1、2022-11-27机械装置的润滑与密封机械装置的润滑与密封机械装置的润滑与密封机械装置的润滑与密封引 言 摩擦摩擦现象是自然界中普遍存在的物理现象。摩现象是自然界中普遍存在的物理现象。摩擦会使机器效率降低，温度升高，表面磨损。过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，缩大磨损会使机器丧失精度，产生振动和噪音，缩短寿命。短寿命。世界上使用的能源大约有世界上使用的能源大约有1/3-1/2 1/3-1/2 消耗于摩擦。消耗于摩擦。如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节节省能源省能源。润滑的主要作用：润滑的主要作用
2、：减少摩擦，降低磨损；减少摩擦，降低磨损；2.2.降温冷却降温冷却 3.3.防止腐蚀；防止腐蚀；4.4.减振作用；减振作用；5.5.密封作用密封作用 密封的主要作用：密封的主要作用：阻止液体、气体工作介质以及润滑剂泄漏阻止液体、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。防止灰尘、水分进入润滑部位。机械装置的润滑与密封分类分类液体润滑剂液体润滑剂-润滑油润滑油半固体润滑剂半固体润滑剂-润滑脂润滑脂固体润滑剂固体润滑剂一、润滑油一、润滑油 气体润滑剂气体润滑剂-空气空气15-1 15-1 常用润滑剂及选择常用润滑剂及选择1.1.粘度粘度-重要指标，选择润滑油的主要依据。粘重要
3、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，油度表征液体流动的内摩擦特性。粘度值越高，油越稠。越稠。（一）润滑油的性能指标（一）润滑油的性能指标 机械装置的润滑与密封A A A A、B B两板之间充满了液体，两板之间充满了液体，B B板静止，板静止，A A板水平移动速度为板水平移动速度为v v。由于液体与金属表面的吸附作用，由于液体与金属表面的吸附作用，A A板表面的液体速度为板表面的液体速度为v v，而，而B B板板表面的液体速度为表面的液体速度为0 0。两板之间。两板之间的速度呈线性分布。的速度呈线性分布。液体层与层之间摩擦切应力：液体层与层之间摩擦切应力：=du
4、dudydy-流体中任意点处的切应力与该处的速度梯度成正比。流体中任意点处的切应力与该处的速度梯度成正比。-液体的动力粘度，简称粘度。液体的动力粘度，简称粘度。单位：单位：N s/mN s/m2 2 (Pa s)(Pa s)称为泊称为泊 。实验结果：实验结果：o ox xy yy ydydyduduB B1)1)动力粘度动力粘度-牛顿液体流动定律牛顿液体流动定律 机械装置的润滑与密封工程中工程中常用常用运动粘度：运动粘度：=单位单位m m2 2/s /s 称为斯称为斯StSt2)2)运动粘度运动粘度 表表4-1 常用常用润滑油的主要性质常用常用润滑油的主要性质名名 称称全损耗全损耗系统用油系统
5、用油GB443-89汽轮机油汽轮机油GB11120-89代代 号号40 的粘度的粘度mm2/sL-AN7 6.127.48 -10 110凝点凝点 C闪点闪点(开式开式)C用于高速底负荷机械、用于高速底负荷机械、精密机床、纺织纱锭的精密机床、纺织纱锭的润滑和冷却。润滑和冷却。普通机床的液压油。普通机床的液压油。用于一般滑动轴承、用于一般滑动轴承、齿轮、蜗轮的润滑齿轮、蜗轮的润滑用于重型机床导轨、用于重型机床导轨、矿山机械的润滑。矿山机械的润滑。用于汽轮机、发电机等用于汽轮机、发电机等高速高负荷轴承和各种高速高负荷轴承和各种小型液体润滑轴承小型液体润滑轴承L-AN100 90110 0 210L
6、-AN10 9.011.0 -10 125L-AN15 13.516.5 -10 165L-AN32 28.832.2 -10 170L-AN46 41.450.6 -10 180L-AN68 61.274.8 -10 190L-TSA32 28.835.2-7 180L-TSA46 41.450.6主要用途主要用途机械装置的润滑与密封3)3)相对粘度相对粘度 指在一定条件下，利用某种规格的粘度计，通过指在一定条件下，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。测定润滑油穿过规定孔道的时间来进行度量的粘度。常用的有：常用的有：恩氏粘度（恩氏粘度（E Et t）-中国
7、惯用中国惯用 赛氏通用秒（赛氏通用秒（SUSSUS）-美国惯用美国惯用 雷氏秒雷氏秒 -英国惯用英国惯用 运动粘度与相对粘度之间的换算关系：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润滑油的牌号与运动粘度有一定的对应关系，如：，如：牌号为牌号为L-AN10L-AN10的油在的油在4040时的运动粘度大约为时的运动粘度大约为10cSt10cSt。润滑油的粘度越大，形成的油膜越厚，承载能润滑油的粘度越大，形成的油膜越厚，承载能力越大，内部阻力越大，流动性越差力越大，内部阻力越大，流动性越差。机械装置的润滑与密封2.2.粘粘-温特性温特性 温度温度 t t 粘度指数越大
