近年來，國內(nèi)勞動力成本持續(xù)上升，勞動力供給以及產(chǎn)業(yè)升級的需要，成為中國制造業(yè)用工業(yè)機(jī)器人替代人工的驅(qū)動力，也推動了我國工業(yè)機(jī)器人需求的飛速增長。 2017年，中國工業(yè)機(jī)器人保持高速增長，工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模約為42.2億美元，同比增長24%。2018年上半年，我國工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模達(dá)到52.2億美元。當(dāng)前，中國生產(chǎn)制造智能化改造升級的需求日益凸顯，工業(yè)機(jī)器人的市場需求依然旺盛。據(jù)IFR統(tǒng)計，2018年中國工業(yè)機(jī)器人銷量近15萬臺，市場規(guī)模62.3億美元。中國已連續(xù)5年成為全球工業(yè)機(jī)器人的最大消費市場，我國工業(yè)機(jī)器人市場正在進(jìn)入加速成長階段。2012-2017年，我國工業(yè)機(jī)器人銷量穩(wěn)步增加。2012年，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人銷量僅2.3萬臺； 據(jù)IFR統(tǒng)計，2018年中國工業(yè)機(jī)器人銷量14.7萬臺，增長了近5倍，市場規(guī)模62.3億美元(見表1)。中國提高工業(yè)機(jī)器人化水平的潛力巨大，汽車、高端裝備制造和電子電器行業(yè)是工業(yè)機(jī)器人的主要用戶。2018年上半年中國工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用結(jié)構(gòu)（見圖表2）。
目前工業(yè)機(jī)器人減速機(jī)中可以使用潤滑油或潤滑脂作為潤滑介質(zhì)。潤滑油的作用主要在于減少齒輪副在傳動過程中產(chǎn)生的熱量，起到散熱作用，保證齒輪充分潤滑、減少摩擦，防止齒輪發(fā)生磨損甚至膠合，達(dá)到提高傳動效率和承載力的目的。現(xiàn)代工業(yè)是建立在10um厚的油膜上運行的，設(shè)備的運轉(zhuǎn)離不開零部件的良好的潤滑狀態(tài)。如何運用科學(xué)的方法了解機(jī)器人減速機(jī)潤滑油品的工作狀態(tài)，如：黏度、黏度指數(shù)、水分、酸值等理化指標(biāo)是否處于正常范圍；是否選用了合適的潤滑油品；油品的污染程度如何等。這些確保工業(yè)機(jī)器人設(shè)備健康安全運轉(zhuǎn)十分重要。
據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)統(tǒng)計，全球因更換潤滑失效導(dǎo)致的磨損及失效的零部件而引起的損失，需要每年花費數(shù)十億美元。歐美、日本等先進(jìn)制造業(yè)國家在上世紀(jì)70年代，通過科學(xué)的油液監(jiān)測對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的潤滑管理。
水是潤滑油在使用過程中遇到的最主要也是最復(fù)雜的污染物，其污染機(jī)理仍處于研究之中。由于潤滑油自身具有一定的吸水性，因此，使用工況和環(huán)境都會對其產(chǎn)生不容忽視的影響。在用潤滑油所處的環(huán)境和工況使進(jìn)水現(xiàn)象不可避免，大多都會使?jié)櫥桶l(fā)生物理或化學(xué)變化,極端情況下會對設(shè)備潤滑產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。所以，設(shè)備潤滑管理過程中對在用潤滑油而言需，關(guān)注的焦點應(yīng)當(dāng)放在減少或控制水分的進(jìn)入、判定水分是否存在并檢測其含量、盡快分離并除去水分三個方面。
