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2024-08-08
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降低摩擦是润滑油的主要目的之一，除此之外，润滑油还有其它作用，例如润滑油膜可以防锈；防止金属被腐蚀；润滑油还能起到清洁作用，设备内部的杂质就像我们身体里的毒素一样，从油里携带着经过滤芯除掉；冷却作用，金属间摩擦生热，润滑油流经金属表面带走热量。
润滑是设备维护保养中经常遇到的问题，但是到底什么是润滑？说到润滑，我们脑子里出现的场景也许只是把油或者油脂涂到机械摩擦面，减少摩擦。虽然这个概念没错，但只是润滑的一个方面。
许多物质可以用于润滑，最常见的是润滑油（液态油）和润滑脂（常温下一般是膏状），润滑脂和润滑油相比较稠，是因为润滑脂在润滑油的基础上使用了稠化剂。用于润滑的油类可以是取自石油的矿物油，也可以是人工化学合成的油类，还有植物油、动物油也可以作为润滑油。现在用的润滑油、润滑脂主要是来自于石油或者合成油，在没有加入添加剂和稠化剂之前的油我们称为基础油，是润滑油的主要成分。基础油本身已经具有润滑性，但是为了优化基础油的总体性能，我们又加入一些添加剂。矿物油可以满足普通的工业润滑要求，因此目前的油品90%以上都是基于矿物油，合成油的性能更好，使用植物油则主要出于环保考虑。
添加剂可以优化基础油的性能，对不好的性质进行抑制，增强有利的性能，甚至赋予基础油一些新性能。但是添加剂不是越多越好，因为添加剂属于化学物质，各种添加剂之间要在类别和比例上搭配合理才能起到预期的效果。此外，添加剂的数量还要考虑使用的场合，例如汽车发动机的润滑油（机油）需要较好的清净分散作用，清除发动机里的积碳和烟灰，重负荷机械使用的润滑油里则可能加入了极压添加剂，以增加抗磨能力。
润滑的作用
降低摩擦是润滑油的主要目的之一，但是除了减磨，润滑油还有其他作用，例如润滑油膜可以防锈、防止金属被腐蚀。润滑油还能起到清洁作用，设备内部的杂质就像我们身体里的毒素一样，从油里携带着经过滤芯除掉。冷却作用：金属间摩擦生热，润滑油流经金属表面带走热量。
润滑的三种状态
润滑有三种状态：全膜润滑、边界润滑、混合润滑。它们是三种不同状态，但是都依靠润滑油来润滑抗磨。
全膜润滑（Full-film lubrication）
全膜润滑又分为两种——流体动力润滑（hydrodynamic lubrication）和弹性流体动力润滑（elastohydrodynamic lubrication）。流体动力润滑是指：两个做相对运动的滑动摩擦面，用借助于相对速度而产生的一层流体润滑膜将两个摩擦面完全隔开，避免它们直接接触发生干摩擦和磨损。弹性流体动力润滑和流体动力润滑类似，也是靠一层流体润滑膜把接触面分隔开，不同之处在于接触面之间的相对运动是滚动，形成的全膜润滑膜承受的压力大于流体动力润滑，产生的润滑分隔膜比流体动力润滑状态下的薄一些哪怕加工精度很高的金属，表面都不是纯平光滑的，在显微镜下看，我们可以看到金属表面其实是坑坑洼洼的，毛刺是我们肉眼已经能发现的突起，而显微镜下那些较高的金属凸起部分是一些峰点，肉眼难以看到，但是对于润滑却很重要。为了达到全膜润滑，润滑膜的厚度必须要超过这些峰点的高度，把它们完全分隔开，才能避免两个接触面之间的峰点接触。能实现全膜润滑，是最好的润滑状态，对机械的接触面能实现最有效的保护。
边界润滑（Boundary lubrication）
虽然全膜润滑很理想，但是有些情况却不一定能形成完整的润滑膜，例如机器频繁启停、有冲击性负荷、速度、负荷因素不足以形成全膜润滑等情况，这些情况会造成边界润滑。能形成完整的润滑膜固然好，但是当条件不够、不能形成完整润滑膜或者润滑油膜变薄（在高温下），就发生液体摩擦过渡到干摩擦（摩擦面之间直接接触）过程之前的临界状态，就是边界润滑。因此在结合机械的构造和使用情况，有些设备就要求使用极压型润滑油，里面含有极压添加剂（EP：extreme-pressure additives），或者抗磨剂（AW：anti-wear additives），当不能实现全膜润滑，出现边界润滑的时候，这些添加剂发挥作用保护机械表面。这类添加剂能吸附在金属表面，形成一层保护层，达到避免金属磨损的目的。当发生边界润滑时，全靠极压添加剂来保护金属表面。比起全膜润滑，边界润滑时产生的润滑膜摩擦较大，产生的热量也较多，但是避免了完全的干摩擦。
混合润滑（Mixed lubrication）
混合润滑状态是指混有全膜润滑和边界润滑的情况，前面我们提到，金属表面的峰点如果较高，高于润滑油膜时，就会互相接触。混合润滑中，虽然大部分的区域处于全膜润滑，当这些峰点接触时，会出现局部的边界润滑。
来源：《中国设备工程》杂志社
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