油霧潤滑

油霧潤滑技術是利用壓縮風的能量，將液態的潤滑油霧化成1um-3um的小顆粒，懸浮在壓縮風中形成一種混合 體（油霧），在自身的壓力能下，經過傳輸管線，輸送到各個需要的部位，提供潤滑的一種新的潤滑方式。

基本介紹

• 中文名：油霧潤滑
• 別稱：“乾箱式”油霧潤滑
• 分類：純油霧潤滑和清洗型油霧潤滑
• 類型：潤滑方式

分類

油霧潤滑方式分純油霧潤滑和清洗型油霧潤滑兩種。

（1）純油霧潤滑也稱“乾箱式”油霧潤滑，軸承箱中沒有油位，只有霧化油提供潤滑，適用於滾動軸承，該霧化潤滑優點在於：

◆ 由清潔而新鮮的潤滑油沖洗潤滑軸承；

◆ 排除污染雜質和磨損微粒返回軸承的可能性；

◆ 不需要檢查和維持恆定的油位；

◆ 泵不存在敞口使潤滑介質不污染，不需人工換油；

◆ 無需排放或更換潤滑油，降低工人的勞動強度；

◆ 消除了因軸承和拋油環攪拌潤滑油而產生熱量，使軸承運轉溫度更低；

◆ 潤滑油不需要冷卻，可以去消軸承箱的冷卻水。

（2）清洗型霧化油潤滑則稱“濕箱式”油霧潤滑，油位應保持一定水平，霧化油應充滿並流過油位以上的空間，仍用傳統的內設濺噴潤滑裝置的油腔來提供潤滑油以潤滑軸承表面。在純油霧潤滑和清洗型油霧潤滑技術中，軸承箱內都始終保持一定的壓力，這樣可以阻止外部污染雜質的進入，並使外露的軸承表面包裹上一層油膜。清洗型霧化潤滑適用於滑動軸承、變速箱以及其它一些設備，這些設備都需要維持油槽中的油位。

特性

油霧潤滑屬於氣液兩相流體冷卻潤滑技術，它作為一種較先進的微量的潤滑方式，曾經成功地套用於滾動軸承、滑動軸承、齒輪、蝸輪、鏈輪等各種摩擦副。在冶金機械中，如帶鋼軋機的支承輥軸承，四輥冷軋機的工作輥和支承輥軸承以及高速線材軋機的滾動導衛等也有採用油霧潤滑的。

早在20 世紀30 年代，油霧潤滑就已在歐洲出現，到了50年代才傳到了美國。

油霧潤滑系統是一種低成本，環保，安全的集中潤滑系統，由潤滑器、噴嘴、油霧傳輸管道和潤滑附屬檔案組成。

該潤滑系統可連續、高效地自動將潤滑油霧化成小顆粒，並精確地將新鮮、潔淨的霧狀潤滑油傳送到多個潤滑點，均勻的覆蓋被潤滑部件，對部件進行潤滑和冷卻。油霧噴嘴可根據被潤滑體的運轉速度選擇適應的類型，每台潤滑器可帶多個噴嘴。

優點

1、潤滑效能高，新鮮油霧潤滑能隨壓縮空氣彌散到所需要得潤滑摩擦部位，使潤滑部位獲得良好而均勻的潤滑效果，大幅度提高傳動件的壽命。

2、壓縮空氣比熱小、流速高，很容易帶走摩擦所產生的熱量，摩擦副溫度降低，設備功耗降低。

3、大幅度降低了潤滑油的耗油量，摩擦副始終保持新鮮、適量的潤滑油，同時具有噴吹作用，有利於摩擦副的清潔運行。

4、較稀油循化潤滑系統結構簡單輕巧，占地面積小，動力消耗低，維護管理方便，自動化控制程度高，成本低。

5、由於油霧具有一定的壓力，因此可以起良好的密封作用，避免了外界的雜質、水分等侵入摩擦副。

6、使用範圍廣，油霧潤滑已經在壓延設備及冶金機械上得到使用。如：鋁箔軋機、帶鋼軋機、迴轉窯、球磨機、石油、造紙、纖維機械、 鏈條運送機、振動機、鼓風機、選礦機、粉碎機、高速紡錠等各種機械。

