空壓機的潤滑狀態及其轉化
按照潤滑劑在空壓機表面間的不同狀態,潤滑可分為邊界潤滑、流體潤滑和混合潤滑種狀態。
兩摩擦表面間存在一層極薄(有的只有一兩層分子厚) 的起潤滑作用的膜(稱為邊界膜) 的 狀態稱為邊界潤滑。兩摩擦表面被一層油膜完全隔開的潤滑狀態稱為流體潤滑(油膜厚度可達0.1mm 或更厚)。
由于沒有金屬的直接接觸,故不產生粘附磨損,它是種比較理想的潤滑狀態。混合 潤滑是介于邊界潤滑和流體潤滑之間的一種潤滑狀態。
兩摩擦表面之間的相互作用力靠邊界膜和 較厚的流體動壓或靜壓油膜共同傳遞,也可能有個別的微凸體直接接觸。
在有潤滑的條件下,摩擦表面間究竟處于何種潤滑狀態,要視膜厚比A而定:
當A < 1,為邊界潤滑狀態;A = 1~ 3,為混合潤滑狀態;A 3 3,為流體潤滑狀態。
對具有一定粗糙度的表面,改變某些影晌油膜厚度的工作參數例如載荷、速度、潤滑 油的粘度,將出現不同的潤滑狀態,即邊界潤滑、混合潤滑和流體潤滑因條件改變而相對 轉化。
潤滑狀態曲線(也稱Sribeck曲線) 是從滑動軸承實驗得到的。
它用摩擦系數f作為縱坐標,f的大小可以說明不同的潤滑狀態;用m/Pm 作為橫坐標,因為此 數可以說明潤滑油膜具備多少承載能力(n 為潤滑油的動力粘度,為兩個摩擦表面的相對 運動速度,Pm 為載荷)。
為了消除溫度對粘度的影響,試驗時采用25 9 :作為計算摩擦系數 的根據。圖中的曲線表明以下三種潤滑狀態區域: 邊界潤滑狀態區1,部分流體動壓潤滑 區或稱混合潤滑區I、流體動壓潤滑區。
在第四區中,摩擦副的表面被流體膜分開,流體膜厚度h 遠遠大于表面粗糙度Ry 。
由于摩擦副沒有直接的接觸,沒有表面材料的磨損產生,但可能有氣蝕或流體腐蝕產生,如果 粘度或速度降低,或載荷增加,則油膜的承載能力降低,油膜厚度逐漸減薄,兩個表面被分開 的程度也減少。
如果產生了第一個凸峰接觸,便達到了第n 區。
在第區中,載荷分別由流體膜及凸峰二者所承擔,摩擦阻力也是由于油膜被剪切及 凸峰之間相互作用而產生的。因此,在第1區內,各種類型的磨損都可能產生。
如果潤滑的工況再逐步向左移動,凸峰接觸及相互作用的數目增多,油膜厚度降低到 幾個分子層厚度或一個分子層厚,則進人區域I。
在第I 區中,摩擦系數顯著增大,如果載荷再增加,邊界膜破裂,會出現明顯的粘附 現象,磨損率增大,表面溫度升高,最后可能出現膠合。
在上述三個區域中的摩擦系數f值,其最小值發生在第且和第亞區域的轉變處。在第 I區的最左邊,摩擦系數保持相當高的數值,但隨著潤滑條件的改善而迅速降低。
在第四區域中,摩擦系數升高較緩慢,升高的原因是由于流體內摩擦阻力因速度增高而增加。