空气压缩机相关的磨损问题
①疲劳磨损
上世纪初人们提出了疲劳磨损概念,两摩擦表面为点或线接触时,由于局部的弹性变形形成了小的接触区。这些小的接触区形成的摩擦副如果受变化接触应力的作用,则在其反复作用下,表层将产生裂纹。随着裂纹的扩展与相互连接.表层金属脱落,形成许多月牙形的浅坑。这种现象称为疲劳磨损,也称点蚀。
合理地选择材料及材料的硬度(硬度高则抗疲劳磨损能力强),选择粘度高的润滑油,加入极压添加剂及、碱小摩擦面的粗糙度值等,可以提高抗疲劳磨损的能力。如滚动轴承和齿轮的磨损类型即属疲劳磨损。
②分层磨损
分层磨损理论是70年代兴起的。它是在大量实验的基础上提出的。大多数磨损碎片呈薄片状,长度比接触点的尺寸大1^2个数量级。这种现象用粘附磨损的理论不能解释,因而提出分层磨损说。
活塞环的磨损应属分层磨损,分层磨损理论认为,当两个滑动表面接触时,通过接触点传递正向和切向力,较硬表面的微凸体,在滑动时,使软表面发生塑性变形。由于传递力的反复作用,表面塑性变形增大,因而引起谈表面(0. 01-O.1mm深)出现空隙。空隙容易在金属的晶界或所含杂质的交界面处发生,在力的反复作用下,空隙增大,并与相邻的空隙连接起来形成裂纹,裂纹因切向力的影响沿着平行于表面的方向发展。当裂纹发展到一定长度时就伸向表面,最后使表面层脱落,形成长而薄的磨损碎片。
铸铁活塞环的磨损就是从片状石墨处发生裂纹开始的,液体动力润滑并不能保证粗大石墨的活塞环也有长的寿命。组织细密和特殊处理的活塞环才有长的寿命。有人在4MS3压缩机上使用镀铬的铸铁活塞环比一般的铸铁活塞环寿命长二倍多。
提高活塞环的硬度一般会使气缸内表面磨损过快,压缩机的气缸是建立液体动力润滑的基础,其内表面必须保持光滑无伤,才能建立高压油膜,才能延长活塞和活塞环的寿命。各种各样的原因会造成气缸内表面的损伤,能修复其损伤是求之不得的技术。
@气缸和活塞杆的粗糙度
④聚四氟乙烯、PEEK密封件粘附金属磨屑对金属零件的破坏
抗磨修复理念
2005年,出现了抗磨修复剂,抗磨剂发展到抗磨修复剂,很多经销抗磨剂的公司甚至不知道抗磨修复剂是怎么回事。
德国
空气压缩机润滑专家T-曼格说:当机械的两个接触元件开始运动和流体润滑膜未建立起来之时,或者在危险应力和强压力情况下,润滑系统是在混合摩擦面上运行的。在这种情况下,任何金属加工液、发动机润滑油、液压液或润滑脂中需要抗磨添加剂(AW)和极压(EP)添如剂,以防止运动元件发生熔接现象,从而相应的降低磨(耗)损。正是基于这种原因和商用润滑油缺乏抗磨作用,专业的抗磨剂和抗磨修复剂商进入了市场。对此,作者在《国内外压缩机润滑油发展新说》一文中<见本刊,2013年2月总第72期>,已经叙述了我国润滑油缺乏抗磨功能及相关细节,在此不再赘述。
随着发展,有些人开始打消了对抗磨剂的怀疑,他们意识到,应该用添加抗磨剂这种补救措施,防止机械由于润滑油抗磨功能不良而造成的损失。
抗敏修复概念比抗磨剂的进步
2000年,有的抗磨剂发展公司,提出抗敏修复、自修复概念,有的说是乌克兰专利,有的说是前苏联技术。
基于自修复作用的理念是:
修复剂微粒在金属摩擦表面所发生的物理变化是:使摩擦表面得到清理和超精研磨。修复剂微粒的超精研磨作用也造成金属表面的微凸俸发生断裂,使得摩擦表面的光洁度进一步提高。
修复剂微粒在金属摩擦表面发生的化学反应是:在超精研磨中,微凸俸发生断裂时产生的闪温,使微粒晶体中的金属原子与金属表层的铁原子发生置换反应,在摩擦表面生成铁硅酸盐新晶俸。在摩擦能的作用下,新晶俸在摩擦表面不断增加,最终形成了与铁基金属成化学键结合的耐磨保护层。保护层的生成速度与厚度与摩擦释放的能量和修复剂颗粒的数量成正比:修复剂微粒的数量充足、摩擦释放的能量大时,保护层的增长速度就快;反之,当摩擦间隙得到补偿,摩擦释放的能量降低,保护层增长的速度就慢。
因此,修复剂微粒发生化学反映生成保护层的部位是有选择性的,它只在金属磨损的部位上发生。在非磨损部位上,修复剂微粒不发生化学反应,仍然被油液携带着流动。随着保护层的不断生成,磨损部位的磨损间隙得到补偿,表面光洁度提高,导致摩擦释放的能量降低,置换反应停止,保护层停止生长。
保护层不仅能够补偿间隙,使零件恢复原始形状,还可以优化配合间隙,这就有利于降低摩擦振动,减少噪音,节约能源,实现对零件摩擦表面几何形状的修复和配合间隙的优化。
应用抗磨修复材料可使用粘度值较低的润滑油,润滑油的作用是作为载体,将抗磨修复材料送入摩擦副的工作面上。
对于应用抗磨修复材料已生成耐磨保护层的摩擦副,润滑油的主要作用在于散热,此时选择一种粘度值较低的润滑油将能够更好地发挥耐磨保护层的低摩擦系数优势,从而也进一步降低能耗,获得卓越的碱摩降耗性能。
铣基金属摩擦表面一旦生成耐磨保护层后,其表面的显微硬度提高,对进入摩擦表面的颗粒子的划伤敏感度降低。
值得注意的是,当人们不了解抗磨剂产品时,良莠不齐和过分炒作,使诸多抗磨剂产品出现乱状。人们不相信抗磨修复剂的功能和案例,有些润滑油经销商也竭力诋毁本来非常有用的抗敏修复技术,使好端端的抗敏修复技术变得有些玄虚和被重视推广。