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常見問題

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PLC基礎知識簡介

在自動化控制領域,PLC是一種重要的控制設備。目前,世界上有200多廠家生產300多品種PLC產品,應用在汽車(23%)、糧食加工(16.4%)、化學/制藥(14.6%)、金屬/礦山(11.5%)、紙漿/造紙(11.3%)等行業。為了使各位初學者更方便地了解PLC,本文對PLC的發展、基本結構、配置、應用等基本知識作一簡介,以期對各位網友有所幫助?!?br>     一、PLC的發展歷程  
在工業生產過程中,大量的開關量順序控制,它按照邏輯條件進行順序動作,并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制,及大量離散量的數據采集。傳統上,這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電氣控制裝置的要求,第二年,美國數字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置,首次采用程序化的手段應用于電氣控制,這就是第一代可編程序控制器,稱Programmable Controller(PC)?! ?br> 個人計算機(簡稱PC)發展起來后,為了方便,也為了反映可編程控制器的功能特點,可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller(PLC),現在,仍常常將PLC簡稱PC?! ?br> PLC的定義有許多種。國際電工委員會(IEC)對PLC的定義是:可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統,專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器,用來在其內部存貯執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令,并通過數字的、模擬的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程??删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備,都應按易于與工業控制系統形成一個整體,易于擴充其功能的原則設計?! ?br> 上世紀80年代至90年代中期,是PLC發展最快的時期,年增長率一直保持為30~40%。在這時期,PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高,PLC逐漸進入過程控制領域,在某些應用上取代了在過程控制領域處于統治地位的DCS系統?! ?br> PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業自動化控制特別是順序控制中的地位,在可預見的將來,是無法取代的?!   ?br> 二、PLC的構成    
從結構上分,PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等,這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架,這些模塊可以按照一定規則組合配置?!  ?br>   三、CPU的構成    
CPU是PLC的核心,起神經中樞的作用,每套PLC至少有一個CPU,它按PLC的系統程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數據,用掃描的方式采集由現場輸入裝置送來的狀態或數據,并存入規定的寄存器中,同時,診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后,從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,經分析后再按指令規定的任務產生相應的控制信號,去指揮有關的控制電路?!   ?br> CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態總線構成,CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內存主要用于存儲程序及數據,是PLC不可缺少的組成單元?!   ?br> 在使用者看來,不必要詳細分析CPU的內部電路,但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作,由它讀取指令、解釋指令及執行指令。但工作節奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數字或邏輯運算,在控制器指揮下工作。寄存器參與運算,并存儲運算的中間結果,它也是在控制器指揮下工作?! ?br> CPU速度和內存容量是PLC的重要參數,它們決定著PLC的工作速度,IO數量及軟件容量等,因此限制著控制規模?!           ?br>    四、I/O模塊    
PLC與電氣回路的接口,是通過輸入輸出部分(I/O)完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路,其輸入暫存器反映輸入信號狀態,輸出點反映輸出鎖存器狀態。輸入模塊將電信號變換成數字信號進入PLC系統,輸出模塊相反。I/O分為開關量輸入(DI),開關量輸出(DO),模擬量輸入(AI),模擬量輸出(AO)等模塊?!   ?br> 開關量是指只有開和關(或1和0)兩種狀態的信號,模擬量是指連續變化的量。常用的I/O分類如下:  
   開關量:按電壓水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔離方式分,有繼電器隔離和晶體管隔離?!?br>     模擬量:按信號類型分,有電流型(4-20mA,0-20mA)、電壓型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等?!?br> 除了上述通用IO外,還有特殊IO模塊,如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊?!   ?br> 按I/O點數確定模塊規格及數量,I/O模塊可多可少,但其最大數受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或機架槽數限制?!   ?br> 五、電源模塊    
PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時,有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有:交流電源(220VAC或110VAC),直流電源(常用的為24VAC)?!   ?br> 六、底板或機架    
大多數模塊式PLC使用底板或機架,其作用是:電氣上,實現各模塊間的聯系,使CPU能訪問底板上的所有模塊,機械上,實現各模塊間的連接,使各模塊構成一個整體?! ?br>    七、PLC系統的其它設備   
1、編程設備:編程器是PLC開發應用、監測運行、檢查維護不可缺少的器件,用于編程、對系統作一些設定、監控PLC及PLC所控制的系統的工作狀況,但它不直接參與現場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器,目前一般由計算機(運行編程軟件)充當編程器?!   ?br> 2、人機界面:最簡單的人機界面是指示燈和按鈕,目前液晶屏(或觸摸屏)式的一體式操作員終端應用越來越廣泛,由計算機(運行組態軟件)充當人機界面非常普及?!   ?br> 3、輸入輸出設備:用于永久性地存儲用戶數據,如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器,輸入模擬量的電位器,打印機等?!    ?br> 八、PLC的通信聯網 
   依靠先進的工業網絡技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。因此,網絡在自動化系統集成工程中的重要性越來越顯著,甚至有人提出"網絡就是控制器"的觀點說法。  
PLC具有通信聯網的功能,它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息,形成一個統一的整體,實現分散集中控制。多數PLC具有RS-232接口,還有一些內置有支持各自通信協議的接口?! ?br> PLC的通信,還未實現互操作性,IEC規定了多種現場總線標準,PLC各廠家均有采用。對于一個自動化工程(特別是中大規??刂葡到y)來講,選擇網絡非常重要的。首先,網絡必須是開放的,以方便不同設備的集成及未來系統規模的擴展;其次,針對不同網絡層次的傳輸性能要求,選擇網絡的形式,這必須在較深入地了解該網絡標準的協議、機制的前提下進行;再次,綜合考慮系統成本、設備兼容性、現場環境適用性等具體問題,確定不同層次所使用的網絡標準。