芮研機(jī)器人技術(shù)通過長期的工業(yè)機(jī)器人維護(hù)實踐，開展工業(yè)機(jī)器人潤滑油品的檢測與監(jiān)測工作，有助于我們幫助客戶準(zhǔn)確了解以下設(shè)備狀況；
1）潤滑油品狀態(tài)
通過分析油品的質(zhì)量狀況，判定油品是否需要更換，可以確保油品在被充分利用的情況下不損害機(jī)器，節(jié)約資源，保障企業(yè)環(huán)境友好與可持續(xù)發(fā)展(見圖1)。
2）污染情況
潤滑油在潤滑過程會受到來自周圍環(huán)境的污染，如灰塵、水以及工藝過程中的污染，設(shè)備持續(xù)在這種污染環(huán)境中，污染會不斷加劇，從而導(dǎo)致機(jī)器劣化和故障。及時地發(fā)現(xiàn)異常污染物，可以指導(dǎo)我們采取必要措施抑制或防治持續(xù)污染。
3）減速機(jī)磨損。
運轉(zhuǎn)不良的設(shè)備可以造成磨粒的指數(shù)增長。磨粒檢測和分析可以及早發(fā)現(xiàn)潛在安全隱患，以指導(dǎo)我們進(jìn)行必要的維護(hù)決策與措施實施，以確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。
潤滑油常規(guī)理化性能分析是根據(jù)潤滑劑本身性能的變化，來判斷機(jī)械的磨損狀態(tài)，可以防止因潤滑不良而導(dǎo)致的故障。實踐證明，潤滑劑的性能與機(jī)械設(shè)備的磨損狀態(tài)，設(shè)備的使用壽命有著密切的關(guān)系。通過對潤滑劑進(jìn)行理化性能指標(biāo)的監(jiān)測，可以達(dá)到對機(jī)械的磨損狀態(tài)進(jìn)行間接監(jiān)測的目的，可以防止因潤滑材料的衰敗而導(dǎo)致的機(jī)械故障與零件磨損。
在眾多理化指標(biāo)里，今天我們主要針對工業(yè)機(jī)器人減速機(jī)潤滑油水污染進(jìn)行分析。
水分
水分是指油液中摻雜的水量，油液中的水分會降低油膜的強(qiáng)度，發(fā)生乳化變質(zhì)，長期使用會造成設(shè)備的點蝕；也會使某些添加劑分解沉淀，甚至降低添加劑的功效，從而導(dǎo)致潤滑油形成淤渣；此外由于水對鋼鐵的親和力要比潤滑油大，分離出來的水附在金屬的表面就會加速設(shè)備的腐蝕等。
水對設(shè)備的直接影響是導(dǎo)致銹蝕和腐蝕從而加速磨損，水進(jìn)入潤滑油會改變油品的黏度導(dǎo)致油膜強(qiáng)度降低，加速油品的氧化、添加劑的水解使氧化安定性、極壓抗磨性、清凈分散性等基本性能減弱喪失，導(dǎo)致油品的抗泡性能變差使?jié)櫥到y(tǒng)產(chǎn)生大量的泡沫而降低潤滑效果。還會導(dǎo)致金屬材質(zhì)的氣蝕和氫脆效應(yīng)。
主要危害如下：
●銹蝕和腐蝕:
通常情況下銹蝕都有水的參與,甚至潤滑油中的溶解水也會對銹蝕產(chǎn)生影響，水會直接和金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成氧化物，還會和油中的酸性化合物共同作用使金屬表面產(chǎn)生腐蝕，在有磨粒存在的條件下加速磨損，并且銹蝕和腐蝕顆粒本身就是典型的磨損顆粒，同時游離水在熱的金屬表面閃蒸會導(dǎo)致點蝕。
●油膜強(qiáng)度降低:
潤滑油除了具有一定的黏溫特性外，還具有一定的黏壓特性，即當(dāng)使用壓力增加時潤滑油的黏度也會增大，從而對摩擦副起到了一定的保護(hù)作用，但是水并不具備這樣的特性，它的黏度隨壓力變化而變化極其微小，所以當(dāng)水進(jìn)入潤滑油后減弱了潤滑油的黏壓特性，從而使摩擦副產(chǎn)生接觸疲勞導(dǎo)致疲勞磨損(在鐵譜分析中表現(xiàn)為典型的疲勞剝塊)。
