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m.10bet润滑101:了解粘度

EP编辑人员|2022年6月6日

用简单轴承确定正确的粘度非常简单。计算随着变速箱和液压等复杂系统的重大变化。

由Mark Ba​​rnes,博士CMRP,Des-Case Corp.

Stribeck曲线和HERSEY编号是选择适当的润滑粘度的主要工具。

对于旋转设备,适当的润滑剂选择对于资产可靠性至关重要。做得正确,设备可以过着悠久的健康生活;做得不好,资产寿命将大大降低。当然,原始设备制造商(OEM)长期以来已经认识到使用正确的润滑剂的重要性,这就是为什么每份操作手册都提供润滑剂建议和特定品牌,或者更常见的是一些品牌。但是,您是否曾经停止考虑这些建议的来源?

尽管润滑剂选择的心脏深深植根于复杂的摩擦学领域(对摩擦,磨损和润滑的研究),但基本原理很简单。m.10bet作为起点,我们需要选择具有正确粘度的润滑剂。粘度是任何润滑剂的最重要特性,其选择是速度和负载之间的平衡。最好用Stribeck曲线(图1)来解释,这是Richard Stribeck于1900年代初首次提出的。

斯特里贝克(Stribeck)发现,可以将两个相互作用的表面与润滑剂分开的摩擦是作为称为HERSEY编号的化合物参数的函数来测量的。它被定义为:

由于润滑剂的全部目的是最大程度地减少摩擦,从而减少磨损,尤其是Hersey数字的磨损,尤其是Hersey的曲线有助于我们理解主要的润滑剂选择问题:我应该使用哪种油的粘度来最大程度地减少摩擦?例如,让我们考虑在高负载下进行普通(日记)轴承的润滑剂选择。

基本粘度选择

当轴静止在轴承上(n = 0)时,系统工作条件位于Stribeck曲线的最左侧。随着轴在轴承内开始转动,N(速度)很低,P(负载)很高。换句话说,假设机器不配备任何形式的静水升压机制,则轴和轴承之间的总摩擦很高。这对应于Stribeck曲线中的区域A,称为边界润滑。m.10bet在边界润滑下,定义为移动表面之m.10bet间平均分离的比率(图2)小于1。

随着速度的提高,工作条件从边界(图1中的A制度)转变为B制度,称为混合膜。在这些条件下,特定的膜厚度(λ)接近1.0,这意味着表面的平均分离和复合表面粗糙度大致相等。这是施加的载荷和粘度的最小速度,由于油粘度而发生真正的金属对金属分离。

最后的制度是完整的薄膜,在图1中表示为制度C。全影带分离仅在非常高的速度和/或非常低的载荷下实现,对应于超过3.0的λ值。在全影带条件下,机器内部的移动表面之间存在完全分离。有趣的是,即使在全卫星分离下,摩擦也不等于零,实际上随着速度的增加而继续上升(图1)。虽然这似乎是违反直觉的,但在高速/全卫星分离下,摩擦增加是由于润滑剂内部的摩擦,这是由于层流流下离散油分子之间的滑动运动引起的。这被称为流体摩擦,也是为什么甚至正确润滑成分产生热量的原因之一。

根据Stribeck曲线,我们现在可以开始在许多OEM粘度建议上变得有意义。对于低速应用,我们倾向于使用较高的粘度。在高速条件下,我们选择较低的粘度。

对于期刊轴承,例如在涡轮机械中发现的轴承,润滑剂选择很简单。选择一种润滑剂,该润滑剂在正常的工作载荷,速度和温度下,允许系统在全膜流体动力条件下进行操作,其中λ> 3.0。这样做可以最大程度地减少机械摩擦并最大化机器寿命。这种类型的大多数杂志轴承都使用RUST和氧化(R&O)油在32至68 CST范围内具有ISO粘度等级。

因此,润滑剂的选择很简单:选择一种润滑剂,以便在工作温度下的流体粘度对应于HERSEY数字,因此,特定的膜厚度在全片范围内(图1中的状态C)?

不太快!尽管这可能适用于期刊轴承,但对于其他应用,我们需要考虑其他因素,例如如何将润滑剂提供给润滑组件以及机器的功能。

复杂条件

例如,考虑一个由1,740 rpm电动机驱动的齿轮降低器,输出轴速度为70 rpm。随着速度如此广泛的变化,您如何选择正确的粘度?尽管(高速)输入轴轴承可能需要低粘度,但慢速输出轴轴承和相关的齿轮需要更高的粘度。

但不太高。由于大多数较小的齿轮还原润滑剂是润滑的,因此我们需要一种润滑剂足以足够的流体,以充分分布到内部润滑组件上。

实际上,换档器的润滑剂选择通常基于慢速齿轮的螺距线速度,并且是粘度和流动性之间的权衡。虽然确实是,对于变速箱,我们选择了更高的粘度基油来尝试将系统推向Stribeck曲线的右侧,但现实是,在低速端,大多数齿轮还原器都在运行边界润滑。m.10bet

识别此问题,变速箱OEM通常建议使用极高压力(EP)添加剂加固齿轮油,该添加剂旨在在边界润滑条件下保护移动表面,而λ小于1。出于相同的原因,高还原比的变速箱通常会变热,因为粘度较高,m.10bet高速和低速轴之间的“不匹配”在高速端会产生大量的流体摩擦。

但是,诸如液压等组件类型呢?液压泵以高速运行,因此,大概,我们可以通过适当的粘度选择实现全影带分离吗?同样,情况有些细微。在液压系统中,粘度过高会导致机械效率降低,从而导致摩擦和热量产生增加,从而导致操作缓慢,甚至由于流速降低而导致润滑不良。m.10bet同样,我们试图润滑的某些零件,例如,叶片泵中的环形对偏面是压力密封,这意味着表面之间的分离需要很小才能产生压力并防止内部泄漏。

因此,液压系统的粘度选择是操作考虑因素(操作压力,流速和组件类型)与油的润滑性能之间的平衡。在液压方面,操作考虑通常意味着我们需要使用ISO VG 32、46或68流体。这意味着大多数液压叶片或活塞泵在混合影片条件下运行(图1中的制度B)。因此,大多数液压流体含有抗衣(AW)添加剂,旨在当λ接近1时提供增加的润滑性。EP

CMRP马克·巴恩斯(Mark Ba​​rnes)是田纳西州古德尔茨维尔(Goodlettsville)Des-Case Corp.的高级副总裁(descase.com)。他在润滑管理,石油分析和污染控制方面拥有21年的经验。m.10bet

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