關(guān)於滾動軸承潤滑方式(shì)及選擇的研究(jiū)

2016-08-10

  摘 要:減速器在目前生產(chǎn)的各(gè)個行業中作為(wéi)一種傳動裝置被(bèi)廣泛(fàn)的(de)應用。但是在應用領域的不同(tóng),減速器的結構及特點(diǎn)也有所不同。這其(qí)中就有滾動軸承在高速運轉的過程中潤滑油對它的(de)影響,正確地潤滑對滾動軸承(chéng)的(de)正常(cháng)運轉非常重要。本文闡述了滾動軸承的潤滑(huá)形式及分類,以及如何選擇滾動(dòng)軸承潤滑方式,詳細對各類潤滑所具有的特點及使用場合做了研究及討論,Z後使讀者(zhě)會正確選擇,使(shǐ)用潤滑(huá)油。
  關鍵詞:軸承;脂潤滑;油潤滑;潤滑方式;潤滑選擇;潤滑
  滾動軸承是一種重(chóng)要的機械元件(jiàn),一台機械設備(bèi)的性能能否(fǒu)充分發揮出來要取決於(yú)軸承的潤滑是否適當,可以說(shuō),潤滑(huá)是保證軸承正常運轉的必要條件(jiàn),它對於提高軸承的承載能力和使用壽命(mìng)起著重(chóng)要作用。不論采用何種潤滑形式,潤滑在滾動軸(zhóu)承中都能起(qǐ)到如下作(zuò)用:
  (1)減少金屬間的摩(mó)擦,減緩其磨(mó)損。
  (2)油膜的形成增大接觸麵積(jī),減小接觸應力。
  (3)確保滾動軸承(chéng)能在高頻接觸應力下,長時間地正常運轉,延長(zhǎng)疲勞壽命。
  (4)消(xiāo)除摩(mó)擦熱,降(jiàng)低軸(zhóu)承工(gōng)作表麵溫(wēn)度,防止燒傷。
  (5)起防塵、防(fáng)鏽、防蝕作用。因此,正確地潤滑對滾動軸承的正常運(yùn)轉非常重(chóng)要。滾動(dòng)軸承的潤滑(huá)設計的內容主要包(bāo)括(kuò):合理的潤滑(huá)方法(fǎ)的確定,潤滑劑的正確選用(yòng),潤滑劑用量的定量汁算及換(huàn)油周期的確定。滾動軸承潤滑一(yī)般可以根據使用的潤滑劑種類分(fèn)為油潤滑、脂潤滑和和固(gù)體潤滑三大類。其中油潤滑具有比其他潤滑方式更寬的溫度使用範圍,更適用於高速(sù)和高負荷條件(jiàn)下工作的軸承;同時,由於油潤滑還具有設備保(bǎo)養和潤滑劑更換方便(biàn)、係(xì)統中摩擦副如(rú)齒輪等可以同時潤滑的(de)優點,所以迄今為止,軸(zhóu)承使用油潤滑Z為普遍。脂潤滑具有密封裝置簡易、維修費用低以及潤滑脂成本較(jiào)低等優(yōu)點,在低速、中(zhōng)速、中溫運轉的軸承中使用很(hěn)普遍。特別是近年來(lái)抗磨添加劑的問世,提高了脂的潤滑性能,使脂潤滑得到了更廣泛的應(yīng)用。如果使(shǐ)用油潤滑和脂潤滑達不到軸承所要求的潤滑(huá)條件(jiàn),或無法滿足特定的工作條件時,則可以使用固體潤滑(huá)劑,或設法提高軸承自身(shēn)的潤滑性能。下麵就滾動軸承的三種潤滑方式及各自潤滑(huá)所(suǒ)具有的特點、應用場合進行詳細論述:
  一、油潤滑