7、經濟效益顯著。

8、整個系統基本沒有運動部件，相對運行可靠度高，有利於長周期安全運行。

9、採用集中自動潤滑，大大減輕了操作人員勞動強度。

10、綜上所述，油霧潤滑系統有著諸多優點，同時在許多輕載、多點、多粉塵場合套用更能顯現其優點。特別是在高轉速時，油霧潤滑的優勢更為明顯。

缺點

雖然油霧潤滑具有良好的潤滑效果、耗油量較小、有較好的散熱作用，能提高滾動軸承的極限轉速，但與油氣潤滑相比就相形見絀。油霧必須用大口徑的管道輸送，一般為2 1/2”，而且輸送距離通常為30米，最大也不能超過80米；油霧量的調節也很困難，而且油的粘度變化對油的霧化能力影響較大，因此必須嚴格控制油溫。在油霧潤滑排出的氣體中，含有部分懸浮的微小油粒，對人體的健康有害，因此對於大量採用油霧潤滑的場所，還必須增設通風設施。

組成結構

油霧潤滑系統一般包括一個油霧主機、油霧輸送主管、被潤滑設備處的下落管、油霧分配器、油霧噴嘴、油霧 供應管、油霧排放收集總成、油霧排放管、殘油收集箱、卡套接頭等，特殊情況下還有吹掃型油霧排放總成、 吹掃型油位觀察總成。

圖1 油霧潤滑系統組成

（1）油霧發生及控制部分

油霧的霧化採用一種渦流霧工藝，它具有高效性和抗阻塞性；油霧的控制則是一套微處理器單元；該部分還包括有儲存油箱，輸送設備和加熱設備。

（2）油霧輸送及分配部分 從主控器至各注油點的連線為油霧輸送管至分配器，經過噴嘴接到注油點。管件由經過潔淨材料製作的主管和分支管線構成，油霧分配器上連支管下接一台泵的注油點，將霧化油分配到潤滑點。每個分配器可以供應六個潤滑點。

（3）油霧節流器 它能測量並調配輸送到潤滑點的霧化油量，也能將乾性霧化油轉變成濕性霧化油。除“霧化”的類型外，還可選擇噴射式、壓縮式或定向式，每個潤滑點各要求有一個節流器。

（4）霧化油收集容器 這個裝置用於收集從軸承箱排出的凝結油。它一般也是另外一套油回收系統的油收集器的一部分，可用於安排對回收油的重複利用。

工作原理

油霧生成

如右圖2所示。壓縮空氣通過進氣口進入閥體1後，沿噴嘴3的進氣孔進入噴嘴內腔，並從文氏管4噴出進入霧化室5，這時，真空室2內產生負壓，並使潤滑油經濾油器8和噴油管7進入真空室2，然後滴入文氏管4中，油滴被氣流噴碎成不均勻的油粒，再從噴霧罩6的排霧孔進入貯油器9的上部，大的油粒在重力作用下落回到貯油器9下部的油中，只有小於3μm 的微粒留在氣體中形成油霧，隨壓縮空氣經管道輸送到潤滑點。

圖2 油霧生成原理圖

為了將潤滑油輸送到摩擦點，首先要在一個潤滑油霧化裝置中將潤滑油霧化得非常細小。霧化後的潤滑油微粒的表面張力大於潤滑油微粒的吸引力。結果，使得精細地霧化的潤滑油處在一種接近於氣態的狀態。霧化的潤滑油能夠在這種狀態下由霧化裝置經過分配器輸送到各個摩擦點去。但由於油霧在進入潤滑點後不能產生潤滑所需的油膜，因此要根據不同的工況，在潤滑點安裝相應的凝縮嘴，使得油霧通過凝縮嘴後形成滴狀的油粒。