潤滑脂概述

概述
1.1 潤滑脂的定義
潤滑脂(Grease)是將稠化劑分散于基礎油(液體潤滑劑)中所組成的一種穩定的固體或半固體產品。這種產品可以加入旨在改善某種特性的添加劑和/或填料。
1.2 潤滑脂的組成
1.2.1稠化劑(Thicker)
在基礎油(液體潤滑劑)中分散并形成骨架,使液體潤滑劑被吸附和固定在骨架之中,從而形成具有塑性的半固體潤滑脂。
稠化劑應具有的性質:
分散性、表面親油性、穩定性、防腐性
1.2.2 基礎油(或液體潤滑劑) Base oil
潤滑脂是具有結構骨架的兩相分散體系,基礎油是這種分散體系的分散相。
基礎油是潤滑脂的主體,占潤滑脂重量的70%~98%。
1.2.3 添加劑
潤滑脂添加劑是添加到潤滑脂中,以改進其使用性能的物質。它可以改進潤滑脂本身固有的性質,也可以賦予原來不具有的性質。
1.3 潤滑脂的結構
潤滑脂的結構是潤滑脂的稠化劑、基礎油和添加劑組分顆粒的物理排列。這種排列的特性決定著潤滑脂的外觀和物理性質。

滑油的作用

(1)潤滑作用
發動機在運轉時,如果一些摩擦部位得不到適當的潤滑,就會產生干摩擦。實踐證明,干摩擦在短時間內產生的熱量足以使金屬熔化,造成機件的損壞甚至卡死(許多漏水或漏油的汽車出現拉缸、抱軸等故障,主要原因就在于此)。因此必須對發動機中的摩擦部位給予良好的潤滑。 當潤滑油流到摩擦部位后,就會粘附在摩擦表面上形成一層油膜,減少摩擦機件之間的阻力,而油膜的強度和韌性是發揮其潤滑作用的關鍵。
(2)冷卻作用
燃料在發動機內燃燒后產生的熱量,只有一小部分用于動力輸出以及摩擦阻力消耗和輔助機構的驅動上;其余大部分熱量除隨廢氣排到大氣中外,還會被發動機中的冷卻介質帶走一部分。發動機中多余的熱必須排出機體,否則發動機會由于溫度過高而燒壞。這一方面靠發動機冷卻系來完成,另一方面靠潤滑油從氣缸、活塞、曲軸等表面吸收熱量后帶到油底殼中散發。
(3)洗滌作用
發動機工作中,會產生許多污物。如吸入空氣中帶來的砂土、灰塵,混合氣燃燒后形成的積炭,潤滑油氧化后生成的膠狀物,機件間摩擦產生金屬屑等等。這些污物會附著在機件的摩擦表面上,如不清洗下來,就會加大機件的磨損。另外,大量的膠質會使活塞環粘結卡滯,導致發動機不能正常運轉。因此,必須及時將這些污物清理,這個清洗過程是靠潤滑油在機體內循環流動來完成的。
(4)密封作用
發動機的氣缸與活塞、活塞環與環槽以及氣門與氣門座間均存在一定間隙,這樣能保證各運動副之間不會卡滯。但這些間隙可造成氣缸密封不好,燃燒室漏氣結果是降低氣缸壓力及發動機輸出功率。潤滑油在這些間隙中形成的油膜,保證了氣缸的密封性,保持氣缸壓力及發動機輸出功率,并能阻止廢氣向下竄入曲軸箱。
(5)防銹作用
發動機在運轉或存放時,大氣、潤滑油、燃油中的水分以及燃燒產生的酸性氣體,會對機件造成腐蝕和銹蝕,從而加大摩擦面的損壞。潤滑油在機件表面形成的油膜,可以避免機件與水及酸性氣體直接接觸,防止產生腐蝕、銹蝕。
(6)消除沖擊
載荷在壓縮行程結束時,混合氣開始燃燒,氣缸壓力急劇上升。這時,軸承間隙中的潤滑油將緩和活塞、活塞銷、連桿、曲軸等機件所受到的沖擊載荷,使發動機平穩工作,并防止金屬直接接觸,減少磨損。

