工业是骑在10微米厚度的油膜上吗?!

工业的构成显然是离不开各类机器设备,而设备的运动元件之间的机械间隙几乎都是要靠润滑油来充满并形成支撑保护作用的油膜。在我国,部分从业人员会用”工业是骑在10微米厚度的油膜上”这句话来描述润滑的重要性,我们该如何理解它呢?

应该说,如果我们从口语”定性”表达的角度看,这句话还是形象地说明了工业机械对润滑油的依赖;但是,如果我们从科学”定量”表达的角度观其描述,10微米的说法与工业机械-尤其是现代设备元件中的真实机械间隙值则相差甚远了。

 

我们参照国内外各大机械设备及元件的研发制造商(比如Rexroth, Vickers等)和机械行业协会(比如CETOP, STLE等), 以下有几乎是在世界范围内都认可的关于部分常规机械元件的典型机械间隙值的描述:

               

可以看到, 大部分的设备元件的机械间隙值都远远小于10微米! 事实上,在负载运转中的不少机械元件的间隙值要小于1微米!

 

而为了防止元件的磨损,我们需要有润滑油填充在这些机械间隙中,形成流体润滑,减少摩擦。所有的机械设备及元件的性能表现都是从设计理论出发, 而其中一个重要的理论假设就是”润滑油能保持符合元件机械间隙值的最小油膜厚度”- 显然油膜厚度也应该是小于10微米的。

               

 

同时,从以上我们也能看出,占比能到达90%的小于5微米的小颗粒污染物混在油中,必然会破坏本来应该起支撑保护作用的油膜(因为大于油膜厚度), 会在各种元件中造成磨粒磨损、冲蚀磨损和黏着磨损等现象发生-并最终导致元件表面损坏失效。而正是设备元件的表面失效造成了70%的机械设备丧失整体可用性(据美国MIT麻省理工学院的研究)。想一想我们之前聊过的ISO4406和NAS1638,它们只关注了大于4或5微米的颗粒,用它们的等级来描述真正干净的油是远远不够的。

 

而且,随着用户对于机器设备的性能效率有了更高的需求,比如更大的动力、更快的循环动作、更精确的操作、更紧凑的空间、更高的耐用性和可靠性,这也倒逼和推动了机械设备朝着更高的系统压力和更小的机械元件间隙的方向改进发展,同时也导致一个事实现象-小颗粒(小于1微米)的污染物足以对设备的性能造成巨大的影响。

 

综上,工业机械设备的元件间机械间隙以及相应能起到保护作用的干净的油膜是非常值得细分对待和引起足够多的重视,而不是一句简单的话能准确概述的。