油霧潤滑裝置不可能將霧化的潤滑油完全恢復成滴狀的油粒，早期的油霧潤滑裝置，只有60～75%的油滴到達潤滑點，剩餘的潤滑油則以霧狀進入大氣中，後來經過改進後，潤滑油的利用率可達90%，但仍有少量的潤滑油以霧狀進入大氣中，使環境受到污染。此外，油霧只能以較小的速度輸送，因為油霧只有在層流狀況下才能保持穩定。如果是紊流狀態，潤滑油的微粒就會因相互碰撞而聚集在一起，結合成較大的潤滑油油滴，以致重又恢復到液體狀態。在這種液體狀態下潤滑油就會流回到容器中去。由於油霧的壓力很低，為了克服油霧流動時的阻力，所以必須採用截面積相對較大的管道。

這一點也是眾所周知的，就是潤滑介質是在紊流的空氣流中輸送給潤滑點的。然而，採用這種方法時，在將滴狀的、通過空氣流帶入的潤滑介質分配到各個潤滑點的過程中就會出現問題。在分叉點，重力會起作用，使得較大部分的潤滑油油滴沉積到分配器最下面的底部。這樣一來，潤滑油的分布就與位置有關了。曾經有人做過這樣的試驗，將帶有運動部件的分配器投入使用。但是這些試驗沒有得出實際的結果。後來又有人提出這樣的建議，就是在分配器中產生特殊的空氣渦流。但是因為潤滑介質的粘度在一個相當大的範圍內波動，所以這一建議最終也是一無所成。考慮到潤滑油由於它們的粘度各不相同而無法對它們進行流體力學的計算，而且空氣量和潤滑油量之比也是根據需要各不相同的，以致安裝位置起著相當重要的作用。結果，在採用由紊流的空氣流帶入的油氣混合物進行潤滑的情況下，通常都要針對每一個摩擦點根據空氣流量的大小專門配給潤滑油量。

圖3 油霧與壓縮空氣混合

在油霧潤滑管道中（見右圖3），油已成霧狀並和壓縮空氣融合在一起，油和氣在管道中的輸送速度是一樣的，因此，從潤滑部位排出的空氣中含有油的微小顆粒，會對環境造成污染並嚴重危害人體健康。

製備方法

油霧生成方法

生成霧的常見方法有超聲霧化、文氏管、旋動射流等。根據作用效果因素,煉油企業機泵用到文氏管產生油霧的方法。

1、超聲霧化

超聲霧化多用於家庭、醫療等方面。超音波可以使液體在氣相中分散,它的主要零件一般是壓電陶瓷超聲霧化片。超聲信號傳送到做厚度震動地壓電陶瓷振子上,振子的機械振動傳給液體,使液體面產生隆起,並且在隆起的周圍發生空氣作用,由這種空化作用產生的衝擊波將以振子的振動頻率不斷反覆振動,振動振幅所造成的波峰把液滴從表面分離和破碎,隨著超音波的增加霧化液滴越來越細,一般在超音波的振動頻率作用下可獲得幾微米級的霧滴。

2、文氏管噴嘴

圖 4文氏管噴嘴

文氏管噴嘴霧化原理:如右圖4。高速空氣進入時,油箱內形成負壓,粗油粒子沿吸油管,被吸入到文氏管內,與在空作用下,從油霧出口形成油霧。

3、旋動射流霧化

還有一種方式旋動射流霧化,以旋轉的空氣為動力,增加了油霧的多方向性,更好地潤滑摩擦件。這三種霧化方式進行對比,根據動力源來說,後兩者比較適合。文氏管在工業套用更為廣泛,結果相對簡單,技術也更為成熟,我國已經由數家煉油企業運用了該種油霧潤滑裝置,並且取得很好的經濟效益。

影響因素

油霧潤滑是一種集中潤滑技術 ，要求在較大的潤滑半徑(約100 m)內對各潤滑點進行充分潤滑，也就是說除了對要求霧化後的油霧具備較強的可傳輸性以外，油霧發生裝置必須提供足量的潤滑介質，即具備足夠的油霧濃度·霧化後的油霧濃度取決於進入霧化腔內的潤滑介質的流量。