潤滑油在使用過程中注意點

潤滑油在使用過程中應注意以下幾點:
1、要選用合格的潤滑油。必須按說明書中的要求加注潤滑油,尤其對進口、二沖程、增壓發動機更應注意。
2、要經常檢查油底殼油面高度,并保持油面高度不過高也不過低。新修的發動機應加入略多的機油。經運轉后,停車檢查油面高度,多則放,少則添。
3、冬季發動機起動前,應用手搖柄轉動數圈,然后再起動發動機,以便各部都得到充分潤滑,避免燒瓦拉缸等發動機故障。
4、在運轉中,應注意油壓和油溫,發現不良現象時應及時停車檢查,并排除故障。
5、注意觀察并記載機油消耗量,當出現不正常情況應即時查找出原因,并排除故障。
6、定期清洗潤滑系部件(粗濾器、細濾器、機油散熱器、油底殼等),保證潤滑系經常清潔暢通。
7、發現潤滑油變質變色、油底殼沉積過多或油中混入水、燃油時,應及時更換,并應執行冬夏交替的季節性換油。

潤滑油的比重、重量和容積的換算潤滑油的比重、重量和容積的換算

根據組成潤滑油餾分輕重不同,潤滑油比重在0.6-0.9(×1000千克/立方米)之間,比重是物理中密度的俗稱。密度=質量/體積,質量=密度×體積,質量的常用單位是千克或克,人們通常誤稱為重量單位。物理上的重量(重力)= 質量(千克)×9.8,單位是牛噸,用N表示。

軋鋼工藝潤滑

在軋鋼(主要是冷軋)過程中,為了減小軋輥與軋材之間的磨擦力,降低軋制力和功率消耗,使軋材易于延伸,控制軋制溫度,提高軋制產品質量,必須在軋輥和軋材接觸面間加入潤滑冷卻液,這一過程就稱為軋鋼工藝潤滑。
冷軋通常是用熱粗軋、精軋后得到厚度為2~4mm、經過酸洗和退火處理的鋼卷作坯料,用多輥軋機(可逆或連續軋制)軋成厚度在0.8mm至0.01mm的薄板。由于冷金屬具有很大的變形抗力,現化冷軋機的軋制力已達到數千噸,而軋制速度則接近2500m/min。顯然,金屬在這樣高速的變形過程中,一方面由于金屬內部分子間的磨擦必然產生大量的熱能;另一方面,軋材的減?。ㄑ由欤┯植豢杀苊獾厥管堓伵c軋材表面發生相對運動。
冷軋工藝潤滑劑的基本要求是:
1.適當的油性,即在極大的軋制壓力下,仍能形成邊界油膜,以降低磨擦阻力和金屬變形抗力;減少軋輥的磨損,延長軋輥使用壽命;增加壓下量,減少軋制道次,節約能量消耗。但是不定期要考慮到軋輥與鋼材之間必須要有一定磨擦力,才能使鋼材咬入軋輥,磨擦系數過低,將會打滑。所以潤滑性能必須適當
2.良好的冷卻能力,即能最大限度地吸收軋制過程中產生的熱量,達到恒溫軋制,以保持軋輥具有穩定的輥形,使帶鋼厚度保持均勻;
3.和帶鋼表面有良好的沖洗清潔作用。以去除外界混入的雜質、污物,提高鋼材的表面質量;
4.良好的理化穩定性。在軋制過程中,不與金屬起化學反應,不影響金屬的物理性能;
5.退火性能好?,F代冷軋帶鋼生產,為了簡化工藝,提高勞動生產率,降低成本,在需要進行中間退火時,采用了不經脫脂清洗而直接退火的生產工藝。這就要求潤滑劑不因其殘留在鋼材表面而發生退火腐蝕現象(即在鋼材表面產生斑點);
6.過濾性能好。為了提高鋼材表面質量,某些軋機采用高精度的過濾裝置(如硅藻土)來最大限度地去除油中的雜質。此時,要避免油中的添加劑被吸附掉或被過濾掉,以保持油品質量;
7.搞氧化安定性好,使用壽命長;
8.防銹性好。對工序間的短期存放,能起到良好的防銹作用;
9.不應含有損害人體健康的物質和帶刺激性的氣味;
10.油源廣泛,易于獲得,成本低。
熱軋工藝潤滑
提高熱軋帶鋼機組的產量,降低消耗,提高生產率,這是軋鋼工藝中一件極為重要的事。各國實踐已經證明,使用熱軋油能顯著減少軋輥的磨損,降低電耗、改善鋼板表面質量,提高生產率。
使用熱軋就可以獲得以下好處(已為實踐證明):
1.改善了軋輥的表面狀況。
2.降低了軋輥的單位消耗。
3.降低了電能的消耗。
4.提高了帶鋼的表面質量。
5.降低軋制壓力,容易實現軋制薄規格帶鋼。
6.促進熱軋理論的研究。

