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链条润滑与维护

链条在工业方面有长期和广泛的应用，常用的有传动链条、传送链条、举升链条和控制链条等。因为普遍接触自行车链条的缘故，很多人对工业设备链条的认识不足，觉得链条都是那么回事，对润滑与维护也漫不经心。其实不然，就以传动链条为例，像其他关键零件一样对设备的安全运转与连续生产十分重要，其润滑与维护也必须认真对待。
一、链条的失效形式
1．拉长失效
当载荷超过屈服极限时，链条发生塑性变形，链板、链板孔被拉长，导致链条不能正常工作。
2．疲劳损坏
传动链条的受力边与非受力边的拉力不等。在变载荷作用下，经过反复循环，链板将出现显微裂纹，并逐渐扩展，产生疲劳损坏，如发生断裂等，滚子表面也会发生疲劳点蚀。如果润滑正常的话，疲劳损坏常是限制链条承载能力与寿命的主要因素。
3．链条磨损
磨损时常发生在销轴与套筒之间，使得间隙变大、链条变长，直到链条不能准确的与链轮啮合，或者不能维持正确的定距与定时。有时滚子与套筒之间的磨损或链板与导板之间的磨损也会导致链条故障。
链条因磨损而变长是一个渐进的过程，大致包括三个阶段。第一阶段是初期磨合，时间比较短，销轴和套筒上的突出点被磨掉，小的偏心也被磨平。第二阶段是稳定而又缓慢的润滑磨损，在这一阶段，销轴恰当的置于套筒中，承载区域得到正常的充足润滑。第三阶段是比较快的末期磨损，这一阶段润滑可能无效或失效，或者销轴与套筒的表面的淬硬层被磨掉，或者链条变长。使得个别节点的负载急剧增加。磨损链条的主要失效形式，与润滑不良密切相关。
4．胶合
在润滑剂不足或不合适的情况下，当出现高速或重载时，销轴与套筒接触表面间难以形成完整的润滑油膜，金属之间的直接接触导致胶合或焊合。胶合使得销轴与套筒之间不能相对运动，限制了链条传动的速度。
二、润滑对链条的意义
链条的磨损失效与胶合失效都与润滑有关。如果能得到及时、正确的润滑，链条传动一般都能完好地工作很长时间。良好的润滑能够使链条磨损的第二阶段大大延长、第三阶段大大推后，从而延长链条的服务年限并可获得明显的经济效益。经验表明，合理的润滑能够显著延长链条的寿命，最长可达100倍。即使链条的寿命可以接受，缺乏合理的润滑也会引起其他问题。如果润滑不足，不同节点之间的磨损程度不同，造成链条动作的不稳定。润滑不足还会增加摩擦和能源消耗，并产生有害的温升。
1．链条的摩擦学特点
链条的结构和工作特点决定了其摩擦学上独一无二的特点：绝大多数摩擦件之间为线接触，接触面积极小，摩擦件的运动方式为往复摆动，摩擦点不容易接近，摩擦件表面承受很高的压力，混合摩擦。
2．链条润滑剂必须应对的严酷条件
潮湿、灰尘和生产原料的影响，室外气候条件，高温、低温，冲击载荷，温度变化，周围介质的变化，暴露于水。
3．链条对润滑剂的要求
黏附性强，润滑剂随链条运动，黏附性差的容易流失而影响润滑效果，清净效果，能够带走磨损物和外来物，高温稳定性，防腐蚀，抗介质侵蚀，不结焦，承载能力，浸润力。
链条润滑主要是减少销轴与套筒之间的磨损，带走磨损颗粒与外来物，使链条与链轮的啮合更顺畅。另外，润滑还可以防止生锈和腐蚀，带走热量，并且迟缓冲击力。
工业传动链条的润滑以链条油为主，少数使用润滑脂，这里着重介绍链条油的应用。
三、链条油
1．链条油的组成
链条油由基础油与添加剂组成。链条润滑油必须有合适的黏度，既便于润滑油渗透到链条内部表面，又要在工作温度和压力下维持有效的润滑油膜，并含有必要的添加剂。
2．基础油
常用的链条油基础油主要有三种：矿物油、聚乙二醇和酯油。
(1)矿物油。矿物油是石油炼制的碳氢化合物，具有成本低、易获取和添加剂容受性好的优点。同时缺点也十分明显，比如温度范围窄、易挥发、残余物及高温结焦等。