《關於油霧潤滑中油霧濃度的影響因素分析》通過對霧化裝置進油管口的流動過程進行流體力學特性分析，並以此為基礎建立了油霧濃度的數學模型，經理論分析獲得了影響油霧濃度的主要影響因素，即介質溫度與喉部壓力等·並通過實驗測試獲得了這些影響因素的數據並繪製出實驗結果曲線，結果表明:潤滑油溫度在50～60 ℃、氣溫在60～80 ℃時霧化效果最好;空氣壓力在180～240 kPa 之間最佳。

維護方法

為了使用與維護好油霧潤滑系統，制定了油霧潤滑系統操作法，對主油霧發生器和輔助油霧發生器的操作、日常檢查與維護、常見問題與處理等方面進行了具體規定。日常檢查與維護分為每日檢查、每周檢查、每月維護、半年維護，其關注重點各有不同。通過對油霧發生器、潤滑泵的定期檢查與維護，將油霧潤滑系統的故障降至最低。

使用油霧潤滑器的注意事項如下：

◇ 油霧潤滑油的選擇，選標準的專用的油霧潤滑油。

◇ 如果用氣站供氣，在進油霧潤滑系統前加裝氣水分離器，把空氣中的水分離掉，由於水進入軸承中容易產生抱軸。

◇ 控制好進氣的壓力，一定按規定調整。

◇ 在油霧潤滑油工作前，先把進軸承處的口打開，把油霧潤滑油啟動，檢查油霧是否到此，如果正常，再進行工作。

故障解決

油霧潤滑系統常見故障診斷及排除方法

故障現象	可能的原因	排除手段
潤滑點沒有油	油箱中沒有油	加油
	空氣壓力不足或者根本沒有壓縮空氣	檢查壓縮空氣氣源，至少壓力應該達到4Bar；清潔氣源處理三連件，清理空氣管理
	油品粘度過高或者添加劑不對	加裝空氣加熱器
	油品參數設定錯誤	檢查各個參數設定滿足設計需求
	吸油過濾器堵塞	拆下油霧發生頭，清潔吸油過濾器
	管路中有油品沉積物	控制油壓，檢測流量，檢測管理系統
潤滑點油量過大	油量調節設定錯誤	按照設計要求進行設定
	油溫/氣溫過高	重新設定
系統壓力過低	管路泄漏，油霧凝縮嘴選型錯誤	清潔空氣過濾器、清潔文氏管、檢查管路、檢查凝縮嘴
系統壓力過高	系統有背壓	檢查管路系統以及軸承座

與其他潤滑方式對比

油霧潤滑與油氣潤滑

比較項目	油霧潤滑	油氣潤滑
流體形式	一般型氣液兩相流體	典型氣液兩相流體
輸送潤滑劑的氣壓	0.04～0.06bar	2~10bar
氣流速	2~5m/s（潤滑劑和空氣緊密融合成油霧氣，氣流速=潤滑劑流速）	30~80m/s（潤滑劑沒有被霧化，氣流速遠遠大於潤滑劑流速），特殊情況下可高達150～200m/s
潤滑劑流速	2~5m/s（潤滑劑和空氣緊密融合成油霧氣，氣流速=潤滑劑流速）	2~5cm/s（潤滑劑沒有被霧化，氣流速遠遠大於潤滑劑流速）
加熱與凝縮	對潤滑劑進行加熱與凝縮	不對潤滑劑進行加熱與凝縮
對潤滑劑粘度的適應性	僅僅可適應於較低粘度（150cSt/40°C以下）的潤滑劑，對高粘度的潤滑劑霧化率相應降低	適應於幾乎任何粘度的油品，粘度大於680cSt/40°C或添加有高比例固體顆粒的油品都能順利輸送
在惡劣工況下的適用性	在高速、高溫和軸承座受髒物、水及有化學危害性的流體侵蝕的場合適用性差；不適用於重載場合	適用於高速（或極低速）、重載、高溫和軸承座受髒物、水及有化學危害性的流體侵蝕的場合
對潤滑劑的利用率	因潤滑劑粘度大小的不同而霧化率不同，對潤滑劑的利用率只有約60%或更低	潤滑劑100%被利用
耗油量	是油氣潤滑的10～12倍	是油霧潤滑的1/10～1/12
管道布置	管道必須布置成向下傾斜的坡度以使油霧順利輸送；油霧管的長度一般不大於20m	對管道的布置沒有限制，油氣可向下或克服重力向上輸送，中間管道有彎折或呈盤狀及中間連線接頭的套用均不會影響油氣正常輸送；油氣管可長達100m
用於軸承時軸承座內的正壓	≤0.02bar；不足以阻止外界髒物、水或有化學危害性的流體侵入軸承座並危害軸承	0.3~0.8bar；可防止外界髒物、水或有化學危害性的流體侵入軸承座並危害軸承
可用性	因危害人身健康及污染環境，其可用性受到質疑	可用
軸承使用壽命	適中	很長，是使用油霧潤滑的2～4倍
投資收益	稅後回報小於20%	稅後回報達50%以上
環保	霧化時有20～50%的潤滑劑通過排氣進入外界空氣中成為可吸入油霧，對人體肺部極其有害並污染環境；油霧潤滑在西方工業國家中不再使用	油不被霧化，也不和空氣真正融合，對人體健康無害，也不污染環境