油氣潤滑

油氣潤滑是最近幾年才發展起來的一種潤滑裝置,它與油霧潤滑相似,但又不同于油霧潤滑。油氣潤滑與油霧潤滑相似,都是以壓縮空氣為動力將稀油輸送到軸承,而不同的是油氣潤滑并不將油撞擊為細霧,而是利用壓縮空氣流動把油沿管路輸送到軸承,因此不再需要凝縮。凡是能流動的液體都可以輸送,不受黏度的限制??諝廨斔偷膲毫^高,3×105Pa左右。軸承箱內的氣壓也較高,0.3×105Pa左右。正常運行時,軸承箱內保持一定的潤滑油液位,所以給油量可根據實際消耗量而定,因此潤滑油是間隙補給,而空氣才是連續供給。由于潤滑點較多,要把油氣混合體均勻地分別輸送到各個軸承,這在幾年前還是一個難題?,F在發明了一種特波油路分配器,解決了這個難題,因而使得油氣潤滑得以發展和應用,并且獲得令人滿意的效果。
油氣潤滑的優點如下:
1.有利于環境保護。因為沒有油霧,周圍環境不受污染。
2.精密計量。油和空氣兩個成分都可分別準確計量,按照不同的需要輸送到每一個潤滑點,這是一個非常經濟的系統。
3.與油的黏度無關。凡是能流動的油都可以輸送。它不存在高黏度霧化困難的問題,因為它不需要霧化。
4.可以監控。系統的工作狀況很容易實現電子監控。
5.特別適用于滾動軸承,尤其是重負荷的軋機輥頸軸承,氣冷效果好,可降低軸承的運行溫度,從而延長軸承的使用壽命。
6.耗油量微小。僅為耗脂量的1/10~1/20。

干油噴射潤滑系統

潤滑對機械設備的正常運轉起著重要的作用。
(1)降低磨擦系數
在兩個相對磨擦的表面之間加入潤滑劑,形成一個潤滑油膜的減磨層,就可以降低磨擦系數,養活磨擦阻力,減少功率消耗。例如在良好的液體磨擦條件下,其磨擦系數可以低到0.001甚至更低。此時的磨擦阻力主要是液體潤滑膜內部分子間相互滑移的低剪切阻力。
(2)減少磨損
潤滑劑在磨擦表面之間,可以養活由于硬粒磨損、表面銹蝕、金屬表面間的咬焊與撕裂等造成的磨損。因此,在磨擦表面間供應足夠的潤滑劑,就能形成良好的潤滑條件,避免油膜有破壞,保持零件配合精度,從而大大養活磨損。
(3)降低溫度
潤滑劑能夠降低磨擦系數,養活磨擦熱的產生。我們知道運轉的機械,克服磨擦所做的功,全部轉變成熱量,一部分由機體向外擴散,一部分則不斷使機械溫度升高。采用液體潤滑劑的集中循環潤滑系統就可以帶走磨擦產生的熱量,起到降溫準卻,使機械控制在所要求的溫度范圍內運轉。
(4)防止腐蝕、保護金屬表面
機械表面,不可避免地要和周圍介質接觸(如空氣、水濕、水汽、腐蝕性氣體及液體等)使機械的金屬表面生銹、腐蝕而損壞。尤其是冶金工廠的高溫車間和化工廠腐蝕磨損顯得更為嚴重。
(5)清潔沖洗作用
磨擦副在運動時產生的磨損微?;蛲鈦斫橘|等,都會加速磨擦表面和磨損。利用液體潤滑劑的流動性,可以把磨擦表面間的磨粒帶走,從而減少磨粒磨損。在壓力循環系統中,沖洗作用更為顯著。在冷軋、熱軋以及切削、磨削、拉拔等加工工藝中采用工藝潤滑劑,除有降溫冷卻作用外,還有良好的沖洗作用,防止表面補固體雜質劃傷,使加工成品(鋼材)表面具有較好的質量和表面粗糙度。例如在內燃機汽缸中所用的潤滑油里加入懸浮分散添加劑,使油中生成的凝膠和積炭從汽缸壁上洗滌下來,并使其分散成小顆粒狀懸浮在油中,隨同循環油過濾器濾除,以保持油的清潔,減少汽缸的磨損,延長換油周期。
(6)密封作用
蒸汽機、壓縮機、內燃機等的汽缸與活塞,潤滑油不僅能起到潤滑減磨作用,而且還有增強密封的效果,使其在運轉中不漏氣,提高工作效率的作用。??? 潤滑脂對于形成密封有特殊作用,可以防止水濕或其他灰塵、雜質浸入磨擦副。例如采用涂上潤滑脂的油浸盤根,對水泵軸頭的密封既有良好的潤滑作用,又可以防止泄漏和灰塵雜質浸入泵體而起到良好的密封作用。
此外,潤滑油還有減少振動和噪聲的效能。

