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摘 要：磨损是机械零件的三种主要破坏形式（磨损、腐蚀、断裂）之一，是降低机器效率、准确度甚至使其报废的一个主要原因。我国机械润滑设备的自动化程度依旧很低，大多數企业仍旧采用传统的润滑设备。本文在系统探讨了机械设备润滑理论之后，对新型脂润滑系统总体设计进行了探讨，致力于推广这种可靠、高效、灵活的润滑技术。
关键词：化工机械设备 润滑系统 脂润滑
一、摩擦与磨损原理及机械设备的润滑
1. 摩擦与磨损原理
从微观上来看，表面平滑的金属表面仍然存在很多凹凸不平的地方，这些不平整的表面决定着表面的真实接触面积，是影响摩擦特性中重要因素。从我国实际情况来看，目前一般采取Ra描述表面粗糙度。波度虽然对表面接触特性有显著影响，但波度参数没有标准化。两个物体表面在外力作用下发生接触并作相对运动（或运动趋势）时，在接触面之间产生切向运动阻力（摩擦力），这种现象就是摩擦。由于摩擦所导致的磨损产生的材料损失量的倒数，我们称之为耐磨性。机械零件的磨损过程通常经历不同的磨损阶段，直至失效。
目前人们公认的最重要的四种基本磨损类型（机理）是：粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损和化学磨损。
2.润滑的分类
润滑是指在机械设备中摩擦位置加入润滑介质，以达到减少磨损的过程。20世纪初，德国学者Stribeck在实验基础上绘制了Stribeck曲线，为了消除温度对粘度的影响，试验时曾保持油温恒定为25摄氏度。图中横坐标值为nv/F，纵坐标值为摩擦系数p。
曲线中，R表示表面粗糙度综合值，计算公式为：
式中，R1与R2表示两个对偶表面的表面轮廓的平均算术偏差Ra。根据表面粗糙度综合值R与油膜厚度h的比之关系，可以将润滑分为3种类型：边界润滑、流体动力润滑、混合润滑。
2.1边界润滑
根据图4可知，在第一个阶段，油膜厚度较薄，局部表面的轮廓峰可能穿透润滑膜而直接接触。边界润滑就是依靠润滑剂能够吸附在金属表面，并生成固体润滑膜而达到润滑效果。在各种机械中的大多数运动副在启动、停止、慢速运转时往往处于边界润滑状态。在机械零件的润滑膜厚比较小时，处于边界润滑状态。它具有以下特征：
第一，两金属表面靠得很近以至在微凸体之间发生明显的接触；第二，流体动压作用和润滑剂的整体流变性能对此几乎无影响；第三，摩擦学特性决定于薄层边界润滑剂与金属表面之间相互作用。
2.2流体动力润滑
在润滑剂膜厚度大于3～5倍的表面粗糙度综合值时，进入了流体动力润滑区。流体动力润滑是指靠摩擦面的运动，用粘性流体将两摩擦面完全隔开，由流体的动压力平衡外载荷，将摩擦面间的固体外摩擦变为流体内摩擦的过程。流体润滑时的摩擦力可根据牛顿流体定律计算，计算公式为：
其中，表示润滑油粘度；表示垂直于运动方向上的剪切速度梯度；S表示剪切面积。
2.3混合润滑
在润滑剂膜厚度约等于3倍的表面粗糙度综合值时，为混合润滑区，称为流体润滑。在混合润滑状态中，载荷一部分由润滑剂油膜承担，另一部分则由接触中的表面微凸体承担。因此，其摩擦学特征由润滑剂的流变学和微凸体的相互作用共同决定。混合润滑的摩擦力计算公式为：
其中，表示接触点的剪切强度；表示直接接触面积；边界膜的剪切强度；边界润滑区面积；润滑油膜的剪切强度；Sc流体润滑区的面积。
二、脂润滑系统总体设计
1. 系统的总体设计目标
系统采用分布式控制系统结构，这包括1台上位PC机和31台下位单片机润滑站。系统总体设计目标是：