(2)聚乙二醇。聚乙二醇是由乙醇与乙烯或丙烯的氧化物反应所得的聚合物。其优点是黏度指数高、耐高温、残留物少，缺点是油漆、矿物油兼容性差。
(3)酯油。酯油是酸与醇类反应的产物，用作润滑剂的主要有双酯和多元醇酯。酯油的优点是温度范围宽、抗氧化性好、矿物油兼容性好。缺点是成本较高、水解稳定性较差。
3．添加剂
(1)化学类添加剂。常规的链条油添加剂包括抗氧剂、抗磨剂、摩擦改进剂、抗腐蚀剂、抗泡剂以及黏附改进剂。
(2)物理类添加剂。这类添加剂就是固体润滑剂，常用的包括石墨、二硫化钼与聚四氟乙烯。它们的作用在于提高链条油的润滑性、承载能力和耐高温性能。
四、链条的润滑
1．人工润滑
定期用油壶或刷子对链条润滑，建议每8h一次，如果经验证明润滑充足，加油周期也可以长一些。加油的量与频率必须保证充分润滑以防止节点出现棕红色变，棕红色表示链条节点因为润滑不足而出现红色氧化铁。
2．滴油润滑
链条油以4～20滴／rain的速率滴到链板之间，滴油速率取决于链条的速度与温度。
3．油浴润滑
在链条箱的底部，一小段链条浸在油中，油位的最低水平刚刚超过最低段链条的轮廓线即可。油位过高会造成太长的链条从油中穿过，会引起泡沫和过热。
4．油盘润滑

在低端的链轮上安装有一个油盘，油盘旋转时从链条箱的底部带起链条油，并甩到一个集油板上，再通过一个导向板滴到下段链条上。通常链条应该始终在油面上方运行。
5．喷油润滑
链条油通过油泵输送，经过油嘴喷出或流向下段链条。喷油应该在链条宽度上均匀地分布。多余的油在底部聚集并循环使用。如果需要，应该用冷却器保持润滑油的温度低于上限。
五、润滑维护
1．各种润滑方式的定期维护
对于人工润滑，确保定期加油和使用合适的润滑油。对于脏了的链条，用煤油或阻燃溶剂清洗，而后再润滑。
对于滴油润滑，确保流量符合要求、而且油能够准确地滴到链条上，每天检查油位并及时补充。
对于油浴润滑、油盘润滑和喷油润滑每天检查油池油位并及时添加，同时检查是否存在泄漏、起泡或过热现象，确保所有油嘴清洁畅通，润滑油能够准确到达链条。
2．换油与油样化验
(1)油样化验。通常链条油可以根据OEM的推荐周期进行更换，这种方法有可能造成不必要的浪费。也有的维护人员根据经验和现场观察决定是否换油，这存在较大的风险。比较科学的方式是定期对油样进行化验，以确定油的状态。现场出现异常现象时也可以通过油样化验来确定油的状态和分析可能的原因。
(2)链条油关注的化验项目。黏度，警戒值是变化超过15％，闪点，关系到油的安全性，大幅降低一般是有轻质油混入，光谱元素含量，主要是铁、铜、硅等，警戒值为200ug/g。金属含量表示链条的磨损程度，硅元素代表链条油的灰尘污染程度。这些元素的含量对油本身并无根本影响，但会加剧链条的磨损，抗乳化性，容易乳化的链条油将失去润滑性和对链条的保护。当这些指标超过警戒值时，应安排换油。
(3)换油程序。停机以后趁热将链条油排出，对油池和链条进行清洁，可以用煤油或阻燃溶剂清洗，但切记将煤油或溶剂清理干净、无残留，避免影响链条油的性能。如果要对链条涂刷减摩涂层，则应在溶剂挥发干净后进行。加入新的链条油。废油应妥善处理，不可以直接排放。
3．减摩涂层保护链条
减摩涂层是保护链条的一种额外方法。减摩涂料由固体润滑剂、固化剂、溶剂等组成，可以刷或喷涂于链条表面，等固化以后。就会形成一层均匀的灰黑色硬膜。这样的减摩涂层具有耐磨、减摩、防腐等优点，可以为链条提供长期保护，而且便于清理结焦、积尘。
在电子工业中，美国BTU的回焊炉链条就采用了减摩涂层，耐磨损，维护简便，使其在行业中居于独一无二的地位。此外，减摩涂层也可以用于链条的导轨和相关零件上，能够起到很好的保护作用。
除了链条油之外，链条的润滑还可以使用润滑脂和油膏。比如在乳胶手套生产线的传送链条上，全氟聚醚耐高温润滑脂，对于提高乳胶手套的成品率和保护链条都有非常显着的效果。