潤滑油對設備的保護是如何實現的？
時間：2018-12-06
潤滑是設備維護保養中經常遇到的問題，但是到底什么是潤滑？說到潤滑，我們腦子里出現的場景也許只是把油或者油脂涂到機械摩擦面，減少摩擦。雖然這個概念沒錯，但只是潤滑的一個方面。
許多物質可以用于潤滑，最常見的是潤滑油（液態油）和潤滑脂（常溫下一般是膏狀），潤滑脂和潤滑油相比較稠，是因為潤滑脂在潤滑油的基礎上使用了稠化劑。用于潤滑的油類可以是取自石油的礦物油，也可以是人工化學合成的油類，還有植物油、動物油也可以作為潤滑油。現在用的潤滑油、潤滑脂主要是來自于石油或者合成油，在沒有加入添加劑和稠化劑之前的油我們稱為基礎油，是潤滑油的主要成分。基礎油本身已經具有潤滑性，但是為了優化基礎油的總體性能，我們又加入一些添加劑。礦物油可以滿足普通的工業潤滑要求，因此目前的油品90%以上都是基于礦物油，合成油的性能更好，使用植物油則主要出于環保考慮。
添加劑可以優化基礎油的性能，對不好的性質進行抑制，增強有利的性能，甚至賦予基礎油一些新性能。但是添加劑不是越多越好，因為添加劑屬于化學物質，各種添加劑之間要在類別和比例上搭配合理才能起到預期的效果。此外，添加劑的數量還要考慮使用的場合，例如汽車發動機的潤滑油（機油）需要較好的清凈分散作用，清除發動機里的積碳和煙灰，重負荷機械使用的潤滑油里則可能加入了極壓添加劑，以增加抗磨能力。
潤滑的作用
降低摩擦是潤滑油的主要目的之一，但是除了減磨，潤滑油還有其他作用，例如潤滑油膜可以防銹、防止金屬被腐蝕。潤滑油還能起到清潔作用，設備內部的雜質就像我們身體里的毒素一樣，從油里攜帶著經過濾芯除掉。冷卻作用：金屬間摩擦生熱，潤滑油流經金屬表面帶走熱量。
潤滑的狀態
潤滑有三種狀態：全膜潤滑、邊界潤滑、混合潤滑。它們是三種不同狀態，但是都依靠潤滑油來潤滑抗磨。
全膜潤滑（Full-film lubrication）
全膜潤滑又分為兩種——流體動力潤滑（hydrodynamic lubrication）和彈性流體動力潤滑（elastohydrodynamic lubrication）。流體動力潤滑是指：兩個做相對運動的滑動摩擦面，用借助于相對速度而產生的一層流體潤滑膜將兩個摩擦面完全隔開，避免它們直接接觸發生干摩擦和磨損。彈性流體動力潤滑和流體動力潤滑類似，也是靠一層流體潤滑膜把接觸面分隔開，不同之處在于接觸面之間的相對運動是滾動，形成的全膜潤滑膜承受的壓力大于流體動力潤滑，產生的潤滑分隔膜比流體動力潤滑狀態下的薄一些。
哪怕加工精度很高的金屬，表面都不是純平光滑的，在顯微鏡下看，我們可以看到金屬表面其實是坑坑洼洼的，毛刺是我們肉眼已經能發現的突起，而顯微鏡下那些較高的金屬凸起部分是一些峰點，肉眼難以看到，但是對于潤滑卻很重要。為了達到全膜潤滑，潤滑膜的厚度必須要超過這些峰點的高度，把它們完全分隔開，才能避免兩個接觸面之間的峰點接觸。能實現全膜潤滑，是最好的潤滑狀態，對機械的接觸面能實現最有效的保護。
邊界潤滑（Boundary lubrication）
雖然全膜潤滑很理想，但是有些情況卻不一定能形成完整的潤滑膜，例如機器頻繁啟停、有沖擊性負荷、速度、負荷因素不足以形成全膜潤滑等情況，這些情況會造成邊界潤滑。能形成完整的潤滑膜固然好，但是當條件不夠、不能形成完整潤滑膜或者潤滑油膜變薄（在高溫下），就發生液體摩擦過渡到干摩擦（摩擦面之間直接接觸）過程之前的臨界狀態，就是邊界潤滑。因此在結合機械的構造和使用情況，有些設備就要求使用極壓型潤滑油，里面含有極壓添加劑（EP：extreme-pressure additives），或者抗磨劑（AW：anti-wear additives），當不能實現全膜潤滑，出現邊界潤滑的時候，這些添加劑發揮作用保護機械表面。這類添加劑能吸附在金屬表面，形成一層保護層，達到避免金屬磨損的目的。當發生邊界潤滑時，全靠極壓添加劑來保護金屬表面。比起全膜潤滑，邊界潤滑時產生的潤滑膜摩擦較大，產生的熱量也較多，但是避免了完全的干摩擦。
混合潤滑（Mixed lubrication）
混合潤滑狀態是指混有全膜潤滑和邊界潤滑的情況，前面我們提到，金屬表面的峰點如果較高，高于潤滑油膜時，就會互相接觸。混合潤滑中，雖然大部分的區域處于全膜潤滑，當這些峰點接觸時，會出現局部的邊界潤滑。
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