三油一脂——油脂(GREASE)

文摘   2024-10-30 10:39   广东  
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“三桶油”在航空器各个系统中扮演着不同的角色,至关重要。除了三桶油这样的液体,还有一种介于液体与固体之间物质的存在,同样在航空器上不可或缺,那就是油脂。

油脂的说明

DISCRIPTION

  • Q: 如果比喻航空器上的三桶油是“广东靓汤”、“北方细糠”,那么在航空器上有没有“东北糨粥”、“南方粗粮”呢?

  • A: ——自然是有,那就是醇厚的“油脂”。

在航空器的复杂机械系统中,润滑是确保各部件正常工作的重要环节,油脂的使用尤为关键。油脂与油类相比,具有更好的粘附性和稳定性,尤其适用于那些需要长效润滑、无法频繁进行维护的部位。

由于直升机上面旋转件比较多,需要润滑的场景也会更多,故我们本文举例直升机,详细介绍直升机上常用油脂的应用位置、作用,以及油脂与油液的一些区别。
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一、润滑脂分类及特性

CLASSIFICATION AND

CHARACTERISTICS

航空用润滑脂按照增稠剂可以分为以下几类,每种增稠剂赋予润滑脂不同的特性以及应用场景:

Tips:以下概念感兴趣的可以了解下,方便以下阅读。

1. 锂基润滑脂(Lithium Grease)

成分:锂基润滑脂是以锂皂为基础的润滑脂,通常使用聚α烯烃作为基础油,再添加一些抗氧化剂、抗磨剂等添加剂。

特性及应用:通用性强,具有良好的抗氧化性、抗水性和机械稳定性,耐高温性适中(约 -20°C 到 120°C)。常用于航空器的轴承、齿轮等通用部位。

2.钼基润滑脂(Molybdenum Grease)

成分:钼基润滑脂是以钼皂为基础的润滑脂, 再添加一定量的钼酸盐、抗氧化剂、抗磨剂等添加剂。

特性及应用:钼基润滑脂具有较好的极压性能和抗磨性能,适用于重载、低速、高温等恶劣工作环境。

3. 钙基润滑脂(Calcium Grease)

特性与应用:抗水性极佳,但耐高温性较差(通常低于60°C)。适用于潮湿环境,但不适合高温应用。

4. 铝基润滑脂(Aluminum  Grease)

特性及应用:优异的抗水性、耐高温性(可达150°C),机械稳定性和抗氧化性能较好。适合潮湿环境和高温条件下的部件。

5. 聚脲润滑脂(Polyurea Grease)

特性及应用:耐高温性能极佳(可超180°C),抗氧化性好,化学稳定性强,使用寿命长。广泛应用于高温或长寿命需求的航空部件,如电动机和涡轮机。

二、油脂应用位置及作用

POSITION & 

FUNCTION

1. 主旋翼系统


主旋翼是直升机飞行的关键部件之一,承受着巨大的应力和运动负荷。

主旋翼系统的铰链、双重滚珠轴承、斜盘、浮动环等通常使用锂基润滑脂或钼基润滑脂。这些油脂的作用是减小旋翼运动时的摩擦,保证旋翼的平稳转动,同时减少摩擦导致的部件磨损。

钼基润滑脂尤其适用于高压、高速运动的部件,能够有效延长旋翼系统的使用寿命。

2. 尾旋翼系统


尾旋翼用于平衡直升机的偏航力,确保飞行稳定。

尾旋翼的传动轴、轴承以及万向节等部件同样需要定期润滑。

合成润滑脂和锂基润滑脂常被用于这些部件中,以减小摩擦和应力集中,避免尾旋翼系统在高速运转中过度磨损或产生异响。

此外,油脂还起到密封和防腐的作用,防止湿气或灰尘进入这些精密部件。

3. 起落架


起落架是直升机在地面时支撑的主要结构,常用于起落架铰链和减震系统的润滑脂包括锂基润滑脂和钙基润滑脂。

起落架需要频繁运动和承受较大的冲击力,润滑脂在这里的作用不仅是减少摩擦,还要保护部件免受灰尘、水分和腐蚀的影响,尤其是在恶劣的气候条件下,如潮湿、盐雾环境等。

4. 传动系统


直升机的传动系统,这里的部件需要极为精确的润滑,以避免因过度摩擦和磨损导致的机械故障。

钼基润滑脂和合成润滑脂经常用于此类系统中,它们能够承受高温高压,同时具备极好的抗磨损性能,确保传动系统长时间稳定运行。

Tips:有朋友会疑惑,传动系统的润滑不都是由滑油来完成吗?