潤滑的作用

潤滑對機械設備的正常運轉起著重要的作用。
(1)降低磨擦系數
在兩個相對磨擦的表面之間加入潤滑劑,形成一個潤滑油膜的減磨層,就可以降低磨擦系數,養活磨擦阻力,減少功率消耗。例如在良好的液體磨擦條件下,其磨擦系數可以低到0.001甚至更低。此時的磨擦阻力主要是液體潤滑膜內部分子間相互滑移的低剪切阻力。
(2)減少磨損
潤滑劑在磨擦表面之間,可以養活由于硬粒磨損、表面銹蝕、金屬表面間的咬焊與撕裂等造成的磨損。因此,在磨擦表面間供應足夠的潤滑劑,就能形成良好的潤滑條件,避免油膜有破壞,保持零件配合精度,從而大大養活磨損。
(3)降低溫度
潤滑劑能夠降低磨擦系數,養活磨擦熱的產生。我們知道運轉的機械,克服磨擦所做的功,全部轉變成熱量,一部分由機體向外擴散,一部分則不斷使機械溫度升高。采用液體潤滑劑的集中循環潤滑系統就可以帶走磨擦產生的熱量,起到降溫準卻,使機械控制在所要求的溫度范圍內運轉。
(4)防止腐蝕、保護金屬表面
機械表面,不可避免地要和周圍介質接觸(如空氣、水濕、水汽、腐蝕性氣體及液體等)使機械的金屬表面生銹、腐蝕而損壞。尤其是冶金工廠的高溫車間和化工廠腐蝕磨損顯得更為嚴重。
(5)清潔沖洗作用
磨擦副在運動時產生的磨損微?;蛲鈦斫橘|等,都會加速磨擦表面和磨損。利用液體潤滑劑的流動性,可以把磨擦表面間的磨粒帶走,從而減少磨粒磨損。在壓力循環系統中,沖洗作用更為顯著。在冷軋、熱軋以及切削、磨削、拉拔等加工工藝中采用工藝潤滑劑,除有降溫冷卻作用外,還有良好的沖洗作用,防止表面補固體雜質劃傷,使加工成品(鋼材)表面具有較好的質量和表面粗糙度。例如在內燃機汽缸中所用的潤滑油里加入懸浮分散添加劑,使油中生成的凝膠和積炭從汽缸壁上洗滌下來,并使其分散成小顆粒狀懸浮在油中,隨同循環油過濾器濾除,以保持油的清潔,減少汽缸的磨損,延長換油周期。
(6)密封作用
蒸汽機、壓縮機、內燃機等的汽缸與活塞,潤滑油不僅能起到潤滑減磨作用,而且還有增強密封的效果,使其在運轉中不漏氣,提高工作效率的作用。??? 潤滑脂對于形成密封有特殊作用,可以防止水濕或其他灰塵、雜質浸入磨擦副。例如采用涂上潤滑脂的油浸盤根,對水泵軸頭的密封既有良好的潤滑作用,又可以防止泄漏和灰塵雜質浸入泵體而起到良好的密封作用。
此外,潤滑油還有減少振動和噪聲的效能。

潤滑的分類

根據潤滑劑的物質形態分類
(1)氣體潤滑
采用空氣、蒸汽或氦氣等某些惰性氣體作為潤滑劑,可使磨擦表面被高壓氣體分隔開。如航海用的慣性陀螺儀;重型機械中垂直透平機的推力軸承;大型天文望遠鏡的轉動支承;高速磨頭的軸承等都可用氣體潤滑。氣體潤滑的最大優點是磨擦系數極小,幾乎接近于零。氣體的黏度不受溫度的影響,所以氣體潤滑的軸承,阻力小、精度高。
(2)液體潤滑
軋鋼機的減速機、齒輪座、精密油膜軸承等,均采用不同黏度和性能的液體潤滑油潤滑。液體潤滑劑包括礦物潤滑油、合成潤滑油、乳化油。水也可以作為初軋機膠木軸瓦的潤滑劑和冷卻劑。
(3)半固體潤滑
潤滑脂是一種介乎流體和固體之間的一種塑性狀態或膏脂狀態的半固體物質。它包括各種礦物潤滑脂、合成潤滑脂、動植物脂等。廣泛用于各種類型的滾動軸承和垂直安裝的平面導軌上。
(4)利用具有特殊潤滑性能的固體潤滑劑,如石墨、二硫化鉬、二硫化鎢等,代替潤滑油、脂隔離磨擦接觸表面,形成良好的固體潤滑膜,以達到養活磨擦、降低磨損的良好潤滑作用。
2.根據潤滑膜在磨擦表面間的分布狀態分類
(1)全膜潤滑
磨擦面之間有潤滑劑,并能生成一層完整的潤滑膜,把磨擦表面完全隔開。磨擦副運動時,磨擦是在潤滑膜的內部分子之間的內磨擦,而不是磨擦面的直接接觸的外磨擦,這種狀態稱為全膜潤滑。這是一種理想的潤滑狀態。
(2)非全膜潤滑
磨擦表面由于粗糙不平或因載荷過大、速度變化等因素的影響,使潤滑膜遭到破壞,一部分為干磨擦,這種狀態稱為非全膜潤滑。一般由于運動速度變化(啟動、制動、反轉),受載性質變化(突加、沖擊、局部集中、變載荷等)以及潤滑不良時,設備經常出現這種狀態,其磨損也比較快。我們應當力求減少和避免這種狀態

