油液润滑在振动消除中的作用

徐根元 谷玉海

（1.上海元泰机电润滑研究所 上海 2.北京信息科技大学现代测控教育部重点实验室 北京）

一、前言

机械设备运转会产生一定程度振动，设备润滑良好且正常运转时，其振动强度非常小，对于一些小型设备甚至感觉不到振动的存在。润滑不良导致振动强度增大是机械设备工作中的“常见病”，容易导致噪声、抖动、局部发热、漏油、导轨爬行和液压动作不稳定等一系列设备故障，且过大振动最终还会导致机械故障增加，轴承寿命缩短，机床精度下降、零部件过早磨损、劳动环境恶化（例如噪声）、能耗增加、效益滑坡等等，因此除了一些专用振动机械（有益）外，在极大多数场合下是有害的，故怎样及时找出产生振动增大的原因，排除这类故障是设备维修工作者的重要任务，也是应有的职责。长期以来大多数维护人员处理振动问题时往往从电气稳定性、机件安装精度、动静平衡等方面（即常规手段）进行研究及分析，而采用润滑技术手段对故障振动进行研究与分析很少，而后者往往见效快、效率高、成本低，有时还可做到“马到成功”。

二、数控机床的振动与润滑技术

1.GSK980PD数控车床振动

GSK980PD数控车床，运转一段时间后机床有振动，加工出工件精度明显下降，达不到工艺要求，虽有人用常规办法分析过，但始终无法排除故障，后只能停机解体拆卸分析，才发现机床的滚珠丝杠因润滑不良早已失效（产生干摩擦），才造成这样严重的振动，后只能全部更换新的滚珠丝杠，并对这对摩擦副里加上高质量的润滑脂，从此以后再未发生过类似故障。

2.超大型立式数控车床的振动与润滑技术

加工直径达20 m的超大型数控车床投产3年后，立柱静压导轨水平运动时有严重爬行现象，加工工件有明显振动痕迹。由于该机床保质期已过，制造厂早已不负责免费维修。按理说静压导轨不应该爬行，但实际中发生爬行的现象很普遍，这里的重要原因是静压导轨油液污染所致。整个系统内虽有滤油器，但时间一长往往会失效，为此到现场作详细诊断。分析后认为，液压油清洁度未达到NAS5级（ISO 14/11）之故，提出加装润滑装置消除爬行的方案。在大型静压油箱（重7 t）顶部架2个离心式滤油器，后经实践证明，此方案行之有效。

三、机床的振动爬行与润滑

1.大型立式拉床爬行

国家重点工程即3300工程，引进卡特二手生产线，在上海安装调试长达10年时间仍无法投产，若再拖下去，这些生产设备可能变成废铁。上级有关部门责令成立专门攻关小组，对这数百台二手设备进行逐台调查并寻找问题原因。对该工程连杆生产线上大型立式拉床进行现场调查时，发现机床爬行原因。拉床立式导轨的2个专用小油箱与0.7 t的大液压箱用铜管连通，从操作角度看很方便，当2个小油箱（每个2 kg油量）缺油时，只要打开旋塞阀，油液从700 kg大油箱内放出一点即可，但从润滑技术角度去分析，这样就犯了大错，会直接导致导轨爬行。原因是2个小油箱内油液与液压箱内油品相同，均是32#液压油，不具备抗爬行性能。若把相通3个油箱的紫铜管拆除，2个油箱内加入专用的68#导轨油，也许该拉床立导轨的爬行就不会产生。进一步查找原因，这是出国接收这些二手设备负责拆除和安装的钳工师傅粗心，未按原机床润滑系统安装，才造成这个故障。后来按照整改方案改进后，拉床立式导轨的2个小邮箱单独加入68#导轨油后，爬行问题很快解决。

2.金刚石镗床的爬行问题

加工发动机连杆轴套（多是有色金属材料）往往要用卧式金刚石镗床，但其水平工作台低速进给时，往往会产生振动（爬行），直接导致加工出的轴瓦套表面粗糙度达不到工艺要求。这类机床故障可以说是常见病。按常规办法排除这种振动往往效果不理想，从润滑技术去分析这类问题就简单有效多了。在原水平导轨用油中添加3%二硫化钼润滑剂，便有意想不到效果，机床振动很快消除，不再爬行了。

3.匈牙利万能铣的振动

从匈牙利进口的“却贝尔”万能铣床在大修理后的试车时，工作台上下升降丝杠发生明显振动同时伴有噪声。该机床设计时，把整个升降丝杠与螺母都浸泡在一个专用小油池里，按理润滑剂供应够充足了，但结果还是有振动，说明仅有普通矿物油润滑是不理想的。在原润滑油池里添加二硫化钼固体润滑剂后，振动和噪声全部消除。

