定,适用于大多数润滑系统溢流阀当压力超过设定值时开启,保护系统转子泵噪音低,效率高,适用于要求较高的场合减压阀将高压油降压后供给特定部位叶片泵流量均匀,压力稳定,适用于精密设备单向阀防止油液倒流,保持油压滤清器(图中处)冷却装置(图中处)
2.B
4.D过滤润滑油中的杂质,保护设备常见类型有控制润滑油温度,防止油品变质全流式滤清器所有油液都经过滤清器水冷式冷却器通过冷却水带走热量,冷却效果好旁路式滤清器部分油液经过滤清器,过滤精度更高风冷式冷却器通过空气冷却,结构简单,维护方便双联滤清器两个滤清器并联,可在不停机的情况下更换温控阀控制进入冷却器的油量,保持适宜温度润滑系统油道网络(图中处)E油道网络是润滑系统的血管系统,负责将润滑油输送到各润滑点主油道分油道毛细油道系统的主干线,直接与油泵相连,承担输送全部油量的任务主油道通常从主油道分出的次级油道,将油液分配到不同区域分油道直径小于主油直接连接到润滑点的最小油道,通常直径很小,仅提供特定润滑点所需的具有较大的直径,确保足够的流量和较低的流动阻力道,但仍需保证足够的油量供应多个润滑点油量通过控制毛细油道的直径可以调节不同润滑点的供油量良好的润滑系统设计需平衡油压、油量、过滤精度和冷却效果,确保各润滑点得到适量干净的润滑油,同时保持系统的可靠性和经济性第四章润滑油的检测与维护润滑油在使用过程中会逐渐劣化,定期检测润滑油的性能状态,及时进行维护和更换,是保证设备正常运行的重要环节本章将介绍润滑油的检测方法、维护措施以及更换周期的确定方法润滑油检测的重要性润滑油劣化的主要原因润滑油维护的经济效益润滑油检测是设备状态监测的重要手段,氧化、热分解、水分和杂质污染、添加剂合理的润滑油维护计划可将设备故障率降通过分析润滑油状态可以及早发现设备潜耗尽等因素会导致润滑油性能下降,影响低以上,延长设备使用寿命以50%30%在问题,避免重大故障设备正常运行上,显著降低维修成本和停机损失润滑油理化性能检测润滑油理化性能检测是评估润滑油状态的基本手段,包括常规检测和高级分析两个层次通过这些检测可以全面了解润滑油的使用状态和设备健康状况高级分析方法常规理化性能检测光谱分析粘度通过红外光谱(FTIR)或原子发射光谱(ICP-AES)分析润滑油中的元素含量和化学结构变化润滑油最重要的物理性能,直接影响润滑效果粘度变化超过±15%通常表明油品已劣化检测方法包括运动粘度计法(GB/T265)和旋转粘度计法等•检测磨损金属铁、铜、铝、铅、锡等•检测添加剂元素锌、钙、磷、硫等闪点•检测污染物硅(灰尘)、钠(冷却液)等•检测氧化产物羰基化合物、硝化物等安全性指标,反映润滑油的挥发性和安全性闪点降低通常表明轻质组分污染(如燃料稀释)检测方法为开口杯法(GB/T3536)或闭口杯法(GB/T261)铁谱分析酸值通过磁性收集润滑油中的铁磁性磨粒,分析磨损状态反映润滑油氧化程度的重要指标酸值升高表明油品氧化严重,可能导致设备腐蚀检测方法为电位滴定法(GB/T7304)•正常磨损细小颗粒,数量少•异常磨损大颗粒,形状不规则水分•严重磨损大量片状或卷屑状颗粒水分是润滑油的主要污染物之一,会导致乳化、腐蚀和添加剂失效检测方法包括卡尔费休法(GB/T260)和蒸馏法等机械杂质反映润滑油清洁度的指标,杂质过多会加速设备磨损检测方法包括滤纸法(GB/T511)和颗粒计数法(ISO4406)其他重要检测项目12润滑油系统清洗与油运润滑系统清洗系统气密性检测润滑系统清洗是维护工作的重要环节,特别是在首次使用、大修后或油品严重污染时,进行彻底清洗可以确保系统正常运行确保润滑系统无泄漏是维护工作的重要部分设备拆卸清洗•目视检查检查接头、密封处是否有油迹•压力测试在系统中施加额定压力,观察压力保持情况适用于大修或严重污染情况•荧光检测在油中加入荧光剂,用紫外灯检查泄漏点
1.完全拆卸相关部件,包括油箱、油道、滤清器等•气泡测试在可疑处涂抹肥皂水,观察是否有气泡形成
2.使用溶剂(如煤油、专用清洗剂)清洗零件油运过程中的质量保证
3.使用压缩空气吹干油道和缝隙
