空氣壓縮機(jī)相關(guān)的磨損問(wèn)題
①疲勞磨損
上世紀(jì)初人們提出了疲勞磨損概念,兩摩擦表面為點(diǎn)或線接觸時(shí),由于局部的彈性變形形成了小的接觸區(qū)。這些小的接觸區(qū)形成的摩擦副如果受變化接觸應(yīng)力的作用,則在其反復(fù)作用下,表層將產(chǎn)生裂紋。隨著裂紋的擴(kuò)展與相互連接.表層金屬脫落,形成許多月牙形的淺坑。這種現(xiàn)象稱(chēng)為疲勞磨損,也稱(chēng)點(diǎn)蝕。
合理地選擇材料及材料的硬度(硬度高則抗疲勞磨損能力強(qiáng)),選擇粘度高的潤(rùn)滑油,加入極壓添加劑及、堿小摩擦面的粗糙度值等,可以提高抗疲勞磨損的能力。如滾動(dòng)軸承和齒輪的磨損類(lèi)型即屬疲勞磨損。
②分層磨損
分層磨損理論是70年代興起的。它是在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的。大多數(shù)磨損碎片呈薄片狀,長(zhǎng)度比接觸點(diǎn)的尺寸大1^2個(gè)數(shù)量級(jí)。這種現(xiàn)象用粘附磨損的理論不能解釋?zhuān)蚨岢龇謱幽p說(shuō)。
活塞環(huán)的磨損應(yīng)屬分層磨損,分層磨損理論認(rèn)為,當(dāng)兩個(gè)滑動(dòng)表面接觸時(shí),通過(guò)接觸點(diǎn)傳遞正向和切向力,較硬表面的微凸體,在滑動(dòng)時(shí),使軟表面發(fā)生塑性變形。由于傳遞力的反復(fù)作用,表面塑性變形增大,因而引起談表面(0. 01-O.1mm深)出現(xiàn)空隙。空隙容易在金屬的晶界或所含雜質(zhì)的交界面處發(fā)生,在力的反復(fù)作用下,空隙增大,并與相鄰的空隙連接起來(lái)形成裂紋,裂紋因切向力的影響沿著平行于表面的方向發(fā)展。當(dāng)裂紋發(fā)展到一定長(zhǎng)度時(shí)就伸向表面,最后使表面層脫落,形成長(zhǎng)而薄的磨損碎片。
鑄鐵活塞環(huán)的磨損就是從片狀石墨處發(fā)生裂紋開(kāi)始的,液體動(dòng)力潤(rùn)滑并不能保證粗大石墨的活塞環(huán)也有長(zhǎng)的壽命。組織細(xì)密和特殊處理的活塞環(huán)才有長(zhǎng)的壽命。有人在4MS3壓縮機(jī)上使用鍍鉻的鑄鐵活塞環(huán)比一般的鑄鐵活塞環(huán)壽命長(zhǎng)二倍多。
提高活塞環(huán)的硬度一般會(huì)使氣缸內(nèi)表面磨損過(guò)快,壓縮機(jī)的氣缸是建立液體動(dòng)力潤(rùn)滑的基礎(chǔ),其內(nèi)表面必須保持光滑無(wú)傷,才能建立高壓油膜,才能延長(zhǎng)活塞和活塞環(huán)的壽命。各種各樣的原因會(huì)造成氣缸內(nèi)表面的損傷,能修復(fù)其損傷是求之不得的技術(shù)。
@氣缸和活塞桿的粗糙度
④聚四氟乙烯、PEEK密封件粘附金屬磨屑對(duì)金屬零件的破壞
抗磨修復(fù)理念
2005年,出現(xiàn)了抗磨修復(fù)劑,抗磨劑發(fā)展到抗磨修復(fù)劑,很多經(jīng)銷(xiāo)抗磨劑的公司甚至不知道抗磨修復(fù)劑是怎么回事。
德國(guó)
空氣壓縮機(jī)潤(rùn)滑專(zhuān)家T-曼格說(shuō):當(dāng)機(jī)械的兩個(gè)接觸元件開(kāi)始運(yùn)動(dòng)和流體潤(rùn)滑膜未建立起來(lái)之時(shí),或者在危險(xiǎn)應(yīng)力和強(qiáng)壓力情況下,潤(rùn)滑系統(tǒng)是在混合摩擦面上運(yùn)行的。在這種情況下,任何金屬加工液、發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油、液壓液或潤(rùn)滑脂中需要抗磨添加劑(AW)和極壓(EP)添如劑,以防止運(yùn)動(dòng)元件發(fā)生熔接現(xiàn)象,從而相應(yīng)的降低磨(耗)損。正是基于這種原因和商用潤(rùn)滑油缺乏抗磨作用,專(zhuān)業(yè)的抗磨劑和抗磨修復(fù)劑商進(jìn)入了市場(chǎng)。對(duì)此,作者在《國(guó)內(nèi)外壓縮機(jī)潤(rùn)滑油發(fā)展新說(shuō)》一文中<見(jiàn)本刊,2013年2月總第72期>,已經(jīng)敘述了我國(guó)潤(rùn)滑油缺乏抗磨功能及相關(guān)細(xì)節(jié),在此不再贅述。