潤滑的原理

磨擦副在全膜潤滑狀態下運行,這是一種理想的狀況。但是,如何創造條件,采取措施來形成和滿足全膜潤滑狀態則是比較復雜的工作。人們長期生產實踐中不斷對潤滑原理進行了探索和研究,有的比較成熟,有的還正在研究?,F就常見到的動壓潤滑、靜壓潤滑、動靜壓潤滑、邊界潤滑、極壓潤滑、固體潤滑、自潤滑等的潤滑原理,作一簡單介紹。
1、動壓潤滑
通過軸承副軸頸的旋轉將潤滑油帶入磨擦表面,由于潤滑油的黏性和油在軸承副中的楔形間隙形成的流體動力作用而產生油壓,即形成承載油膜,稱為流體動壓潤滑。流體動壓潤滑理論的假設條件是潤滑劑等黏性,即潤滑油的黏度在一定的溫度下,不隨壓力的變化而改變;其次是假定了生相對磨擦運動的表面是剛性的,即在受載及油膜壓力作用下,不考慮其彈性變形。在上述假定條件下,對一般非重載(接觸壓力在15MPa)的滑動軸承,這種假設條件接近實際情況。但是,在滾動軸承和齒輪表面接觸壓力增大至400~1500MPa時,上述假定條件就與實際情況不同。這時磨擦表面的變形可達油膜厚度的數倍,而且潤滑的金屬磨擦表面的彈性變形和潤滑油黏度隨壓力改變這兩個因素,來研究和計算油膜形成的規律及厚度、油膜截面形狀和油膜內的壓力分布更為切合實際這種潤滑就稱為彈性流體動壓潤滑。
2、靜壓潤滑
通過一套高壓的液壓供油系統,將具有一定壓力的潤滑油以過節流阻尼器,強行供到運動副磨擦表面的間隙中(如在靜壓滑動軸承的間隙中、平面靜壓滑動導軌的間隙中、靜壓絲桿的間隙中等)。磨擦表面在尚未開始運動之前,就被高壓油分隔開,強制形成油膜,從而保證了運動副能在承受一定工作載荷條件下,完全處于液體潤滑狀態,這種潤滑稱為液體靜壓潤滑。
3、動、靜壓潤滑
隨著科學技術的發展,近年來在工業生產中出現了新型的動、靜壓潤滑的軸承。液體動、靜壓聯合軸承充分發揮了液體動壓軸承和液體靜壓軸承二者的優點,克服了液體動壓軸承和液體靜壓軸承二者的不足。主要工作原理:當軸承副在啟動或制動過程中,采用靜壓液體潤滑的辦法,將高壓潤滑油壓入軸承承載區,把軸勁浮起,保證了液體潤滑條件,從而避免了在啟動或制動過程中因速度變化不能形成動壓油膜而使金屬磨擦表面(軸頸表面與軸瓦表面)直接接觸產生的磨擦與磨損。當軸承副進入全速穩定運轉時,可將靜壓供油系統停止,和用動壓潤滑供油形成動壓油膜,仍能保持住軸頸在軸承中的液體潤滑條件。??? 這樣的方法,從理論上來講,在軸承副啟動、運轉、制動、正反轉的整個過程中,完全避免了半液體潤滑和邊界潤滑,成為液體潤滑。因此,磨擦系數很低,只要克服潤滑油黏性所具有的液體內部分子間的磨擦阻力就行。此外,磨擦表面完全被靜壓油膜和動壓油膜分隔開,所以,若情況正常,則幾乎沒有磨損產生,從而大大地延長了軸承的工作壽命,節約了動能消耗。
4、邊界潤滑(即邊界磨擦)
邊界潤滑是從磨擦面間的潤滑劑分子與分子間的內磨擦(即液體潤滑)過渡到磨擦表面直接接觸之前的臨界狀態。這時磨擦界面上存在著一層吸附的薄膜,厚度通常為0.1μm左右,具有一定的潤滑性能。我們稱這層薄膜為邊界膜。邊界膜的潤滑性能主要取決于磨擦表面的性質;取決于潤滑劑中的油性添加劑、極壓添加劑對金屬磨擦表面形成的邊界膜的結構形成,而與潤滑油口的黏度關系不大。
5、極壓潤滑
極壓潤滑是屬于邊界潤滑的一種特殊情況,也就是磨擦副處在重載(或高接觸應力)、高速、高溫條件下,潤滑油中的極壓添加劑與金屬磨擦表面起反應生成一層化學反應膜,將兩磨擦表面分隔開,并起到降低磨擦系數、減緩磨損(或改變金屬表面直接接觸的嚴重磨損),達到潤滑的作用,就稱為極壓潤滑。
6、固體潤滑
在磨擦面之間放入固體粉狀物質的潤滑劑,同樣也能起到良好的潤滑效果。在兩磨擦面之間有固體潤滑劑,它的剪切阻力很小,稍有外力,分子間就會產生滑移。這樣就把兩磨面之間的外磨擦轉變為固體潤滑劑分子間的內磨擦。固體潤滑有兩個必要條件,首先是固體潤滑劑分子間應具有低的剪切強度,很容易產生滑移;其次是固體潤滑劑要能與磨擦面有較強的親和力,在磨擦過程中,總是使磨擦面上始終保持著一層固體潤滑劑,而且這一層固體潤滑劑不腐蝕磨擦表面。一般在金屬表面上是機械附著,但也有形成化學結合的。具有上述性質的固體物質很多,例如石墨、二硫化鉬,滑石粉等。對于非層狀結構固體潤滑劑或軟金屬來說,主要是以其剪切力低,起到潤滑作用,然后使它附著在磨擦表面形成潤滑膜。對于已經形成的固體潤滑膜的潤滑機理,可以按邊界潤滑機理近似的解釋其潤滑作用。
7、自潤滑
以上所講的幾種潤滑,在磨擦運動過程中,都需要向磨擦表面間加入潤滑劑。而自潤滑則是將具有潤滑性能的固體潤滑劑粉末與其他固體材料相混合并經壓制、燒結成材,或是在多孔性材料中浸入固體潤滑劑;或是用固體潤滑劑直接壓制成材,作為磨擦表面。這樣在整個磨擦過程中,不需要加入潤滑劑,仍能具有良好的潤滑作用。自潤滑的機理包括固體潤滑、邊界潤滑,或兩者皆有的情況。例如聚四氟乙烯制品作成的壓縮機活塞環、軸瓦、軸套等都屬自潤滑,因此在這類零件的過程中,它不需再加任何潤滑劑也能保持良好的潤滑作用。