4.B670液压牛刨振动问题

B670型（包括B690）液压牛头刨床（多数是长沙机床厂产），实际使用中的常见故障是液压缸因油液有泡沫产生振动，作主切削直线运动时不稳定，加工出工件表面粗糙度往往达不到工艺要求。按常规方法处理这个问题的做法是：查油位是否太低或吸油处是否漏进空气，排油管出口离液面是否合理，滑枕冲程放到最大行程将油缸内空气赶跑，清洗滤油器或更换新油等。当上述常规办法仍无法解决液压系统中泡沫时，只能借助润滑技术手段处理。在原液压油中添加百万分之几的硅油（901）即可消泡，当然一定要把硅油充分溶解在煤油里后才能起作用（若加901还不行，还可加902抗泡剂），当液压油内泡沫消除了，液压动作便会平稳，振动、噪声也一起被消除。

5.罗茨鼓风机的噪声问题

铸造车间里噪声最大的往往是罗茨鼓风机且还夹带着其他毛病，如润滑油泡沫太多且跑到地面上造成漏油。油温过高，润滑条件恶化，换油周期短，机件磨损快等一系列问题。分析这些故障可知，一般是因长期润滑条件恶化所致。在原润滑油中添加抗泡添加剂（901或902）是关键所在，使润滑油箱内泡沫消除了，油面散热好了，油温自然会降下，漏油问题当然迎刃而解，润滑油温升不超标，噪声与振动当然下降。采用这样的方法后，罗茨风机的噪声问题，因油泡消除而有所改善。

6.电子门噪声问题

各住宅小区每号装的电子门十分普遍，有时在对铁门进行维护喷防锈漆后，因铰链里进入少量油漆而造成门与框间吸铁锁不到位而产生强烈振动和噪声，居民报修多次，物业才派2个工人把整个门从框架上卸下，刮除铰链上多余油漆，再把大门装好，2个人忙了半天才解决了问题。若从润滑角度去分析，处理这个问题要简单得多，只要在铰链处喷些WD-40松锈润滑剂，约5 min时间便可消除噪声，大有“马到成功”之感觉。

7.大型水力测功机的振动与润滑

从德国引进千马力大型水力测功机（DN9C），在一次大修理后的试车中发现轴承有明显振动，轴承温升太快、太高（70℃以上）。当时正好有人从瑞典参加世界“阿蒂拉弟”维修培训中心毕业后带回国的一套先进轴承振动仪，对其全方位检测了半天也找不出故障真正原因。由于该仪器要有2套对比值才能确正是非，可是测功机过去的振动数据根本没有，故得不到二者差值，这套仪器也无能为力。

经检查，原因是润滑脂加得太多。将测功机大轴承座底部放油孔打开，用1根直径1 mm粗的铅丝向内捅了几下，把滚动轴承内加得太多的3#二硫化钼锂基脂排出不少，当轴承再次运转时，因内空间相对扩大，润滑脂的内摩擦大大下降，轴承温度下降了约25℃，同时轴温下降后间隙也改变，振动自然消除。

此例说明，测功机的故障完全是由于大修理师傅把润滑脂加得太满太多所致。正确的做法是加1/2～1/3（空间）即可，可大大减少润滑脂在轴承高速运转时造成内摩擦的发热问题。

8.不锈钢冷轧机轴承的振动

轧辊宽达1.5 m的大型冷轧机，从国外引进投产不到4年，生产能力明显下降。由于轴承振动，导致冷轧不锈钢薄板线速度从原600 m/min下降到400 m/min，近10 t重的轧辊需每天更换，轴承内润滑脂当然也要天天清洗更换，维修劳动强度特别大。加上生产线是从国外引进，保用期早已超过，原轧机制造商早已不再负责。为此，使用单位将这个问题带到全国摩擦学会润滑专委会上请有关专家会诊解决。

经专家前往现场会诊分析，得出的整改方案是彻底改变原设备说明书上规定的2#矿油型润滑脂，更改为合成型，润滑性能提高近1倍。更换高品质的2#合成脂后，滴点提高到271℃（原是170℃），原来发生的问题基本解决，轴承的振动消除，整个轧机生产能力达到原来水平。

四、结束语

上述案例充分说明，在用机械的振动、爬行以及温升问题，与润滑技术关系十分密切，合理应用润滑技术，能够较好地解决设备的一些疑难问题。在设备故障诊断及维护保养上，润滑技术的应用常常被忽略或者没有引起重视，也是当前润滑技术应用上的误区。