是的,主减速器、中间减速齿轮箱、尾减速器这些主要部件确实大部分都是由滑油进行润滑;但是,如球头轴承、尾桨传动轴承、万向节、联轴器等部件则通常由油脂进行润滑。

5. 铰链和接头部件


直升机上的铰链、球形接头和其他活动连接件也需要高效润滑,以减少各部件之间的摩擦。

这些部位常用锂基润滑脂和钙基润滑脂,它们能够形成一层保护膜,减少金属表面间的直接接触,防止磨损和腐蚀。

在高负荷或潮湿环境下,钙基润滑脂由于其出色的防水性能,可以确保铰链和接头长期运转顺畅。

6. 密封件和O型圈


直升机上许多部件依赖于密封件和O型圈来防止液体或气体泄漏。

硅基润滑脂和聚四氟乙烯(PTFE)润滑脂常用于这些部位,特别是在橡胶和塑料制成的密封件中。

硅基润滑脂具有优异的耐高低温性能,不会使橡胶部件老化或硬化,能够保持密封件的柔韧性和功能性,防止燃油、液压油等液体泄漏。

三、油脂与油液的区别

GREASE VS FLUID

能用滑油的地方尽量用滑油,但是有些场景,有些位置,有些部件使用油脂是最佳选择。

下文从几个方面对油液与油脂进行对比:

1. 粘附性与流动性


油脂与油类的最大区别之一在于其粘附性。油脂通常为半固体或固体,能够牢固地附着在部件表面,不易因振动或高温流失。

这种粘附性使得油脂非常适合用于需要长时间润滑且不易维护的部位,例如主旋翼和尾旋翼的轴承和铰链等。

相比之下,油类如机油或液压油则是液体,更适合用于连续流动的系统,如发动机和液压系统。

2. 温度稳定性


油脂比油类具有更强的温度稳定性,尤其是在极端温度条件下,油脂仍能保持其原有的稠度和润滑性能。

锂基和合成润滑脂等在高温条件下不易挥发或氧化,而油类在高温时容易分解或气化,从而失去润滑效果。

此外,在低温环境中,油脂不会像油类那样变得粘稠,从而影响部件的运动。

3. 防护与密封性能


油脂通常含有防腐成分,能够在金属表面形成一层保护膜,防止水分、灰尘和化学物质的侵入。

例如,钙基润滑脂由于其优异的防水性,特别适用于直升机起落架等暴露在外、容易受到环境影响的部件。

而油类则由于其流动性,较难在部件表面形成持久的防护层,因此其防护性能较差,通常需要更频繁的更换和补充。

4. 应用场景不同


油脂适用于间歇性运动或高压、高温环境中的部件,例如旋翼系统、传动轴、铰链等需要长期润滑的地方。而油类则更适合用于需要持续流动的系统,如发动机、液压系统和燃油系统等。

油脂提供了长效、稳定的润滑,适合那些不易频繁进行维护的部位,而油类则更适合需要连续运转和定期维护的系统。

四、写在最后

END

油脂在直升机的各个关键部位发挥着至关重要的作用,尤其是在旋翼系统、起落架和传动系统等部位,它们为部件提供润滑、密封和防护功能。

  • 与油类相比,油脂具有更强的粘附性、温度稳定性和防护性能,能够在极端条件下为直升机的复杂机械系统提供可靠的润滑支持。

  • 合理选择和使用油脂,可以有效减少机械磨损,延长直升机部件的使用寿命,确保飞行安全。

  • 油脂润滑通常属于勤务工作,在直升机维护手册的勤务章节中,可以详细找到油脂润滑的部位、润滑周期、润滑脂类型等内容。

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