稀油集中潤滑

集中潤滑系統具有明顯的優點,因為壓力供油有足夠的供量,因此可保證數量眾多、分布較廣的潤滑點及時得到潤滑,同時將磨擦副產生的磨擦熱帶走;磨擦表面的金屬磨粒等機械雜質,隨著油的流動和循環將雜質帶走并沖洗干凈,達到潤滑良好、減輕磨擦、降低磨損和減少易損件的消耗、減少功率消耗、延長設備使用壽命的目的。但是集中潤滑系統的維護管理比較復雜,調整也比較有困難。每一環節出現問題都可能造成整個潤滑系統的失靈,甚至停產。所以還要在今后的生產實踐中不斷加以改進。在整個潤滑系統中,安裝了各種潤滑設備及裝置,各種控制裝置和儀表,以調節和控制潤滑系統中的流量、壓力、溫度、雜質濾清等,使設備潤滑更為合理。為了使整個系統的工作安全可靠,應有以下的自動控制和信號裝置。
1.主機啟動控制
在主機啟動前必須先開動潤滑油泵,向主機供油。當油壓正常后才能啟動主機。如果潤滑油泵開動后,油壓波動很大或油壓上不去,則說明潤滑系統不正常。這時,即使按下了操作電鈕主機也不能轉動,這是必要的安全保護措施??刂坡撴i的方法很多,一般常采用在壓油管路上安裝油壓繼電器,控制主機操作的電氣回路。
2.自動啟動油泵
在潤滑系統中,如果系統油壓下降到低于工作壓力(0.05MPa),這時備用油泵啟動,并在啟動的同時發出示警信號,紅燈亮、電笛鳴,這時值班人員根據示警信號立即進行檢查并采取措施消除故障。待系統油壓正常后,備用泵即停止工作。
3.強迫停止主機運行
當備用油泵啟動后,如果系統油壓仍繼續下降(低于工作壓力)(0.08~? 1.25MPa)則油泵自動停止運行并發出信號;強迫主機也停止運行,同時發出事故警報信號,紅燈亮、電笛鳴。
4.高壓信號
當系統的工作壓力超過正常的工作壓力0.05MPa時,就要發出高壓信號,綠燈亮、電笛鳴。值班人員應立即檢查并消除故障。 啟動備用油泵、強迫主機停轉等,常是采用電接觸壓力計及壓力繼電器來進行控制的。
5.油箱的油位控制
油箱的油位控制常采用帶舌簧管浮子式液位控制器。當油箱油位面不斷地下降,降到最低允許油位時,液位控制器觸點閉合,發出低液位示警信號,紅燈亮、電笛鳴,同時強迫油泵和主機停止運行。當油箱油位面不斷升高(可能是水或其他介質進入油箱內),達到最高油液位面時,則發出高液位示警信號,紅燈亮、電笛鳴,應立即檢查,采限措施,消除故障。
6.油箱加熱控制
在寒冷地區或冬季作業時,應加熱油箱中的潤滑油,潤滑油溫度一般維持在40°C左右,以保持油的流動性,否則整個系統的控制因溫度低、油的黏度增加而發生困難。加熱的方法有兩種,一種是用蒸汽加熱,比較緩和;另一種是用電熱元件加熱。后一種加熱方式比較劇烈,有時會使油質發生熱裂化反應,降低黏度并生成膠質沉淀。這兩種方法都裝有自動調節溫度的裝置,當油溫升到規定溫度時,即自動斷電或斷汽。
7.系統自動測溫裝置
系統中有關部位的溫度在運行中都要進行定時測量,以便掌握運行情況。如油箱、排油管、進、出冷卻器的油溫和水溫,都要隨時測量。為此,采用了溫度自動測量裝置。常用的測量裝置是熱敏元件和電橋溫度計,只需扭動操作盤上的轉換開關,就可測出各部位的溫度。
8.過濾器自動啟動
當油流進出過濾器的壓差大于0.05~0.06MPa時,過濾器被阻塞。應自動啟動過濾器,以清除圓盤式過濾器內濾筒周圍的雜質。通常用電接觸差式壓力計來控制,當壓差減?。ɑ蚧謴偷皆试S壓差范圍)后,就切斷電源自動停止濾筒清刮.
稀油集中潤滑中還包括以下兩種潤滑系統:
1.回轉活塞泵供油的集中循環潤滑系統
2.齒輪油泵供油的循環潤滑系統

