摘　要：對電機轉（zhuǎn）子含油保持架軸承進行一次性潤滑試驗，在試驗過程中根據電機運轉電流隨時間（jiān）的變化做出了軸承的潤滑曲線，結合軸承含油保持架的出（chū）油特性，形成電機轉子軸承的一（yī）次性潤（rùn）滑壽命曲線。通過對（duì）該曲線的分析，明（míng）確了對電機轉子軸承補充供油的時間。
　　關鍵詞：球軸承（chéng）；含油保持架（jià）；潤滑壽命；潤滑曲線
　　電機（jī）轉子所用的油潤（rùn）滑球軸承的特點是承（chéng）受載荷（hé）小、精（jīng）度高、壽命長、摩擦力矩小、穩定性高（gāo）。在正常工作情況下，影響軸承使用（yòng）壽命、摩擦力矩和可靠性的重要因素是軸承的潤滑。軸承（chéng）在特定的（de）工（gōng）作條件（jiàn）下（如真空密閉環境等）時，隻能依靠保持架內所含潤滑油來維（wéi）持軸承的潤滑，保持電機轉子的正常運轉，屬於一次性潤滑。電機轉子的特殊工作環境（真空密閉）和長壽命要求，即使使用了含油保（bǎo）持架軸承也難（nán）以滿足要求，必須提供與之相適應的供油（yóu）係統，進（jìn）行補充供（gòng）油，才能保障軸承的充分潤滑。在對軸承進行供油時，需要對軸承潤滑狀態進行分析（xī），以確定補充供油的大概時間。
　　軸承的潤滑（huá）盡管已有（yǒu）了很多的理論計算公式和應用經驗，但都有相當大的局限（xiàn）性。計算公式的數學模型和經驗係數一般都是在理想工（gōng）藝質（zhì）量條件下（xià）建立的，所得的數值往往偏離實際值較大。軸承潤（rùn）滑的複雜性和（hé）係統性決定了試（shì）驗和（hé）試驗分析（xī）是檢驗軸承潤（rùn）滑設計的重要依據。
　　軸承的一（yī）次性潤滑壽命是指在沒有外界補充潤滑的條件下，軸承依靠保持（chí）架自身所含潤（rùn）滑（huá）油建立起來的循環潤滑所能維持正常運轉的時間。軸承失效的方式（shì）不是疲勞失效，主要是由於潤滑不足產生精度失效，進而造成軸承的磨損失（shī）效。為了研究一次性潤滑對電機軸承壽命的影響，采用相同（tóng）工作條件下進行1：1的模擬試驗。
　　1　試驗（yàn）方法
　　采用16套（tào）7004球軸承分8組（zǔ）進行（電機轉子軸承一般成對使用）試驗，試驗過程中對電機轉（zhuǎn）子的運轉電流、電壓和轉速進行監（jiān）測和記錄。當電機的運轉電流超出電流性能指標並出現異（yì）常時（shí），即認為軸（zhóu）承（chéng）失效。
　　試驗前，對（duì）軸承進行篩選和（hé）評估，挑選出合格的軸（zhóu）承進（jìn）行（háng）試驗。試驗方法和流程如下：
　　（1）按照清洗規範對軸承進行清洗、烘幹。　
　　（2）保持架按浸油工藝進行處理。
　　（3）按照跑合規範，軸承裝配後進行初期跑合。
　　（4）初期跑合後按裝配工藝將軸承裝入電機轉子。
　　（5）根據實際工況條件，對軸承（chéng）進行一次性潤（rùn）滑壽（shòu）命試驗，在試（shì）驗（yàn）過程中對電機轉子（zǐ）的運轉電流、電壓和轉速進行監測和記錄。
　　（6）待壽命試（shì）驗結束後，根據（jù）試驗數據做出（chū）電機運轉（zhuǎn）電流隨時問變化（huà）的曲線圖（tú），並根據曲線圖做出軸承的潤滑壽命曲線；並（bìng）對壽命曲線進行分析。
　　2　試（shì）驗設備及條件
　　試驗設備為軸（zhóu）承跑合測試儀。該設備可通過（guò）驅動電機帶動（dòng）軸承進行運轉，同時具備軸承跑合（hé）數據的采集和記錄功能；軸承運轉電機采用無鐵無刷直流電機。通過測試設備實現對試驗軸（zhóu）承電機的電流、電壓和轉速進（jìn）行實時監測與記錄，準確繪製出（chū）電流隨時間變化曲線，並能及（jí）時判斷出電流的波動變化和軸承摩擦力矩的波動性。
　　試驗條件：
　　（1）環境溫度（20±5）℃、真空（kōng）度≤10Pa。
　　（2）軸承的（de）軸向載荷為（wéi）30-40N（滿足電機轉子工作要求）。
　　（3）軸（zhóu）承轉速依（yī）電機轉子實際工作轉速5600r/min運轉（zhuǎn）。
　　3　試（shì）驗結果及分析
　　試驗重點對（duì）電機轉子的電流、電壓和轉速進行實時（shí）監測與記錄，並根據測試數據（jù）做出了（le）時間（jiān）和運轉電流的曲線，由於試驗持續時間較（jiào）長，試驗數據量較大，因此，本文隻根據試驗測試數據繪製出軸承工作電流隨（suí）時間變化的曲線，如圖1所示。