系统要能够抵抗大型机械工作环境的干扰，具备高可靠性；并且可以对机械设备的润滑进行远程控制；系统软硬件要有高扩展性；管理员可以通过上位机设置各个润滑点的润滑周期、润滑时长，警戒温度值等参数；上位机可以实时显示润滑点的工作状况等。
2. 分布式系统的概念
本文在讨论多点智能脂润滑系统时，采用分布式系统结构。分布式系统是并行处理系统的一种形式，但是分布式系统将不同地点的或具有不同功能的或拥有不同数据的多台计算机用通信网络连接起来，在控制系统的统一管理控制下，协调地完成信息处理的计算机系统。一般情况下，集中在同一个机柜内或同一个地点的紧密祸合多处理机系统或大规模并行处理系统是并行处理系统，而用局域网或广域网连接的计算机系统是分布式处理系统。
3. 系统整体结构设计
每个润滑点由一个下位单片机系统监控，并实时将温度数据送回上位PC机进行处理。每个下位机有自己专有的地址，地址通过连接在PI口的地址开关事先设定好地址。下位机开机的时候需要用户通过按键设置系统当前时间、润滑周期、润滑时长，然后就进入待命状态，当上位PC机询问到自己时，将当前读取到的温度值送给上位机。上位机初始化后可以实时地观测到系统的动态温度值，以及润滑油泵工作状态。通过上位机也可以设置系统的润滑周期、润滑时长参数，并且可以手动远程控制润滑油泵的开关。
4.自动润滑泵的机械结构设计
5.自动润滑泵的功能简介
本文采用的是一种小功率大容量的自动润滑泵，润滑脂输出压力为3MPa，油腔容积为480m。它采用大减速比减速机构，使小功率电机经多级齿轮减速后，增大扭矩，最后推动螺杆，使螺杆发生直线位移运动推动活塞压出润滑脂。智能化网络控制可以单独应用于润滑点较少的设备，通过RS485总线组成多点式的中央润滑系统。
5级减速传动齿轮依级别上升转速比为：
参考文献
[1]敖红霞，骆达伟，高勇.智能集中润滑系统在起重机上的应用.浙江冶金，2006
[2]姜文革，张玉奎.瑞士奥匹克智能润滑系统的应用.润滑与密封，2006
[3]辛礼兵.磨损机理的研究与探讨.安徽职业技术学院学报，2006
关键词：化工机械设备 润滑系统 脂润滑
一、摩擦与磨损原理及机械设备的润滑
1. 摩擦与磨损原理
从微观上来看，表面平滑的金属表面仍然存在很多凹凸不平的地方，这些不平整的表面决定着表面的真实接触面积，是影响摩擦特性中重要因素。从我国实际情况来看，目前一般采取Ra描述表面粗糙度。波度虽然对表面接触特性有显著影响，但波度参数没有标准化。两个物体表面在外力作用下发生接触并作相对运动（或运动趋势）时，在接触面之间产生切向运动阻力（摩擦力），这种现象就是摩擦。由于摩擦所导致的磨损产生的材料损失量的倒数，我们称之为耐磨性。机械零件的磨损过程通常经历不同的磨损阶段，直至失效。
目前人们公认的最重要的四种基本磨损类型（机理）是：粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损和化学磨损。
2.润滑的分类
润滑是指在机械设备中摩擦位置加入润滑介质，以达到减少磨损的过程。20世纪初，德国学者Stribeck在实验基础上绘制了Stribeck曲线，为了消除温度对粘度的影响，试验时曾保持油温恒定为25摄氏度。图中横坐标值为nv/F，纵坐标值为摩擦系数p。
曲线中，R表示表面粗糙度综合值，计算公式为：
式中，R1与R2表示两个对偶表面的表面轮廓的平均算术偏差Ra。根据表面粗糙度综合值R与油膜厚度h的比之关系，可以将润滑分为3种类型：边界润滑、流体动力润滑、混合润滑。
2.1边界润滑