  當滾動軸承在高溫(wēn)、高速條(tiáo)件下工作時,須采用機油潤滑。常用的潤滑油有機械油、高速機械(xiè)油、汽輪機(jī)油、壓縮機油、變壓器油和汽缸油等。當(dāng)采用機油潤滑時,粘度(dù)是(shì)潤滑油的重要特性,粘度的大小直接影響(xiǎng)潤(rùn)滑油的流動性及摩擦麵間形成的油膜厚度,軸承工作溫度(dù)下潤滑油(yóu)的粘度一(yī)般(bān)是12-15cst,為(wéi)使滾(gǔn)道與滾動體接觸表麵間(jiān)形成足夠厚度的潤滑油膜,機油粘(zhān)度應保證在工作溫度下不喪失其(qí)Z低粘度。故在選擇潤滑時,其機油粘度(dù)應保證在運行溫度下能為軸承提供足夠的潤滑(huá)。一般來(lái)說,軸(zhóu)承的轉速(sù)高時選用低粘度的潤滑油;軸(zhóu)承承受的(de)負荷重時則(zé)應使用較高(gāo)粘度的潤滑油。根(gēn)據油潤滑時所選用潤滑係統結構的不同(tóng),可(kě)把油潤滑分為以下幾類:
  一)油浴潤滑
  油浴潤滑是Z普通的潤滑方(fāng)法,適於低、中速(sù)軸承的潤滑。潤滑油由旋轉的軸承零件帶起並對軸承實施潤滑後再流回(huí)油(yóu)箱中。采用此方法潤滑(huá)時要注意油量的控製,油麵高度應稍低於Z下方軸承滾動體的中心線,過多的油(yóu)量將導致過大溫升的攪動(dòng),油量不足又會造成軸承早(zǎo)期(qī)失效,建議用油位指示(shì)器檢驗(保持(chí))適當的油位。
  二)滴油潤滑
  滴油潤滑適於需要定量供應(yīng)潤滑油(yóu)得軸(zhóu)承部件,滴(dī)油量(liàng)一般每3-8秒一滴為宜,過多(duō)的油量將引起軸承溫度增高。滴油潤滑是利用潤滑油的自重,一滴一滴地滴到摩擦副上(shàng)。在其供油部位配油針(zhēn)閥式的注油杯。這(zhè)種潤滑方法多用於數量不(bú)多而又容易靠近的摩擦副上,如機床導軌、軸承、齒(chǐ)輪、鏈條等部位的潤滑。
  三(sān))循環油潤(rùn)滑
  當軸承運轉(zhuǎn)速(sù)度較高時(shí)軸承溫升也會相應增加,因而產生機油的(de)老化。采用循環油潤(rùn)滑可有效防止上述現象的(de)產生。潤滑油通過油泵送到軸承部件(jiàn),在位於(yú)軸承的一端裝一個進油口(kǒu),並在軸承的另一端裝一個出油口。通過軸承後的潤滑油經過濾、冷卻後可循環使用。由於潤滑油在循環過(guò)程中(zhōng)可(kě)帶走一定的熱量,從而能保(bǎo)證軸承始終維持(chí)在較低溫度下工作,故此方法適用於轉(zhuǎn)速較高的軸承部件。但要注意出油口應比進油口大,以使沒有剩餘的油留在軸承座(zuò)中。
  四)噴油潤滑
  當軸承在低--中載荷(hé)高速運轉時,滾動體和保持架也以相當高的轉速旋轉而使軸(zhóu)承周圍形成(chéng)空氣渦流。為確保有足夠量的潤滑油供給高速運轉的軸承(chéng),必須從軸(zhóu)承一端(duān)用高壓噴射的方法(fǎ)將潤滑油噴至軸承內並對軸(zhóu)承實施潤(rùn)滑,潤滑後油液再由另一端重新流入油箱。采用(yòng)此種方法且為了有效地進行潤滑軸承,應注(zhù)意使高壓噴嘴的位置位於(yú)內圈和保持架中心之間,潤滑油的噴射速度應不低於15m/s且油直接注入軸承。
  五)噴霧(wù)潤滑
  用幹燥的壓縮空氣經噴霧器與潤滑油混合形成油霧,噴射軸承中,氣(qì)流(liú)可有效地使軸承降溫並能防止(zhǐ)雜質侵入(rù)。此法適於高速,高溫軸承部件的潤滑。
  六)噴射潤滑