圖1 電機轉子電流隨時間變化曲（qǔ）線

　　根據圖1的8組（zǔ）曲線，經過整理後，相對應的可以得出軸承在一次性潤滑過程（chéng）中的潤滑壽命曲線，如圖2所（suǒ）示。

圖2 軸承一次性潤滑壽命曲線

　　由圖2曲線可知，軸承在一次性（xìng）潤滑狀（zhuàng）態下（xià）運轉持（chí）續了大約25個（gè）月，並將整個試（shì）驗過程分為4個階段：潤滑充（chōng）分階段、潤滑平衡（héng）階段、潤滑不足階段和潤滑（huá）破壞（huài）階段。
　　在軸承運轉過程中，含油保持架中的（de）潤滑油受到毛細和離心力（lì）的作用，不停地、極其（qí）緩慢地（dì）從保持架中滲出，通過鋼球帶到溝道；溝道內的部分潤滑油又通過鋼球的自旋運（yùn）動被帶回保持架，如此往複循環，形成一個潤滑油的自循環係統，循環過程如（rú）圖3所示。圖中：Q_L1為鋼（gāng）球從保持架帶到溝道上的油量；Q_L2為鋼球從溝道帶回保持架的油量；Q_L3為保存在溝道內的油量；L_Q1為由（yóu）爬移等（děng）損（sǔn）耗的油量（包括被擠出溝道的油量）；L_Q2為揮發損耗的潤滑油量。

　　由圖3可知，軸承工（gōng）作的任何時候：Q_L1+Q_L3=Q_L2+L_Q1+L_Q2+Q_L3都成立。正常工作（zuò）狀態下，軸承溝道內的油膜厚度基本保持（chí）一致，因此保存在軸承溝道內的油量Q_L3也基本保持（chí）不變，則傳遞潤滑油的（de）動態過程為：Q_L1=Q_L2+L_Q1+L_Q2。
　　軸承運轉初期，保持架表麵吸（xī）附的一層（céng）油和表（biǎo）麵附近空隙內的（de）潤滑油在離心力的作用下容易跑（pǎo）出（chū），此（cǐ）時會產生多餘的潤滑油，出現Q_L1>Q_L2的現象，具體表現（xiàn）為電機電流較大；隨著時間的推移，軸承和保持架的多（duō）餘潤滑油被慢慢甩出，潤滑油的黏滯阻力有所減（jiǎn）小，電機電流（liú）緩慢下（xià）降並逐漸趨於平穩。在這一過程（chéng）中（zhōng）軸承潤滑充分，為潤滑充分（fèn）階段，持續時間2-3個月。
　　經過一段時間跑合後（hòu），多餘的潤滑油受到各種力的作用離開軸承，使軸（zhóu）承逐漸處於正常（cháng）狀態；此時由於爬移、揮發等損耗的潤滑（huá）油量L_Q1和L_Q2非常少，而鋼球從保（bǎo）持（chí）架帶走的潤滑油量和從軸承溝（gōu）道帶回的潤滑油（yóu）量基本處於平衡狀態，即Q_L1=Q_L2。此時軸承處於（yú）潤（rùn）滑平（píng）衡階段。由於軸承的彈性（xìng）流體動力潤（rùn）滑（huá）油膜非（fēi）常薄，所需要的潤滑油量很少，使循環（huán）潤滑可以維持（chí）較長的時間。這一過程電機運轉電（diàn）流相對平穩，電流波動較小，可持續（xù）約18-20個月（yuè）。
　　隨著時間推移，由於潤滑油緩慢的爬移和揮發，當Q_L1和Q_L2不能滿足形成有效潤滑油（yóu）膜所需的油量時，平（píng）衡狀（zhuàng）態就會遭（zāo）到破壞，導致（zhì）軸承潤滑不足，性能開始下降，軸承溫升、運轉電流和運（yùn）轉噪聲不斷增大。這（zhè）一過程持續約2-3個月。
　　當軸承的潤滑狀態遭到完全（quán）破（pò）壞後，軸承的（de）溫升和運轉電流急劇（jù）增大，並伴隨有明顯刺耳的幹摩擦聲音。潤滑破壞區的運轉時間不到（dào）1個月。
　　4　結論
　　（1）對電（diàn）機轉子軸承不進行補充供油的情況下，軸承的使用壽命（mìng）隻能滿足22個月的正常連續運轉。
　　（2）對電機轉子軸承（chéng）進行（háng）補充潤滑（huá）的供油時間應選擇在軸承（chéng）潤滑不足（zú）之前，考慮到軸承在潤滑平衡區的後半段（duàn）有可能已經出現（xiàn）微觀的幹摩擦和潤滑不足（電性（xìng）能沒有表現出來），為確保軸承潤滑的可靠（kào），可適當將供油時間提前到15-18個月。