4.检查零件是否有磨损和损坏,必要时更换确保新油品质量的关键措施
5.按照规范重新装配系统•使用专用油罐和输送设备,防止交叉污染管线清洗•储存容器应清洁干燥,避免阳光直射适用于常规维护或油品轻度污染•定期检查储存油品的质量状态•严格按先进先出原则使用油品
1.放空旧油,拆卸滤清器•加油过程使用过滤器,防止杂质进入
2.加入清洗油(专用清洗油或低粘度润滑油)
3.低速运行设备10-30分钟(不承载)
4.放空清洗油,必要时重复清洗
5.安装新滤清器,加入新润滑油润滑油更换周期与维护润滑油更换周期的确定油品分析与监测合理的润滑油更换周期既能保证设备正常运行,又能避免浪费更换周期的确定应综合考虑以下因素现代润滑维护已从固定周期更换转向基于状态的维护,通过定期检测确定最佳更换时机制造商建议关键监测指标设备制造商基于设计和测试提供的标准更换周期,通常是最基本的参考依据例如•粘度变化超过原值±15%时应考虑更换•汽车发动机油5,000-15,000公里•酸值超过初始值两倍时应考虑更换•工业齿轮油2,000-5,000运行小时•污染度超过ISO440619/17/14时应更换或过滤•液压油2,000-10,000运行小时•水分含量超过500ppm(
0.05%)时应处理•压缩机油2,000-8,000运行小时•磨损金属含量当含量异常增加时应分析原因•添加剂含量降至初始值50%以下时应考虑更换工况调整实际工况通常与标准条件不同,需要根据以下因素调整更换周期•工作温度温度每升高10℃,油品寿命约减半•负荷状况重载条件下,更换周期应缩短•环境条件粉尘、湿度大的环境,更换周期应缩短•运行时间间歇运行设备可适当延长更换周期•过滤系统高效过滤系统可延长油品使用寿命润滑油维护策略过滤与净化补充添加剂定期更换或清洗滤清器,使用离线过滤设备提高油品清洁度,延长使用寿命严重污染时可使用专业净化设备进行处理离心分离器去除水分和重杂某些情况下,可通过添加剂补充包恢复油品性能但应注意,不是所有添加剂都可以补充,某些添加剂之间可能存在相容性问题补充添加剂应在专质,真空脱水器去除溶解水,吸附过滤去除酸性物质和胶质业指导下进行,避免引入新问题润滑油检测仪器与实验室分析流程上图展示了现代润滑油检测实验室的主要仪器设备和分析流程通过科学的检测分析,可以全面评估润滑油的性能状态,及时发现设备潜在问题,避免严重故障主要检测仪器及用途基础理化性能检测仪器现场快速检测设备运动粘度计测定润滑油在不同温度下的粘度,是最基本的检测项目便携式粘度计现场快速检测粘度变化酸值测定仪测定油品酸值,评估氧化程度便携式颗粒计数器现场检测油品清洁度闪点测定仪测定油品闪点,评估安全性和燃料污染便携式水分测定仪现场检测油中水分含量水分测定仪测定油中水分含量,卡尔费休法可检测微量水分油品状态检测器综合检测油品多项指标颗粒计数器测定油品清洁度等级,评估过滤系统效果润滑油老化测试纸简便评估油品氧化状态高级分析仪器特殊性能测试设备原子发射光谱仪ICP-AES检测油中金属元素含量,分析磨损和添加剂状态四球摩擦磨损试验机测定油品抗磨和极压性能傅里叶变换红外光谱仪FTIR分析油品化学结构变化,检测氧化产物和污染物FZG齿轮试验机评估齿轮油承载能力铁谱分析仪分析油中磨粒的形态和性质,判断磨损类型和严重程度旋转压力容器氧化试验RPVOT评估抗氧化性能旋转氧弹测定油品氧化安定性,评估使用寿命高温高剪切粘度计HTHS测定高温高剪切条件下的粘度润滑油分析实验室工作流程样品采集样品前处理使用专用采样瓶,在设备运行状态下采集代表性样品记录设备信息、运行时间、采样位置等关键信息样品应在采样后48小时内送检样品登记编号,外观检查,必要时进行预处理(如加热、过滤等)根据设备类型和客户需求确定检测项目标准检测套餐通常包括粘度、酸值、水分和磨损金属分析实验室分析数据解释与报告按照标准方法进行各项检测,确保数据准确可靠对异常数据进行复检确认关键项目由多种方法交叉验证,提高分析结果可靠性将检测结果与标准值和历史数据比较,评估油品状态和设备健康状况出具详细分析报告,包括检测结果、状态评估和维护建议对严重异常及时