使用润滑剂机械部件间的几种常见磨损类型及起因
2010-04-26作者:邓广勇,庞智勇,刘学忱
摘 要:文章针对使用润滑剂的运行机械部件间存在的磨损类型及其产生原因进行了讨论,根据磨损的起因、磨损程度等将磨损分为12种类型,轻微粘着磨损、严重粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、接触疲劳磨损、抛光磨损、气蚀损伤磨损、微振磨损、侵蚀磨损、电腐蚀磨损、放电磨损及熔蚀磨损,并根据磨损的起因从机械加工和润滑两方面提出了改进方法。
关键词:机器;磨损;类型;起因
0 前言
磨损不仅仅增加能耗,降低经济效益,而且降低机器精度,使其性能变差甚至报废。对不同磨损形式进行研究,了解不同形式磨损产生原因及相应解决方法将有助于更好地解决磨损问题,提高机器使用寿命,降低运行及维护成本,增加经济效益。
在机器实际运行过程中,磨损情况是错综复杂的,而且往往是几种类型磨损同时发生,或相继出现。如严重粘着磨损产生的磨屑会进一步引起磨粒磨损;微振磨损和接触疲劳磨损可能同时发生;油中的硬磨屑压入滚动轴承会引起疲劳磨损;有的磨损情况更加复杂,如,船舶大型二冲程柴油发动机的活塞环与气缸套之间,含硫重油的燃烧会对其造成腐蚀磨损,而活塞环上的积炭或漆膜会对气缸套造成抛光磨损,活塞环上的积炭会产生渗碳作用,使活塞环变脆,易折断,折断的活塞环会与气缸套之间产生严重粘着磨损,粘接、划伤,俗称拉缸。
总之,对磨损不加区分或是仅借助于三四种基本磨损形式很难有效解决磨损问题,借助于详细合理的磨损形式分类,能够有针对性地在机器方面或润滑方面进行改进,实现有效地控制磨损,提高设备管理水平和生产效率。
根据磨损的起因、磨损程度等将磨损分为12种类型,以下分别讨论了各类磨损产生原因、导致结果、易损部件、改进办法。
1 轻微粘着磨损
(1)产生原因
使用中的机器如具有良好的表面光洁度,负荷、速度和温度都适中并使用优质、清洁、干燥的润滑剂,则会产生轻微粘着磨损。
(2)导致结果
由于轻微粘着,材料会从摩擦副的一个表面转移到摩擦副的另一个表面,并随着机件的相对运动而脱落。轻微粘着磨损仅涉及机件表面膜的转移和脱落。轻微粘着磨损的磨损率很低,能够看到机件上较深的原始磨痕,对机器无损害。
(3)易损部件
所有产生相对运动互为摩擦副的部件。
(4)改进方法
此类磨损为正常磨损,是理想的磨损状态,对机器进行正常的维护保养即可。
2 严重粘着磨损
(1)产生原因
机器未经磨合或磨合不当;高温、高速、高负荷下运行;不适当的采用了不锈钢或铝等材质;润滑剂性能满足不了使用要求,粘度太低或抗磨添加剂含量不足均会造成严重粘着磨损。
(2)导致结果
严重粘着磨损会使金属与金属直接接触,表面发生冷烧结,产生粗糙的、熔融的或塑性变形的金属条纹。造成高温氧化、高磨损率,有的还会发生卡咬,或称咬合、胶合。如有磨粒存在将会引起擦伤或划伤及深沟。
(3)易损部件
各种齿轮,活塞环和气缸套,阀片组,滚动和滑动轴承,金属密封件,切削刀具,传动链。
(4)改进方法
①机械方面
(a)科学合理的磨合机器;
(b)降低机器负荷、速度或温度;
(c)提高设备冷却效果;
(d)使用合适的金属材质。
②油品方面
(a)使用性能更好的润滑油;
(b)提高润滑油的粘度;
(c)使用足够的抗磨添加剂;
(d)如有必要应在润滑油中添加极压添加剂。
3 磨粒磨损
(1)产生原因
机器未经磨合或磨合不当;机件的硬度不高,满足不了使用要求;具有粗糙表面的硬金属与软金属对磨;用于机器润滑的油品含有硬颗粒物。磨粒磨损俗称划痕、划伤、起毛、切削,是Z常见的磨损形式。
(2)导致结果
这种磨损会导致机件的切削或变形,机件表面出现清晰的沟槽、毛刺或碎屑,硬颗粒物会被压入金属表面或软涂层中改变材质性质,会造成更大损伤。
(3)易损部件
7 气蚀损伤磨损
11 放电磨损
使用重质燃料油的船舶发动机由于所用燃料中含有金属钒元素,而燃烧生成的V2O5为中强氧化剂且熔点较低,极易同含铁部件反应造成熔蚀,特别是当燃料中含有钠元素时会加剧高温熔蚀。
(2)导致结果
在部件表面形成类似腐蚀的磨损,但这种熔蚀一般发生在高温区。
(3)易损部件
使用重质燃料油船舶发动机的气缸套内壁,阀片组及活塞环。
(4)改进方法
①机械方面
控制合适的发动机温度。
②油品方面
(a)避免使用钒含量过高的燃料油;
(b)使用能形成有效保护膜的润滑油。
13 结束语
针对使用润滑剂的运行机械部件间存在的磨损类型及其产生原因进行了讨论,并从机械加工和润滑两方面提出了改进方法。但在机器的实际运行过程中情况可能更为复杂,可能还有其他磨损类型没有分析总结到,本文提到的几种磨损类型即使是与其他文献中相同类型的磨损形式叫法也可能不相同,因此在实际分析机器磨损情况时应特别注意,只有找出造成磨损的真正原因,才能找出解决问题的方法,提出合理的解决方案。