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我现在简单的引用一下摩擦与润滑的理论,简单利用张老师刚才没讲的一段,我讲一句。摩擦与润滑,它俩太密切了。现在的标准一个是2003年的美国的6006标准,美国齿轮制造协会的。一个就是最新的2010年ISOIEC61400标准,当然后面的标准要远远优于前面的标准,因为毕竟一个是2003年颁布的,一个是2012年的12月份才颁布的,相当于2013年很新的标准,我仔细研究这两个标准发现,经过这两年世界风电的研究使用现场调查,风机齿轮箱的设计规范已经越来越趋于成熟了。
第一个标准形成的时候,我们发现当时是40千瓦到2兆瓦,当时美国的水平,那时候看来兆瓦级的风机还只是开始,才几十千瓦。设计寿命,齿轮箱设计规范要求20年。2012年年底,61400标准,你会发现这里涵盖范围可就不一样了,61400标准已经写得是大于500千瓦,不再有上限,理论上可以适用5兆瓦、7兆瓦,甚至10兆瓦,没有上限,大兆瓦级的风机为设计规范了,发生质的变化。
这里头设计规范主要强调了齿轮和轴承箱的元素问题讨论的,还有轴承的组成零部件的问题,滚动轴承的问题,润滑油的问题。终于会发现,在OM上,在标准的第一页上写到,在运营方面,把传统系统的润滑管理,已经提在了极其高的位置上,不再向6006标准。大家终于知道,风机运营中润滑油很重要,已经在规范中体现出来了。
我查阅了一下两个标准对润滑油的重视度到底多大,一页一页看,我做了一个统计。在6006标准上,一共是5章,正页94页,我算了一下,在这个标准中,设计到润滑油的章节的页数是22页,对94页占整个标准的23.4%,6006A03标准,到了IEC61400-4,一共是30页,占比19.9%,不论是19.9%,还是23.4%,整个的国际两大标准规范,润滑油的章节的篇幅占20%左右,也就是五分之一,因此润滑油在这个行业有它自己的地位。
谈谈我对学科粗浅的判断。我们发现在我们国家机械与摩擦学,重机械、轻润滑,因为是两个学科,一个是机械系、一个是润滑系的。除了专家以外,我想问问在座的所有与会嘉宾,谁是学化学专业的?除了专家以外,举个手,三个。刚才齿轮箱中占20%,今天我们与会的,我是在茶歇的时候做了调查,今天与会的人可能已经接近300人,如果有三个是学化学的,足以见我们化学在地位中多么微弱,才1%。原因很简单,我也算多年搞化工润滑方面的工作,一晃也是快24年了。我们发现我们的摩擦与润滑,基本上在中国就是泾渭分明。我们的润滑大师温院士,还有洛建彬(音)院士,刚才提到有院士的问题,润滑有院士,一个是薛成金(音)院士,还有刘院士。你会发现我们的两位院士,一个是山东大学化学系毕业的,一个是山东师范大学化学系毕业的,可以看出来,是纯化学专业毕业的,而润滑这块,搞纯化工的人数很少。我们会发现,我们在摩擦与润滑两大交叉领域里面,我们需要杂交形的摩擦与润滑专家,需要杂交,这个界限需要打破。
我现在也继续从标准谈我们的可能的关联。首先在6006标准上的第61页上有这么一段描述,非常重要,可能不搞润滑的不一定注意这段。这么些的,齿轮润滑中薄润滑油膜将摩擦副表面分开,表面的粗糙度比λ起了重要作用。新的61400标准指出润滑油核心任务是减少摩擦磨损,要完成此标准,最好进行详细的齿轮润滑弹性流体动力EHL的分析。
我很形象的做了个图,这面润滑油,这么一个λ,这个λ跟中国的人字非常像,一个λ就可以把齿轮箱,用这个油连接在一起,λ是什么?λ是最小油膜厚度除上金属表面的平均粗糙度。这一个λ就起了很大的作用,如果这个λ在不同区间,实际上摩擦的原理是不一样的,三种摩擦原理,一个是λ远远大于3,λ远远大于3就意味着两个金属之间全分开,理论上不会有摸索。同样另一个极端是这个λ只是小于1.2的,相当于两个金属表面基本碰上了,这个时候是磨损最大。经常的现实中润滑状态是处在两者之间的状态很多,这才是核心,λ值大于1.2和小于3之间,或许是一个常态,这也是磨损的主要问题。
这条曲线可能大家都知道,搞摩擦学离不开这条曲线。大家看到,两个金属之间由于润滑油分开以后有三种状态,一种是λ大于3.0状态非常好,完全分开;第二种两个金属表面偶尔有油,基本断开了,两个金属摩擦很大;第三种就是所谓的过渡状态。这个Stribeck Curve图,不变的是精度,变化的是基本原理。
61400标准中已经有精确的润滑油计算方法了,这个方程是写在61400的108页的,看上去复杂,其实一点不复杂。
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