隨著發(fā)展,有些人開(kāi)始打消了對(duì)抗磨劑的懷疑,他們意識(shí)到,應(yīng)該用添加抗磨劑這種補(bǔ)救措施,防止機(jī)械由于潤(rùn)滑油抗磨功能不良而造成的損失。
抗敏修復(fù)概念比抗磨劑的進(jìn)步
2000年,有的抗磨劑發(fā)展公司,提出抗敏修復(fù)、自修復(fù)概念,有的說(shuō)是烏克蘭專(zhuān)利,有的說(shuō)是前蘇聯(lián)技術(shù)。
基于自修復(fù)作用的理念是:
修復(fù)劑微粒在金屬摩擦表面所發(fā)生的物理變化是:使摩擦表面得到清理和超精研磨。修復(fù)劑微粒的超精研磨作用也造成金屬表面的微凸俸發(fā)生斷裂,使得摩擦表面的光潔度進(jìn)一步提高。
修復(fù)劑微粒在金屬摩擦表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是:在超精研磨中,微凸俸發(fā)生斷裂時(shí)產(chǎn)生的閃溫,使微粒晶體中的金屬原子與金屬表層的鐵原子發(fā)生置換反應(yīng),在摩擦表面生成鐵硅酸鹽新晶俸。在摩擦能的作用下,新晶俸在摩擦表面不斷增加,最終形成了與鐵基金屬成化學(xué)鍵結(jié)合的耐磨保護(hù)層。保護(hù)層的生成速度與厚度與摩擦釋放的能量和修復(fù)劑顆粒的數(shù)量成正比:修復(fù)劑微粒的數(shù)量充足、摩擦釋放的能量大時(shí),保護(hù)層的增長(zhǎng)速度就快;反之,當(dāng)摩擦間隙得到補(bǔ)償,摩擦釋放的能量降低,保護(hù)層增長(zhǎng)的速度就慢。
因此,修復(fù)劑微粒發(fā)生化學(xué)反映生成保護(hù)層的部位是有選擇性的,它只在金屬磨損的部位上發(fā)生。在非磨損部位上,修復(fù)劑微粒不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),仍然被油液攜帶著流動(dòng)。隨著保護(hù)層的不斷生成,磨損部位的磨損間隙得到補(bǔ)償,表面光潔度提高,導(dǎo)致摩擦釋放的能量降低,置換反應(yīng)停止,保護(hù)層停止生長(zhǎng)。
保護(hù)層不僅能夠補(bǔ)償間隙,使零件恢復(fù)原始形狀,還可以?xún)?yōu)化配合間隙,這就有利于降低摩擦振動(dòng),減少噪音,節(jié)約能源,實(shí)現(xiàn)對(duì)零件摩擦表面幾何形狀的修復(fù)和配合間隙的優(yōu)化。
應(yīng)用抗磨修復(fù)材料可使用粘度值較低的潤(rùn)滑油,潤(rùn)滑油的作用是作為載體,將抗磨修復(fù)材料送入摩擦副的工作面上。
對(duì)于應(yīng)用抗磨修復(fù)材料已生成耐磨保護(hù)層的摩擦副,潤(rùn)滑油的主要作用在于散熱,此時(shí)選擇一種粘度值較低的潤(rùn)滑油將能夠更好地發(fā)揮耐磨保護(hù)層的低摩擦系數(shù)優(yōu)勢(shì),從而也進(jìn)一步降低能耗,獲得卓越的堿摩降耗性能。
銑基金屬摩擦表面一旦生成耐磨保護(hù)層后,其表面的顯微硬度提高,對(duì)進(jìn)入摩擦表面的顆粒子的劃傷敏感度降低。
值得注意的是,當(dāng)人們不了解抗磨劑產(chǎn)品時(shí),良莠不齊和過(guò)分炒作,使諸多抗磨劑產(chǎn)品出現(xiàn)亂狀。人們不相信抗磨修復(fù)劑的功能和案例,有些潤(rùn)滑油經(jīng)銷(xiāo)商也竭力詆毀本來(lái)非常有用的抗敏修復(fù)技術(shù),使好端端的抗敏修復(fù)技術(shù)變得有些玄虛和被重視推廣。