造船厂设备润滑技术的最新研究和发展

邬昌平

摘 要：本文在对造船厂设备润滑情况基本描述的基础上，还着重介绍了世界范围内四种先进的润滑技术，并对其现状和应用前景进行了分析。

关键词：设备；润滑；技术；发展

在造船厂中设备维护最至关重要的一个环节——设备的润滑工作。设备的润滑工作主要分为润滑管理和润滑技术两个部分。随着设备的不断更新，工作率的增长，设备润滑的工作越发重要，已成为四大工程技术之一。

一、绪论

造船厂的机械设备是依靠各个机构的固定运动来实现相应的动作。设备在运作时零件相互之间产生的摩擦相对运动，摩擦就会使零件产生磨损。根据不同的润滑状态可以将摩擦分为：干摩擦、边界摩擦和液态摩擦。为了减少零件之间的摩擦，提高设备的工作效率，通常会在设备零件的运动部位进行润滑。

二、润滑技术的发展与应用

当前，在造船厂的设备润滑技术的发展过程中值得关注的有以下四个方面：

（一）合成油的发展与应用

尽管天然油在很多方面有较为广泛的应用，但其润滑效果仍然存在明显缺陷，大致分为以下几点：（1）天然油的黏度会随着环境温度的改变而发生变化，从而对润滑效果造成一定的影响；（2）天然油在空气会发生氧化的情况，温度越高氧化情况越严重，稳定性差；（3）天然油的摩擦系数较大，对功率的消耗大；（4）天然油难降解，会对环境造成污染。

为了解决天然油的一系列问题，上世纪30年代，人们开始着手对合成润滑剂进行研究，首先研究成功的是美国和德国，先后将一系列合成润滑油研究出来，并将其推广应用。

合成润滑油具有以下优点：（1）黏温性能较好；（2）抗氧化性好，即使在高溫环境下也能保持稳定性，使用寿命很长，大约是天然矿物油寿命的六倍；（3）挥发性较低；（4）摩擦系数低，较天然油低大约20%～35%，功率消耗较天然油降低4.4%～13.5%，个别品种的功率消耗可降低30%以上；（5）部分合成油可降解，对环境保护方面有利。

合成润滑油的价格虽然比天然油贵，大约是矿物油价格的4～10倍，但是由于其性能优良，总润滑的费用却比天然油低，若选用最佳的合成油其费用有时可减少1/2。

（二）精密过滤技术的发展与应用

在造船厂设备的日常维护工作中规定对润滑油进行随时或定时过滤，其目的是保证润滑油本身的纯净度，将其内部的杂质去除。随着对失效零件的进一步分析，我们发现零件失效主要表现为断裂、变形、腐蚀和磨损四种形式，对于防止断裂和变形的失效已经具备成熟的解决方法，防止腐蚀失效也可从材料角度和设计角度等多方面采取措施，而磨损失效预防起来较难。

近年来，通过国内外大量的实验数据可以得出，机械零件的磨损表现为磨擦磨损、黏附磨损和磨粒磨损三种形式。做好相应的润滑工作可以有效预防摩擦磨损和黏附磨损，而无法预防磨粒磨损。通过实验数据分析得出，造成磨损的主要原因是润滑液中混入了金属零件表面脱落的颗粒状杂质。因此，在机械设备的工作过程中要经常对润滑油中磨粒的数量和形状进行检测，并且及时将这些颗粒去除。常用的去除这些颗粒的方法就是精密过滤，精密过滤可以将直径大于5μm的颗粒有效去除。有试验数据表明，将润滑液中直径为2～5μm的颗粒去除，可以使轴承零件的寿命延长10～50倍；对润滑液中颗粒进行控制也可以降低设备的故障率，提高设备的运转效率。

“对导致设备零件损坏的根源性因素进行检测与控制，来防止零件失效，降低设备故障，减少维修的积极措施”是对精密过滤技术的定义，有的工程师也称其为“主动维护”。在一些学术论文中，称其为“真正的预防维修”。这种“主动维护”可以以最低的成本来保证设备液压系统正常运转。

（三）润滑添加剂的发展与应用

随着科技的进步，造船设备在不断的更新换代，设备越来越精密，各方面的指标越来越高，原本使用矿物润滑脂进行设备润滑已经无法满足当前设备的基本需求。因此，人们在不断研究新型的润滑剂，而在新型的润滑剂中额外添加少量的特定材料，可以使原润滑剂的润滑效果得以提高，这种特定的材料就是润滑添加剂。润滑添加剂不回改变润滑基体原本的状态，也不会与其发生化学反应。润滑添加剂的作用有以下几点：（1）加入润滑添加剂可以使润滑剂的油膜强度一定程度的提高；（2）润滑添加及可使润滑性能提高，例如粘温特性得到改善等效果；（3）增强稳定性。

全世界目前已研制出11大类，数千个品种的润滑添加剂。其中纳米添加剂的市场口碑最好。纳米添加剂可以使润滑的效果大幅度提高。

纳米添加剂的作用机理如下：当物质颗粒足够小，其直径处于1～100nm时，其物理性质和化学性质会发生巨大变化，即纳米效应。简单来讲就是物质的粒子越小，物质表面的原子分子所占的比例就会越大，当物质的直径达到1nm时，其表面原子分子所占比例就可以超过90%，这导致物质的表面层原子缺少电子，产生很多空的化学键，这时物质呈现出不饱和状态，将这种原理应用在润滑添加剂方面就可以使润滑剂的润滑效果产生质变。

纳米添加剂的性能分析如下：经研究纳米润滑添加剂主要分为以下五类：即纳米金属、纳米无机盐、纳米无机物、纳米有机化合物和纳米有机高分子材料，纳米添加剂的主要性能有：（1）提高油膜强度；（2）提高添加剂的悬浮密度和均匀程度；（3）实现对零件的修复功能。

（四）油气润滑技术

设备润滑油的选择有很多方式，要根据设备的结构和性能，来选择润滑的方式和润滑材料。目前比较先进的润滑方式为自动定时给油装置，通常以油雾润滑为主。目前正在研究的新型油气润滑的技术，在效果和油耗等方面都优于传统油雾润滑技术。它的主要原理是采用更为先进的步进式给油器，再加以压强将空气压缩，以高速度将油滴定时、定量地喷到润滑位置，这样一来润滑油的消耗减少为原来的十分之一，并且大大减少了外溢浪费，另外，这种技术在高速高温状态下工作的零件上得到广泛应用。

三、结语

上述的几类最新润滑技术具备各自的优势，也都有其适用范围，这些先进的技术多数引自国外的技术经验。我们在对润滑材料进行选择时务必要根据造船厂本身的设备结构和运行状态进行合理规划安排，选用最适合设备的润滑技术和润滑材料，才能达到理想效果。

参考文献：

[1]曹宪茹，等.谈港口机械液压系统的主动維护[C].第七届全国设备维修工程学术年会论文集，2003.10.

[2]支大新.纳米材料及其在润滑领域的应用[J].润滑技术，2003，（1）：6-9.

[3]王大中.维修工作向设备润滑要效益[C].第七届全国设备维修工程学术年会论文集，2003.10.

[4]马先贵，等.论润滑技术的发展方向[C].第八设备润滑与液压学术会议论文集北京：机械工业出版社，2004.8.