根据图4可知，在第一个阶段，油膜厚度较薄，局部表面的轮廓峰可能穿透润滑膜而直接接触。边界润滑就是依靠润滑剂能够吸附在金属表面，并生成固体润滑膜而达到润滑效果。在各种机械中的大多数运动副在启动、停止、慢速运转时往往处于边界润滑状态。在机械零件的润滑膜厚比较小时，处于边界润滑状态。它具有以下特征：
第一，两金属表面靠得很近以至在微凸体之间发生明显的接触；第二，流体动压作用和润滑剂的整体流变性能对此几乎无影响；第三，摩擦学特性决定于薄层边界润滑剂与金属表面之间相互作用。
2.2流体动力润滑
在润滑剂膜厚度大于3～5倍的表面粗糙度综合值时，进入了流体动力润滑区。流体动力润滑是指靠摩擦面的运动，用粘性流体将两摩擦面完全隔开，由流体的动压力平衡外载荷，将摩擦面间的固体外摩擦变为流体内摩擦的过程。流体润滑时的摩擦力可根据牛顿流体定律计算，计算公式为：
其中，表示润滑油粘度；表示垂直于运动方向上的剪切速度梯度；S表示剪切面积。
2.3混合润滑
在润滑剂膜厚度约等于3倍的表面粗糙度综合值时，为混合润滑区，称为流体润滑。在混合润滑状态中，载荷一部分由润滑剂油膜承担，另一部分则由接触中的表面微凸体承担。因此，其摩擦学特征由润滑剂的流变学和微凸体的相互作用共同决定。混合润滑的摩擦力计算公式为：
其中，表示接触点的剪切强度；表示直接接触面积；边界膜的剪切强度；边界润滑区面积；润滑油膜的剪切强度；Sc流体润滑区的面积。
二、脂润滑系统总体设计
1. 系统的总体设计目标
系统采用分布式控制系统结构，这包括1台上位PC机和31台下位单片机润滑站。系统总体设计目标是：
系统要能够抵抗大型机械工作环境的干扰，具备高可靠性；并且可以对机械设备的润滑进行远程控制；系统软硬件要有高扩展性；管理员可以通过上位机设置各个润滑点的润滑周期、润滑时长，警戒温度值等参数；上位机可以实时显示润滑点的工作状况等。
2. 分布式系统的概念
本文在讨论多点智能脂润滑系统时，采用分布式系统结构。分布式系统是并行处理系统的一种形式，但是分布式系统将不同地点的或具有不同功能的或拥有不同数据的多台计算机用通信网络连接起来，在控制系统的统一管理控制下，协调地完成信息处理的计算机系统。一般情况下，集中在同一个机柜内或同一个地点的紧密祸合多处理机系统或大规模并行处理系统是并行处理系统，而用局域网或广域网连接的计算机系统是分布式处理系统。
3. 系统整体结构设计
每个润滑点由一个下位单片机系统监控，并实时将温度数据送回上位PC机进行处理。每个下位机有自己专有的地址，地址通过连接在PI口的地址开关事先设定好地址。下位机开机的时候需要用户通过按键设置系统当前时间、润滑周期、润滑时长，然后就进入待命状态，当上位PC机询问到自己时，将当前读取到的温度值送给上位机。上位机初始化后可以实时地观测到系统的动态温度值，以及润滑油泵工作状态。通过上位机也可以设置系统的润滑周期、润滑时长参数，并且可以手动远程控制润滑油泵的开关。
4.自动润滑泵的机械结构设计
5.自动润滑泵的功能简介
本文采用的是一种小功率大容量的自动润滑泵，润滑脂输出压力为3MPa，油腔容积为480m。它采用大减速比减速机构，使小功率电机经多级齿轮减速后，增大扭矩，最后推动螺杆，使螺杆发生直线位移运动推动活塞压出润滑脂。智能化网络控制可以单独应用于润滑点较少的设备，通过RS485总线组成多点式的中央润滑系统。
5级减速传动齿轮依级别上升转速比为：
参考文献
[1]敖红霞，骆达伟，高勇.智能集中润滑系统在起重机上的应用.浙江冶金，2006
[2]姜文革，张玉奎.瑞士奥匹克智能润滑系统的应用.润滑与密封，2006
[3]辛礼兵.磨损机理的研究与探讨.安徽职业技术学院学报，2006