8、，表面粘度随温度的变化越粘度指数越大，表面粘度随温度的变化越小，粘小，粘-温特性越好。温特性越好。3.3.凝点凝点 润滑油在规定的条件下，不再自由流动时所润滑油在规定的条件下，不再自由流动时所达到的最高温度。它是润滑油在低温下工作的一达到的最高温度。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。能和磨损情况。机械装置的润滑与密封4.4.闪点闪点 润滑油在标准容器中加热所蒸发的油气，遇火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。是衡量油易燃性的焰即能发出闪光时的最低温度。是衡量油易燃性的指标。
9、对于在高温下工作的机器，这是一个重要参指标。对于在高温下工作的机器，这是一个重要参数。数。一般要求工作温度比油的闪点低一般要求工作温度比油的闪点低30-40 30-40。矿物油来源充足、成本低廉、稳定性好、因矿物油来源充足、成本低廉、稳定性好、因而应用最广。而应用最广。种类：种类：有机油有机油-动、植物油动、植物油矿物油矿物油-石油产品，石油产品，化学合成油化学合成油 （二）常用润滑油（二）常用润滑油机械装置的润滑与密封二、润滑脂二、润滑脂 （一）组成：（一）组成：润滑油与各种稠化剂（钙、钠、铝、锂等金属皂）润滑油与各种稠化剂（钙、钠、铝、锂等金属皂）混合稠化而成，习惯上称混合稠化而成，习惯上
10、称黄油黄油。优点：密封简单、不需要经常添加、不易流失；对优点：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。速度和温度不敏感，适用范围广。选用原则：选用原则：1)1)载荷大、温度高的轴承，宜选用粘度大的油；载荷大、温度高的轴承，宜选用粘度大的油；2)2)载荷小、转速高的轴承，宜选用粘度小的油；载荷小、转速高的轴承，宜选用粘度小的油；机械装置的润滑与密封缺点：摩擦损耗较大、机械效率低，不适缺点：摩擦损耗较大、机械效率低，不适宜高速场合。宜高速场合。（二）润滑脂的主要质量指标（二）润滑脂的主要质量指标 1 1、滴点、滴点 指润滑脂受热后从标准的测量杯孔中开始滴指润滑脂受热后从
11、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作极限。选择润滑脂时应使其最高工作温度低于滴点滴点15152020。机械装置的润滑与密封 锥入度用来表示润滑脂粘稠软硬的程度。锥入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，过大并充满润滑空间；锥入度越大，流动性越好，过大则易泄漏。则易泄漏。与润滑油相比，润滑脂稠度大，不易流失，密封与润滑油相比，润滑脂稠度大，不易流失，密封简
12、单，不需经常添加，承载能力较强，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；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。速度低、载荷大或做间歇、摇摆运动的机械等。2 2、锥入度、锥入度机械装置的润滑与密封钠基润滑脂钠基润滑脂锂基润滑脂锂基润滑脂铝基润滑脂铝基润滑脂钙基
13、润滑脂钙基润滑脂 分类分类 -工程上应用最广工程上应用最广 （三）常用润滑脂（三）常用润滑脂机械装置的润滑与密封三、固体润滑剂三、固体润滑剂 用固体粉末代替润滑油膜的润滑，称为固体润用固体粉末代替润滑油膜的润滑，称为固体润滑。滑。最常见的固体润滑剂有石墨、二硫化钼、二硫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。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、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。有油、脂污染的场合。机械装置的润滑与密封15-2 15-2
14、 常用润滑方式及装置常用润滑方式及装置一、油润滑方式及装置一、油润滑方式及装置（一）间歇供油（一）间歇供油潘存云教授研制压注式油杯压注式油杯潘存云教授研制旋盖式油杯旋盖式油杯 脂用机械装置的润滑与密封单体供油装置单体供油装置 油壶，油杯，油枪油壶，油杯，油枪机械装置的润滑与密封机械装置的润滑与密封潘存云教授研制潘存云教授研制针阀针阀式油式油杯杯弹簧盖油杯弹簧盖油杯（二）连续供油（二）连续供油1.1.滴油润滑滴油润滑2.2.芯捻润滑芯捻润滑机械装置的润滑与密封3.3.油环润滑油环润滑 机械装置的润滑与密封甩油环甩油环6.6.压力润滑压力润滑 油泵油泵冷冷却却器器滴油润滑滴油润滑 4.4.浸油润滑
15、浸油润滑 5.5.飞溅润滑飞溅润滑 机械装置的润滑与密封二、脂润滑方式及装置二、脂润滑方式及装置1.1.手工润滑手工润滑2.2.油杯润滑油杯润滑3.3.集中润滑集中润滑 润滑脂流动性、冷却效果较差，多用于低中润滑脂流动性、冷却效果较差，多用于低中速机械的润滑。速机械的润滑。机械装置的润滑与密封 集中供油装置集中供油装置 a)a)简单的少数点位集中供油简单的少数点位集中供油 b)b)设备中心、车间及工厂级集中供油设备中心、车间及工厂级集中供油 泵站泵站+(+(稳压稳压+冷却冷却)+)+过滤过滤+分配器分配器+工位润滑工位润滑手动润滑泵手动润滑泵电动润滑泵电动润滑泵机械装置的润滑与密封15-3 1