干油(潤滑脂)潤滑系統

油霧潤滑裝置以壓縮空氣作為動力,使油液霧化,即產生一種像煙霧一樣的、粒度在2μm以下的干燥油霧,然后經管道輸送到潤滑部位。在油霧進入潤滑點之前,還需通過一種稱為“凝縮嘴”的元件,使油霧變成大的、濕潤的油粒子,再投向磨擦表面進行潤滑。壓縮空氣及部分微小的油霧粒子,經過密封縫隙或專設的排氣孔排到大氣。
油霧潤滑適用于封閉的齒輪、蝸輪、鏈條、滑板、導軌以及各種軸承的潤滑。目前,在冶金企業中,油霧潤滑裝置用于大型、高速、重載的滾動軸承較為普遍(如偏八輥冷軋機的支撐輥軸承)。
油霧潤滑與其他潤滑方式比較,具有許多獨特的優點:
1.油霧能隨壓縮空氣彌散到所有需要潤滑的磨擦部位??梢垣@得良好而均勻的潤滑效果;
a、壓縮空氣比熱小、流速高,很容易帶走磨擦所產生的熱量。
b、大幅度降低了潤滑油的耗量。
c、較稀油循環潤滑系統結構簡單;輕巧,占地面積小,動力消耗低,維護管理方便,易于實現自動控制,成本低;
d、由于油霧具有一定的壓力,因此可以起良好的密封作用,避免了外界的雜質、水分等侵入磨擦副。
2、但油霧潤滑也存在一些缺點,選用時應注意以下幾點:
a、在排出的壓縮空氣中,含有少量的浮懸油粒,污染環境,對操作人員健康不利。所以需增設抽風排霧裝置;
b、不宜用在電機軸承上。因為油霧侵入電機繞組將會降低絕緣性能,縮短電機使用壽命;
c、油霧的輸送距離不宜太長,一般在30m以內較為可靠,最長不得超過80m;
d、必須具備一套壓縮空氣系統。
由于油霧潤滑的上述缺點,在一定程度上限制了它的使用范圍。但它的獨特優點,則是其他潤滑方式所無法比擬的。所以在冶金設備上,將獲得越來越廣泛的應用。

油霧潤滑系統

油霧潤滑裝置以壓縮空氣作為動力,使油液霧化,即產生一種像煙霧一樣的、粒度在2μm以下的干燥油霧,然后經管道輸送到潤滑部位。在油霧進入潤滑點之前,還需通過一種稱為“凝縮嘴”的元件,使油霧變成大的、濕潤的油粒子,再投向磨擦表面進行潤滑。壓縮空氣及部分微小的油霧粒子,經過密封縫隙或專設的排氣孔排到大氣。
油霧潤滑適用于封閉的齒輪、蝸輪、鏈條、滑板、導軌以及各種軸承的潤滑。目前,在冶金企業中,油霧潤滑裝置用于大型、高速、重載的滾動軸承較為普遍(如偏八輥冷軋機的支撐輥軸承)。
油霧潤滑與其他潤滑方式比較,具有許多獨特的優點:
1.油霧能隨壓縮空氣彌散到所有需要潤滑的磨擦部位??梢垣@得良好而均勻的潤滑效果;
a、壓縮空氣比熱小、流速高,很容易帶走磨擦所產生的熱量。
b、大幅度降低了潤滑油的耗量。
c、較稀油循環潤滑系統結構簡單;輕巧,占地面積小,動力消耗低,維護管理方便,易于實現自動控制,成本低;
d、由于油霧具有一定的壓力,因此可以起良好的密封作用,避免了外界的雜質、水分等侵入磨擦副。
2、但油霧潤滑也存在一些缺點,選用時應注意以下幾點:
a、在排出的壓縮空氣中,含有少量的浮懸油粒,污染環境,對操作人員健康不利。所以需增設抽風排霧裝置;
b、不宜用在電機軸承上。因為油霧侵入電機繞組將會降低絕緣性能,縮短電機使用壽命;
c、油霧的輸送距離不宜太長,一般在30m以內較為可靠,最長不得超過80m;
d、必須具備一套壓縮空氣系統。
由于油霧潤滑的上述缺點,在一定程度上限制了它的使用范圍。但它的獨特優點,則是其他潤滑方式所無法比擬的。所以在冶金設備上,將獲得越來越廣泛的應用。
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發布時間:2018-02-08 00:00:00
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