预警现代润滑油分析已从单纯的油品评估发展为设备状态监测的重要手段,被称为设备的血液检测通过定期分析,可以监测设备健康状况,及早发现潜在问题第五章润滑系统故障诊断与案例分析润滑系统是设备正常运行的关键保障,及时发现和排除润滑系统故障,对于防止设备损坏和提高运行可靠性至关重要本章将介绍润滑系统常见故障的诊断方法和典型案例分析润滑系统故障的影响故障诊断的经济效益研究表明,约的机械设备故有效的润滑系统故障诊断可以将设40-50%障与润滑不良直接相关润滑系统备非计划停机时间减少,维30-50%故障不仅会导致设备性能下降,还修成本降低预防性维护的25-30%可能引发严重的连锁故障,导致设投资回报率通常在以上10:1备损坏和生产中断故障诊断技术的发展从传统的感官检查发展到现代的传感器监测和人工智能分析,润滑系统故障诊断技术不断进步,诊断的准确性和及时性显著提高常见润滑系统故障油压不足油品污染表现油压表显示低于正常值,油压报警灯亮,设备运行异常表现油液混浊、变色、有异味,或检测发现杂质超标可能原因可能原因•油泵磨损或损坏,输出压力下降•水分渗入冷凝、密封不良、冷却器泄漏•系统泄漏,油路中存在漏点•固体颗粒外部灰尘进入、内部磨损产物•滤清器堵塞,阻碍油流•气体污染空气泡沫、废气溶解•油位过低,油泵吸空•化学污染燃料混入、不同油品混用•油液粘度异常,流动性差危害加速磨损,腐蚀金属表面,阻塞油道,降低润滑效果•调压阀故障或调整不当危害润滑不充分,部件加速磨损,严重时可能导致设备烧结油温过高滤清器堵塞表现油温超过正常工作温度,通常高于85°C表现滤清器压差指示器报警,旁通阀开启,油压波动可能原因可能原因•冷却系统故障或冷却不足•油品污染严重,杂质过多•环境温度过高•设备内部磨损加剧,产生大量金属屑•设备过载运行•滤清器规格不当或质量问题•油位过低或过高•更换周期过长,超出滤清器容量•油品选型不当,粘度过高危害系统阻力增加,旁通阀开启后杂质直接进入系统•系统内部泄漏严重危害油品加速氧化,粘度下降,润滑效果降低,添加剂失效其他常见故障异常噪音与振动泄漏问题可能原因可能原因•油泵气蚀吸油管路阻力大或油位低•密封件老化或损坏•轴承润滑不良油膜破裂,出现金属接触•连接件松动或安装不当•油中气泡密封不良,空气进入系统•管路开裂或焊缝破损•管路共振油压脉动引起管路振动•系统压力超过设计值•温度变化导致材料膨胀不均故障诊断步骤观察异常现象检测油压、油温及油品状态故障诊断的第一步是仔细观察设备运行状态和异常现象,收集相关信息通过仪器设备对润滑系统关键参数进行测量和分析油压检测感官检查利用视觉、听觉、嗅觉和触觉进行初步检查•使用压力表检测各测点压力•测量压力波动和脉动情况视觉观察油位、油色、泄漏情况、压力表和温度计读数•检查调压阀设定值听觉聆听异常噪音,如气蚀声、振动声、撞击声•测量不同工况下的压力变化嗅觉闻油品是否有异味,如烧焦味、燃料味油温检测触觉触摸设备外壳温度,感受振动情况(注意安全)•测量进出油温度运行数据收集•检查冷却系统效果收集设备运行数据,与正常值比较•测量设备不同部位温度•记录温度变化趋势•油压、油温、流量等参数油品快速检测•设备负载、转速、运行时间•环境温度、湿度等外部条件•目视检查油品颜色、透明度•异常现象出现的时间、频率和持续时间•滴纸测试观察油滴扩散情况•近期维护记录和更换配件情况•磁铁测试检查铁磁性杂质•简易粘度检测比较流动性•乳化测试检查水分污染典型案例分享某炼化厂裂解气压缩机润滑油污染导致轴承损坏案例背景某石化企业的乙烯装置裂解气压缩机是关键设备,使用ISO VG32涡轮机油,润滑系统为强制循环润滑该压缩机在运行约8个月后,操作人员发现轴承温度逐渐升高,振动值增大,油样外观变暗,有异味异常现象•轴承温度从正常的65°C逐渐升高至78°C•设备振动值增大,从
2.1mm/s增至
3.8mm/s•润滑油颜色变深,从淡黄色变为深褐色•油样有轻微酸味,泡沫增多•滤清器压差增大,更换频率增加检测与分析立即采集油样进行分析,结果显示•粘度
33.8cSt(40°C),较新油增加