油霧潤滑與油池潤滑

（1）潤滑效能高，油霧能隨壓縮空氣瀰漫到所有需要潤滑的摩擦副，在摩擦副表面總能形成一層潔淨質優的潤滑油膜，可高效潤滑並防止鏽蝕。

（2）壓縮空氣比熱小、流速高，很容易帶走摩擦所產生的熱量，在純油霧條件下軸承運行溫度降低10～15度。

（3）減少潤滑油用量40 %，從而使成本降低。

（4）與潤滑有關的軸承故障降低90 %。

（5）軸承壽命可延長6倍。

（6）由於油霧具有一定的壓力，與軸密封損壞相關的故障降低45 %～65 %。

（7）機泵群油霧潤滑系統重量輕、占地面積小、動力消耗低、維修費用低和便於集中管理。

（8）整個系統基本沒有運動部件，運行可靠度高，有利於安全長周期運行。

綜上所述，油霧潤滑系統有著諸多優點，能夠極大的減輕作業人員勞動強度，有效改善作業人員勞動環境。

油品選擇

油品選擇通常依據主機潤滑要求。允許使用工作粘度為ISO1000甚至更高粘度牌號的油品，大多數油霧潤滑系統使用礦物質齒輪油，粘度等級在ISOVG68到VG460範圍（68~460cST@40℃）允許添加防腐劑、擠壓添加劑、抗磨劑；通過有蠟和添加劑從油霧中分離的問題可以通過使用環烷基油品來避免，或者避免使用含有容易遇水分解的添加劑油品。油霧潤滑系統推薦使用包含特別添加劑的專用油以改進霧化效果，並且促進在工作表面的凝縮性能，同時減少擴散在周圍空氣中的油霧；這種專用潤滑油的實際利用率比普通的礦物質潤滑油增加20%到30%。切忌使用汽車潤滑油。

電機或者泵裝置用球軸承一般在夏天使用100到150cST（在40℃）的軸承潤滑油，冬季使用32cST（在40℃）。油霧量（sCFM）為D（英寸軸直徑）*R（balls）/20；油霧濃度為沒scfm空氣中含油7~11ml/小時。

套用簡述

在日常生產中通常採用的潤滑方式主要有乾油潤滑和稀油潤滑。乾油潤滑主要套用於速度較低，經常正反轉和重複短時工作的各種軸承及採用稀油潤滑很難保證可靠密封的零部件；稀油潤滑一般用於長期、重載、高速運轉的設備。

隨著科技的發展和進步，人類對於能源的需求量增加，而對於動力能源的消費更是不可缺少的，據統計設計每年消耗的汽油、柴油、天然氣、煤炭等為15億t，而大約有50%~60%的能源消耗是用於各種動力機械。而由於技術水平的原因，動力機械的能源使用率平均也只有30%左右。據德國Vogelpohl教授測算，全世界生產能源的1/3到1/2損失在摩擦磨損上，近年英國H.P.Jost教授指出，世界消費能源的30%~40%消耗於摩擦磨損，也就是說全世界每年約有相當於20億t石油的能源白白消費在摩擦磨損中。