●添加劑失效:
水是種極性較強(qiáng)的溶劑型化合物，而潤滑油中絕大部分添加劑也都是極性化合物，根據(jù)相似相溶的原理，一旦水進(jìn)入潤滑油中就會和這些極性添加劑發(fā)生反應(yīng)，一方面使其水解或加速其耗解而失去作用，尤其是抗氧劑、極壓抗磨劑、清凈劑、抗乳劑、防銹劑等功能劑,并且會產(chǎn)生不溶物堵塞濾網(wǎng)或加速磨損，另一方面會在潤滑系統(tǒng)分水的過程中隨之流失，加速油品氧化安定性衰減及造成環(huán)境污染。
●油品起泡:
水進(jìn)入潤滑油會降低油品的表面張力，從而惡化油品的空氣釋放性和消泡性，導(dǎo)致油品夾帶空氣而起泡，如果油品中夾帶的空氣無法及時釋放或在表面形成穩(wěn)定的泡沫，會進(jìn)一步加速油品的氧化，還會使油品的傳熱性能、油膜強(qiáng)度、流動性等性能大幅降低。
●潤滑油霉變:
水是細(xì)菌和真菌等微生物生長的促進(jìn)劑，如果長時間存在于潤滑油中，就會產(chǎn)生大量的微生物質(zhì)并懸浮于油品中，使油品產(chǎn)生異味或堵塞濾網(wǎng),而且微生物本身或其代謝產(chǎn)物也具有一定的腐蝕性。
●水蒸汽氣蝕:
如果水蒸汽到達(dá)潤滑系統(tǒng)的低壓區(qū)，水蒸汽的氣泡就會擴(kuò)張分散于油中,而當(dāng)其突然進(jìn)入高壓區(qū)時就會瞬間產(chǎn)生聚爆，類似于微柴油化，撞擊摩擦副使其表面產(chǎn)生氣蝕。
●氫脆:
氫脆是目前摩擦學(xué)界研究的熱門領(lǐng)域，而氫的來源有可能就是水,或者是在水的作用下發(fā)生電解和腐蝕而產(chǎn)生的，研究表明當(dāng)水通過毛細(xì)作用進(jìn)入微觀疲勞裂隙和自由基的金屬接觸時，在高壓狀態(tài)下，水會裂解產(chǎn)生氫，氫脆作用會加速微觀裂隙的進(jìn)一步開裂而導(dǎo)致最終的磨損。
●水洗作用:
對潤滑脂而言,水污染會導(dǎo)致潤滑脂變軟流失，造成潤滑系統(tǒng)因缺脂而干磨或密封性下降。
水污染的預(yù)防
當(dāng)需要潤滑的設(shè)備處于潮濕或含水的操作環(huán)境中，控制潤滑系統(tǒng)進(jìn)水就成為設(shè)備潤滑的重中之重。預(yù)防水污染的最好辦法就是讓水遠(yuǎn)離潤滑系統(tǒng),但實踐過程中要想實現(xiàn)這一目標(biāo)難度極大。所以,為了防止環(huán)境中的水和濕氣進(jìn)入而污染潤滑系統(tǒng)，一般采取的措施如下:
1)新油交割時要對水分進(jìn)行檢測，如果發(fā)現(xiàn)水含量超標(biāo)不可加人系統(tǒng);
2)儲存過程中采取合理的措施防止水和濕氣進(jìn)入包裝物中;
3)及時檢查設(shè)備潤滑系統(tǒng)的密封，防止其泄露及水和濕氣進(jìn)入;
4)加注時防止水分或雨水侵入潤滑油。更為重要的是在加注操作前，應(yīng)考慮加注部件的結(jié)構(gòu)及潤滑方式，再進(jìn)行專業(yè)加注，進(jìn)而防止密封失效造成外部水分侵入。
5)設(shè)備運行中應(yīng)及時分析原因檢查關(guān)節(jié)潤滑部位的密封部件的工作情況，并排除故障;
良好的設(shè)備潤滑有助于提高生產(chǎn)效率并降低設(shè)備及能量損耗，使?jié)櫥橘|(zhì)免受水污染是設(shè)備潤滑管理的核心內(nèi)容之一，采取有效方法檢測污染水含量是油液檢測的重要環(huán)節(jié)，及時去除污染水分是持續(xù)保障潤滑劑充分發(fā)揮作用的關(guān)鍵步驟。這三個方面應(yīng)該引起設(shè)備管理人員的足夠重視，避免因小失大，甚至造成不可逆轉(zhuǎn)的損失。
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