16、5-3 常用传动装置的润滑常用传动装置的润滑一、滑动轴承的润滑一、滑动轴承的润滑 大部分可以用油润滑，见表大部分可以用油润滑，见表15-315-3选取选取 对于要求不高，速度对于要求不高，速度v v小于小于5m/s5m/s，难以经常，难以经常供油的非液体摩擦滑动轴承，可用脂润滑。见供油的非液体摩擦滑动轴承，可用脂润滑。见表表15-415-4选取。选取。机械装置的润滑与密封 滚动轴承的润滑剂可以是润滑脂、润滑油或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（如变速箱内本在轴承附近已经具有润滑
17、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。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具体选择可按速度因数 dndn值来定。值来定。d d代表轴承内代表轴承内径（径（mmmm）；）；n n代表轴承转速（代表轴承转速（r/minr/min），），dndn值间接值间接地反映了轴颈的圆周速度，当地反映了轴颈的圆周速度，当dndn(1.5-2)105(1.5-2)105 mmr/minmmr/min时，一般滚动轴承可采用润滑脂润滑，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。超过这一范围宜用润滑油润滑。二滚动轴承的润滑二滚动轴承的润滑机械装置的润
18、滑与密封 脂润滑因润滑脂不易流失，故便于密封和维护，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（高速或工作温度较高的轴承（1/3-1/21/3-1/2）。）。润滑油的粘度可按轴承的速度因数润滑油的粘度可按轴承的速度因数dndn和工作和工作温度温度t t来确定。油量不宜过多，如果采用浸油润来确定。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，以免产滑则油面高度不超过最低滚动体的中心，以免产
19、生过大的搅油损耗和热量。高速轴承通常采用滴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。油或喷雾方法润滑。机械装置的润滑与密封油池润滑油池润滑采用惰轮的油池润滑采用惰轮的油池润滑喷油润滑喷油润滑三、齿轮传动的润滑和效率三、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。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闭式齿轮传动的润滑方式由圆周速度v v确定。确定。当当v 12 m/sv 12 m/s时，采用油池润滑。时，采用油池润滑。当当v 12 m/sv 12 m/s时，采用油泵喷油润滑。时，采用油泵喷油润滑。适用于多级齿轮，
20、适用于多级齿轮，且大小不等的场合。且大小不等的场合。机械装置的润滑与密封表表13-6 13-6 齿轮传动润滑油粘度荐用值齿轮传动润滑油粘度荐用值塑料、铸塑料、铸铁、青铜铁、青铜齿轮材料齿轮材料 强度极限强度极限圆周速度圆周速度 v (m/s)v (m/s)运动粘度运动粘度 v/cStv/cSt（4040）渗碳或表渗碳或表面淬火钢面淬火钢钢钢350350512.5512.5 12.5 2512.5 2525252.552.5512.512.50.510.510.50.52202201501501001008080555545010004501000100012501000125012501580
21、12501580500500350350220220150150100100808050050050050035035022022015015010010090090050050050050035035022022015015055558080100100理由：理由：1)v1)v过高，油被甩走，不能进入啮合区；过高，油被甩走，不能进入啮合区；2)2)搅油过于激烈，使油温升高，降低润滑性能；搅油过于激烈，使油温升高，降低润滑性能；3)3)搅起箱底沉淀的杂质，加剧轮齿的磨损。搅起箱底沉淀的杂质，加剧轮齿的磨损。机械装置的润滑与密封15-4 15-4 机械装置的密封机械装置的密封 使用时，应根据压力
22、、速度、工作温度等工作条使用时，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。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，应尽量选密封件大部分都有相应的标准和规格，应尽量选用标准件。用标准件。根据被密封表面是否有相对运动，密封分根据被密封表面是否有相对运动，密封分为静为静密封和动密封密封和动密封。密封的选择密封的选择机械装置的润滑与密封静密封静密封 结合面平整、光洁，在螺栓固紧压力下贴结合面平整、光洁，在螺栓固紧压力下贴紧而密封。紧而密封。一般，结合面的间隙小于一般，结合面的间隙小于5m,5m,且需研磨加工。且需研磨加工。一、静密封一、静密封