同時由於機械套用的範圍越來越廣泛，特別是套用在複雜、惡劣的環境及要求重載、高速等條件下，這樣就給設備潤滑的管理和維護帶來了一定的困難和問題，使原有的潤滑方式不能滿足設備的新的潤滑要求，而油霧潤滑就是介於稀油潤滑和乾油潤滑之間的一種新型高效的潤滑方式，已成功套用於冶金行業中的軋機、鋁箔軋機生產線等的滾動軸承，滑動軸承、齒輪軸承、齒輪、渦輪、鏈條及活動導軌等各種摩擦副中，在石油化工行業中套用也很廣泛，主要套用於化工煉油的催化車間、氣分車間等生產用泵的滾動軸承、滑動軸承等的摩擦副中，在改善摩擦副的運行條件和摩擦副性能上以及節約能源和改善環境污染上顯示出了很大的優越性。

在磨煤機組上的套用

某廠大型磨煤機組、催化裂化裝置16台機泵潤滑油系統進行改造，成功套用油霧潤滑技術，取得了明顯的節能效果。經過半年的工業套用後，現潤滑油用量降低丁80%，不但使機泵達到了最佳潤滑效果，降低了設備故障率，而且軸承使用壽命比以前延長了3～6倍，為裝置安全平穩生產提供了可靠保證。

據專家介紹，油霧潤滑技術改變了傳統的機泵潤滑形式，採用間歇飽和濕霧態方式送油，利用裝置內的淨化風將油霧發生器內的潤滑油充分霧化，周期性地噴射壓縮空氣至軸承處，使液體的潤滑油變成氣態的油霧注入到各個潤滑點對機泵軸承進行潤滑，形成薄油膜，使機泵軸承潤滑上傳統的“油浸式”人工潤滑改為“強制式”機械自動化潤滑。而且氣液兩相的油霧既能起到潤滑作用，又能帶走大量的熱量。

現代潤滑理論認為，軸承處保持適量新鮮的油膜是最佳的潤滑方式，降低軸承的溫度是延長軸承壽命的主要手段之一。此技術可保持持續清潔的潤滑供給，大幅減少潤滑油用量和冷卻水用量。

油霧潤滑與其他潤滑方式比較．具有許多獨特的優點：

一是油霧能隨壓縮空氣彌散到所有需要潤滑的摩擦部位，可以獲得良好而均勻的潤滑效果。

二是壓縮空氣比熱小、流速高，很容易帶走磨擦所產生的熱量。

三是大幅度降低了潤滑油的用量。

原1台機泵潤滑1個季度加一次潤滑油，大約需要6桶潤滑油量；每半年加一次潤滑油，大約需要1桶潤滑油量，1台機泵年潤滑油用量由原來的24桶減為2桶。此外，使用油霧潤滑系統後，機泵軸承箱的溫度平均下降了12℃，不需要軸承箱冷卻水，可節水80%以上。

在化纖工業的套用

針對化纖行業滌綸長絲裝置高速紡絲機上普遍存在的兔子頭式導絲器易磨損特點，開發出的油霧潤滑系統，有效克服了原有導絲器的潤滑造成的導絲商品滿卷率低，廢絲量比較大的缺點。

使得噴射到槽筒輥的導槽里建立合適有效的摩擦油膜，同時把摩擦所產生的熱量帶走。由於大而濕的油粒子具有一定的彌散性，所以導軌板表面也會積累一定量的潤滑油，把兔子頭與導絲板的潤滑油膜建立起來。

該系統的油霧發生原理及獨特優點與KROMJ系列相同。但做了符合化纖行業的專門設計，設備投資也進一步減少，但具有可觀的經濟效益。

經濟效益分析表(實例)

項目	使用前		使用後
廢絲	日產廢絲量	0.3 噸	0.06 噸
	年產廢絲量	0.3*360=108 噸	0.66*360=21.6 噸
	年產生效益(絲價格按1萬元/噸)		108-21.6=86.4(萬元)
	使用壽命	15天	45天
兔子頭	使用個數	360/55*92=4608	360/45X192=1536
	年產生效益(兔子頭按28元/只)		(4608-1536)X28=8.6萬元