油霧潤(rùn)滑

一、概述

油霧潤(rùn)滑屬于氣液兩相流體冷卻潤(rùn)滑技術(shù)，它作為一種較先進(jìn)的微量的潤(rùn)滑方式，曾應(yīng)用于滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承、齒輪、蝸輪、鏈輪等各種摩擦副。油霧潤(rùn)滑技術(shù)是利用壓縮風(fēng)的能量，將液態(tài)的潤(rùn)滑油霧化成1um-3um的小顆粒，懸浮在壓縮風(fēng)中形成一種混合 體（油霧），在自身的壓力能下，經(jīng)過(guò)傳輸管線，輸送到各個(gè)需要的部位，提供潤(rùn)滑的一種新的潤(rùn)滑方式。

二、油霧潤(rùn)滑原理

早在20世紀(jì)30年代，油霧潤(rùn)滑就已在歐洲出現(xiàn)，到了50年代才傳到了美國(guó)。在油霧潤(rùn)滑中，油霧是怎樣形成的呢？通常是如下這樣的：壓縮空氣通過(guò)進(jìn)氣口進(jìn)入閥體后，沿噴嘴的進(jìn)氣孔進(jìn)入噴嘴內(nèi)腔，并從文氏管噴出進(jìn)入霧化室，這時(shí)，真空室內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，并使?jié)櫥徒?jīng)濾油器和噴油管進(jìn)入真空室，然后滴入文氏管中，油滴被氣流噴碎成不均勻的油粒，再?gòu)膰婌F的排霧孔進(jìn)入貯油器的上部，大的油粒在重力作用下落回到貯油器下部的油中，只有小于3μm的微粒留在氣體中形成油霧，隨壓縮空氣經(jīng)管道輸送到潤(rùn)滑點(diǎn)。

為了將潤(rùn)滑油輸送到摩擦點(diǎn)，首先要在一個(gè)潤(rùn)滑油霧化裝置中將潤(rùn)滑油霧化得非常細(xì)小。霧化后的潤(rùn)滑油微粒的表面張力大于潤(rùn)滑油微粒的吸引力。結(jié)果，使得精細(xì)地霧化的潤(rùn)滑油處在一種接近于氣態(tài)的狀態(tài)。霧化的潤(rùn)滑油能夠在這種狀態(tài)下由霧化裝置經(jīng)過(guò)分配器輸送到各個(gè)摩擦點(diǎn)去。但由于油霧在進(jìn)入潤(rùn)滑點(diǎn)后不能產(chǎn)生潤(rùn)滑所需的油膜，因此要根據(jù)不同的工況，在潤(rùn)滑點(diǎn)安裝相應(yīng)的凝縮嘴，使得油霧通過(guò)凝縮嘴后形成滴狀的油粒。

油霧潤(rùn)滑裝置不可能將霧化的潤(rùn)滑油完全恢復(fù)成滴狀的油粒，早期的油霧潤(rùn)滑裝置，只有60～75％的油滴到達(dá)潤(rùn)滑點(diǎn)，剩余的潤(rùn)滑油則以霧狀進(jìn)入大氣中，后來(lái)經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，潤(rùn)滑油的利用率可達(dá)90％，但仍有少量的潤(rùn)滑油以霧狀進(jìn)入大氣中，使環(huán)境受到污染。此外，油霧只能以較小的速度輸送，因?yàn)橛挽F只有在層流狀況下才能保持穩(wěn)定。如果是紊流狀態(tài)，潤(rùn)滑油的微粒就會(huì)因相互碰撞而聚集在一起，結(jié)合成較大的潤(rùn)滑油油滴，以致重又恢復(fù)到液體狀態(tài)。在這種液體狀態(tài)下潤(rùn)滑油就會(huì)流回到容器中去。由于油霧的壓力很低，為了克服油霧流動(dòng)時(shí)的阻力，所以必須采用截面積相對(duì)較大的管道。這一點(diǎn)也是眾所周知的，就是潤(rùn)滑介質(zhì)是在紊流的空氣流中輸送給潤(rùn)滑點(diǎn)的。