5.6%•酸值
0.42mgKOH/g,超过警戒值(
0.3mgKOH/g)•水分860ppm,超过警戒值(500ppm)•污染度ISO20/18,超过要求(ISO16/14)•铁含量28ppm,铜含量15ppm,均显著增高•FTIR分析显示有冷却水渗入的特征峰因润滑油污染导致的轴承损伤根本原因分析经过系统检查,发现以下问题
1.油冷却器存在微小泄漏,冷却水渗入润滑油
2.呼吸器滤芯老化,未按计划更换,导致灰尘进入
3.油位控制不当,油位偏高导致轴承搅油增多
4.滤清器规格不匹配,过滤效率不足水分是润滑油的头号杀手,即使很小的泄漏点也会在长期运行中导致严重后果在本案例中,冷却水中的氯离子加速了轴承的腐蚀过程解决措施维护润滑系统的关键点选择合适的润滑油及添加剂保持系统清洁正确选择润滑油是润滑系统维护的第一步,应综合考虑以下因素污染控制是润滑系统维护的核心,应从以下几方面着手储存与搬运设备要求•润滑油存放在干燥、温度适宜的环境严格遵循设备制造商的推荐规格和标准考虑设备类型、工作条件、负荷特性和速度范围关注设备特殊要求,如防锈性、抗磨性或抗乳化性等•使用专用容器和工具,避免交叉污染•油桶开封后应密封,减少空气接触工作环境•遵循先进先出原则使用库存油品加油过程评估温度范围、湿度、灰尘和化学物质等环境因素极端温度条件需选择特殊润滑油,如低温环境需低凝点油品,高温环境需高闪点油品•使用过滤器加油,过滤精度至少与系统要求相同性能平衡•加油前清洁加油点周围区域•避免在雨天或多尘环境下加油权衡各项性能指标,找到最佳平衡点某些性能可能相互矛盾,如抗磨性与过滤性合理选择添加剂,避免过度添加导致不良影响•使用专用加油设备,标识清晰系统改进兼容性考虑•安装高效呼吸器,防止空气中杂质进入确保与系统材料兼容,包括金属、密封件和涂层等验证与现有油品的混合兼容性,避免产生沉淀或胶质不同品牌的同类油品不一定完全兼容•改进密封设计,减少外部污染•使用视油镜监控油质状态•安装取样阀,便于定期检测定期检测与维护结语润滑系统的重要性与未来展望润滑系统是工业设备的生命线,其健康状态直接关系到设备的性能、寿命和安全运行通过本课件的学习,希望学员已经掌握了润滑系统的基本原理、结构类型、检测维护和故障诊断方法润滑系统的重要性优质润滑系统是设备高效、长寿命运行的保障研究表明,有效的润滑管理可以•减少摩擦与磨损,延长设备使用寿命•将设备故障率降低40-50%•降低能量损失,提高设备效率•延长设备使用寿命2-3倍•减少非计划停机,提高生产可靠性•降低能源消耗5-15%•降低维修成本,提高经济效益•减少润滑油消耗30-50%•减少润滑油消耗,降低环境影响•降低维护成本25-30%未来润滑技术发展趋势智能监测与诊断绿色环保技术润滑系统将配备更多传感器,实现油品状态、油压、油温、污染度等参数的实时监测人工智能和大数据分析将用于预测性维护,提前发生物降解润滑油将更广泛应用,减少环境污染长寿命润滑油将减少更换频率和废油产生精确润滑技术将减少油品消耗和泄漏废油再现潜在问题远程监控和云平台将实现设备全生命周期管理生技术将提高资源利用效率低碳足迹将成为润滑产品的重要指标自动化与智能控制新材料与新技术自动调节系统将根据工况实时调整润滑参数智能加油系统将在最佳时机自动补充润滑油自清洁系统将减少人工维护需求自诊断功能纳米润滑材料将提供更优异的摩擦学性能表面工程技术将改善摩擦表面特性新型添加剂将提供多功能保护微流体技术将实现精确控将提供故障预警和处理建议数字孪生技术将用于系统优化和虚拟测试制极端条件下的特种润滑技术将突破传统限制总结与展望润滑技术是古老而常新的技术领域,随着工业
4.0和智能制造的发展,润滑系统将变得更加智能、高效和环保希望本课件助力大家掌握润滑系统核心知识,提升维护水平,为设备的安全、高效运行做出贡献记住优质润滑不仅是一项技术,更是一种理念通过科学的润滑管理,我们可以实现设备健康、企业效益和环境保护的多赢局面感谢大家的学习!。
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