23、机械装置的润滑与密封 密封方法可分三大类：接触式密封，非接触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。围和性能可查阅表。二、动密封二、动密封 动密封又分为：动密封又分为：1 1）接触式密封：利用各种密封圈或毡圈密封，仅）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。适用于中、低速场合。2 2）非接触式密封：密封部位相互运动的结合面间）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。密
24、封、迷宫密封等。3 3）组合式密封：是将几种密封结构组合在一起使）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。用，可发挥两者的优点，使密封更为有效和可靠。机械装置的润滑与密封 1 1、接触式密封、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使温度升高，所以适用于中、低速运转条件下轴承的密封。封。（1 1）毡圈密封）毡圈密封 图图15.1215.12为几种毡圈
25、密封的装置图，为几种毡圈密封的装置图，c c）图为使用双毡）图为使用双毡圈密封，效果更好。圈密封，效果更好。a）b）c）图图15.12毡圈密封装置毡圈密封装置 机械装置的润滑与密封（2 2）橡胶密封）橡胶密封图图15.1315.13中，中，a a）图主要用于防止漏油，而且随着油压的）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；增大，唇部与轴贴得更紧；b b）图主要用于防尘；）图主要用于防尘；c c）图既）图既可防止漏油，又可防止灰尘等侵入。可防止漏油，又可防止灰尘等侵入。a）b）c）图15.13橡胶密封机械装置的润滑与密封 2 2、非接触式密封、非接触式密封 非接触式密封中密封件
26、不与轴或配合件直接接触，可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。用于高速运转轴承的密封。（1 1）间隙式密封（图间隙式密封（图15.1415.14）图图15.14a15.14a为缝隙式间隙，即在轴和轴承盖的之间留一为缝隙式间隙，即在轴和轴承盖的之间留一个极窄的缝隙，径向间隙通常为个极窄的缝隙，径向间隙通常为0.10.3 mm0.10.3 mm，适用于环境，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比较干净的脂润滑轴承；若在轴承盖上车出环形沟槽(图图15.15b)15.15b)并填以润滑脂，可提高密封效果，沟槽数不应少并填以润滑脂，可提高密封效果，沟
27、槽数不应少于于3 3；图；图15.14c15.14c则在轴或轴套上开有则在轴或轴套上开有“W”W”形槽，用来甩回形槽，用来甩回渗漏的油，并在端盖上开回油孔（槽），适用于油润滑，渗漏的油，并在端盖上开回油孔（槽），适用于油润滑，速度不限。速度不限。机械装置的润滑与密封 a）b）c）图图15.14间隙式密封间隙式密封 （2 2）迷宫式密封）迷宫式密封(图图15.15)15.15)。根据迷宫曲路的伸展方向，迷宫的布置可以是径向的根据迷宫曲路的伸展方向，迷宫的布置可以是径向的(图图15.15a)15.15a)或轴向的或轴向的(图图15.15b)15.15b)。图。图15.15c15.15c中为组合迷中
28、为组合迷宫式密封。宫式密封。机械装置的润滑与密封a a）b b）c c）图图15.1515.15迷宫式密封迷宫式密封 迷宫式密封可用于油润滑和脂润滑的轴承中，防尘防迷宫式密封可用于油润滑和脂润滑的轴承中，防尘防漏油效果较好，密封可靠，无摩擦损失，基本上不受圆周漏油效果较好，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，制造安装不便速度的限制。但结构复杂，制造安装不便机械装置的润滑与密封（3 3）挡油环（板）式密封）挡油环（板）式密封 图图15.16a15.16a为挡油环式，用于脂密封，防止油侵入轴承为挡油环式，用于脂密封，防止油侵入轴承中使润滑脂流失；图中使润滑脂流失；图15.1
29、6b15.16b为挡油板式，用于油密封，既为挡油板式，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侵入。挡油盘（环）随轴一起转动，转速越高密封效果越好。好。a）b）图图15.16挡油环（板）式密封挡油环（板）式密封机械装置的润滑与密封 3 3、组合式密封、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，如图合起来使用，会使密封效果更为有效和可靠，如图15.1615.16所示。所示。a）b）c）图图15.17组合式密封组合式密封机械装置的润滑与密封2022-11-27机械装置的润滑与密封