然而，采用這種方法時(shí)，在將滴狀的、通過(guò)空氣流帶入的潤(rùn)滑介質(zhì)分配到各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)的過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。在分叉點(diǎn)，重力會(huì)起作用，使得較大部分的潤(rùn)滑油油滴沉積到分配器最下面的底部。這樣一來(lái)，潤(rùn)滑油的分布就與位置有關(guān)了。曾經(jīng)有人做過(guò)這樣的試驗(yàn)，將帶有運(yùn)動(dòng)部件的分配器投入使用。但是這些試驗(yàn)沒(méi)有得出實(shí)際的結(jié)果。后來(lái)又有人提出這樣的建議，就是在分配器中產(chǎn)生特殊的空氣渦流。但是因?yàn)闈?rùn)滑介質(zhì)的粘度在一個(gè)相當(dāng)大的范圍內(nèi)波動(dòng)，所以這一建議最終也是一無(wú)所成?？紤]到潤(rùn)滑油由于它們的粘度各不相同而無(wú)法對(duì)它們進(jìn)行流體力學(xué)的計(jì)算，而且空氣量和潤(rùn)滑油量之比也是根據(jù)需要各不相同的，以致安裝位置起著相當(dāng)重要的作用。結(jié)果，在采用由紊流的空氣流帶入的油氣混合物進(jìn)行潤(rùn)滑的情況下，通常都要針對(duì)每一個(gè)摩擦點(diǎn)根據(jù)空氣流量的大小專門配給潤(rùn)滑油量。

在油霧潤(rùn)滑管道中，油已成霧狀并和壓縮空氣融合在一起，油和氣在管道中的輸送速度是一樣的，因此，從潤(rùn)滑部位排出的空氣中含有油的微小顆粒，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染并嚴(yán)重危害人體健康。

雖然油霧潤(rùn)滑具有良好的潤(rùn)滑效果、耗油量較小、有較好的散熱作用，能提高滾動(dòng)軸承的極限轉(zhuǎn)速，但與油氣潤(rùn)滑相比就相形見(jiàn)絀。油霧必須用大口徑的管道輸送，一般為2 1/2”，而且輸送距離通常為30米，最大也不能超過(guò)80米；油霧量的調(diào)節(jié)也很困難，而且油的粘度變化對(duì)油的霧化能力影響較大，因此必須嚴(yán)格控制油溫。在油霧潤(rùn)滑排出的氣體中，含有部分懸浮的微小油粒，對(duì)人體的健康有害，因此對(duì)于大量采用油霧潤(rùn)滑的場(chǎng)所，還必須增設(shè)通風(fēng)設(shè)施。

三、油霧潤(rùn)滑種類

1、超聲霧化

超聲霧化多用于家庭、醫(yī)療等方面。超聲波可以使液體在氣相中分散,它的主要零件一般是壓電陶瓷超聲霧化片。超聲信號(hào)傳送到做厚度震動(dòng)地壓電陶瓷振子上,振子的機(jī)械振動(dòng)傳給液體,使液體面產(chǎn)生隆起,并且在隆起的周圍發(fā)生空氣作用,由這種空化作用產(chǎn)生的沖擊波將以振子的振動(dòng)頻率不斷反復(fù)振動(dòng),振動(dòng)振幅所造成的波峰把液滴從表面分離和破碎,隨著超聲波的增加霧化液滴越來(lái)越細(xì),一般在超聲波的振動(dòng)頻率作用下可獲得幾微米級(jí)的霧滴。

2、文氏管噴嘴

文氏管噴嘴霧化原理。高速空氣進(jìn)入時(shí),油箱內(nèi)形成負(fù)壓,粗油粒子沿吸油管,被吸入到文氏管內(nèi),與在空作用下,從油霧出口形成油霧。 

3、旋動(dòng)射流霧化

還有一種方式旋動(dòng)射流霧化,以旋轉(zhuǎn)的空氣為動(dòng)力,增加了油霧的多方向性,更好地潤(rùn)滑摩擦件。這三種霧化方式進(jìn)行對(duì)比,根據(jù)動(dòng)力源來(lái)說(shuō),后兩者比較適合。文氏管在工業(yè)應(yīng)用更為廣泛,結(jié)果相對(duì)簡(jiǎn)單,技術(shù)也更為成熟,我國(guó)已經(jīng)由數(shù)家煉油企業(yè)運(yùn)用了該種油霧潤(rùn)滑裝置,并且取得很好的經(jīng)濟(jì)效益

四、油霧潤(rùn)滑和油氣潤(rùn)滑的比較

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