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潤滑脂工作狀態分析

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摘要:潤滑脂在使用過程中的潤滑狀態分為兩種,即全油膜潤滑和乏油潤滑,兩者是潤滑過程中做好和最壞的兩個極端情況。
潤滑脂工作狀態分析
 
潤滑脂在使用過程中的潤滑狀態分為兩種,即全油膜潤滑和乏油潤滑,兩者是潤滑過程中做好和最壞的兩個極端情況。
 
全油膜潤滑是接觸部位的入口處完全被潤滑劑填滿,即完全充滿狀態。這時EHL膜厚的取值范圍是從運轉條件與潤滑脂的性質計算所得到允許的最大值。運轉初期的潤滑脂油膜比通過基礎油粘度計算的油膜厚很多,這種現象的主要原因有兩點:
 
第一,是因為高剪切速度下潤滑脂的表觀粘度的漸近值受基礎油內分散的稠化劑顆粒的影響,變得比基礎油粘度高;
 
第二,是因為接觸部位周邊的塞流存在,使受壓面積加大,油膜變厚造成的。
 
乏油潤滑時,只有部分的潤滑脂用于潤滑,EHL油膜與全油膜潤滑時相比,變得相當的薄。由于滾動體通過,潤滑脂被推離滾道面,所以在入口處很容易發生乏油現象。由于潤滑脂的流變性質(塑性與剪切速率的依賴性),被推開的潤滑脂很難再回到滾道面,殘存在滾道面的潤滑脂因轉動接觸被逐漸消耗,如果不再補充潤滑脂,膜厚持續減少,就會發生損傷。
 
 
但是并不能希望潤滑過程中總是保持全油膜潤滑狀態,由于潤滑脂過量填充、以及過度振動,會引起轉矩增大、溫升等現象,同時稠化劑結構也被破壞,反而會使潤滑壽命縮短。適當的乏油狀態能實現低轉矩,也能防止被推出滾道面的、未受到剪切的潤滑脂氧化,起到延長潤滑壽命的效果。
 
總結以上情況,為清楚的區分各種階段的潤滑脂油膜狀態,將潤滑脂作為有屈服應力的賓漢塑性體,以圖形引入稠化劑纖維的狀態說明(如下圖所示):
 
● a) 是完全充滿狀態,由于出入口形成的栓流使負荷的面積增加,承載負荷能力增加。
● b) 是進入到EHL狀態,入口處大致完全充滿,可用基礎油粘度計算的油膜厚度或可以以更厚油膜的運轉開始時的狀態。隨著繼續運轉,潤滑脂被推出,逐漸進入乏油狀態。
 
 
 
● c) 由于受壓面積減少,油膜變薄,這種情況下,認為的或自然的再次補脂,可以回到b)狀態,如果不再補脂,根據潤滑脂的不同,油膜厚度會持續減少。
● d) 稠化劑顆粒附著在滾動面,間隔擴大。
 
以上都是潤滑脂的特有現象,特別是在軸承中使用,運轉初期軸承中潤滑脂如何分布、在運轉中如何變化也是由潤滑脂的流變性質、軸承的內部空間幾何學形態、運轉條件所左右。
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