  用油泵將(jiāng)高壓油經噴霧嘴到軸承中,射入軸承中的油經軸承另一端流入油槽(cáo)。在(zài)軸承高速(sù)旋轉時,滾動體和保持(chí)架也以相當高的旋轉速度使周圍空(kōng)氣形成氣流,用一般潤滑方法(fǎ)很難(nán)將潤(rùn)滑油送到軸承中,這時必須用高壓噴射的方法將(jiāng)潤滑(huá)油噴至軸承中,噴嘴的位置(zhì)應放在內(nèi)圈和保持(chí)架中心之間。以上幾(jǐ)種潤滑方(fāng)式是軸承的油潤滑(huá),為了保(bǎo)證對軸承的潤滑始(shǐ)終維持在良好狀態下,采用油潤滑時應定期(qī)更換潤滑油(yóu),更換周期視潤滑(huá)方式的不同而異。油浴潤滑時隻要運行溫(wēn)度不超過50℃,並且沒有汙染現象(xiàng)發生,一般一年換一次即可。但隨著溫度的升高,更(gèng)換周期相應縮短,如運行溫度達100℃時,必須每(měi)三個月換一次油。采用循環油潤滑時,應視機油的循環快慢(màn)及機油是否經過(guò)冷卻而(ér)定,其換(huàn)油周期隻能(néng)通過試驗運轉對機油定期檢查,視油是否有汙染和氧化(huà)現象而定。采用此(cǐ)方法潤滑(huá)時,設備保養(yǎng)和更換潤滑劑方便(biàn)但潤滑裝置複雜,密(mì)封困難,且機油屬一(yī)次性使用,不存在更換問題(tí)。
  二、脂潤滑
  脂潤滑不需要特殊的供油係統,具有密封裝置簡易、維修費用低以及潤滑(huá)脂(zhī)成本較低等優點,在低速、中速、中溫運轉的軸承中使用很普遍。特別是近年來抗磨添加劑的問世及不斷發展,提(tí)高了脂的潤滑性能,使脂潤滑得到了更廣泛的應用。Z常用的潤滑脂有鈣基潤滑脂、鋰基潤滑脂、鋁基潤滑脂和二硫化鉬(mù)潤滑脂(zhī)等。不同的潤滑脂在物理(lǐ)機(jī)械性能及適應溫度(dù)等方麵存在較大的(de)差異。應根據(jù)不同的工況條(tiáo)件選擇適當的潤滑脂種類以(yǐ)滿足其(qí)使用(yòng)要求。一般情(qíng)況下(xià),軸承在出廠時已內裝(zhuāng)有某(mǒu)種基類潤滑脂,如用戶對潤滑脂(zhī)的要求有(yǒu)變(biàn)化,可與具體的生產廠家(jiā)直接聯係進行針對性的生產。
  在實(shí)際生產中進行潤滑脂的選擇時(shí),主要應按工作溫度、軸承負荷和轉(zhuǎn)速三個方麵進行考慮。
  一)按工作溫(wēn)度選擇
  由(yóu)於潤滑脂的粘度與溫度關(guān)係甚密,一般潤滑脂(zhī)的粘(zhān)度對球軸承不應低於13mm2/s,對滾子軸承不應低於20mm2/s。在(zài)具體選擇潤滑脂時,應重點考(kǎo)慮潤滑脂的滴點、針入度和(hé)低溫性能。一般軸承的工(gōng)作溫度須低於潤滑脂滴點10~20℃。當選用合成潤滑脂時,其工作溫度應低於滴點溫度20~30℃。具體溫度下潤滑脂的選擇原則有以下三點:
  1)工作溫度在50~70℃時,多采用雙脂或者矽油等合成潤滑油稠化的潤(rùn)滑脂。
  2)工作溫度在70℃以內的低轉速主軸中,多采用鈉基潤滑脂;中速時選(xuǎn)用鋁基脂;高速時選用鋰基潤滑脂或特種潤滑脂。
  3)工作溫度在15℃以內時,可(kě)選用高粘度礦物油稠化(huà)的潤滑脂,也(yě)可采(cǎi)用矽油稠化的鋰(lǐ)基潤(rùn)滑(huá)脂。
  二)按軸承負荷選(xuǎn)擇
  軸承的負荷越(yuè)大,潤滑(huá)脂的粘度亦應(yīng)越高,即選用針入度小的潤滑脂類型,以保證在負荷(hé)作用下在接觸麵間有效(xiào)地形成潤滑油膜。隨著軸承負荷的遞減,選用潤滑脂的粘度也應隨之降低。
  二)按(àn)軸承工作轉速選用
  由於軸承的轉速越高(gāo),套圈、滾動體和保持架運動中引(yǐn)起的摩(mó)擦發熱也大,故使不同軸承類型的dn值(d為滾動軸承內(nèi)徑,單位mm;n為軸承轉速,單位r/min表示軸承的(de)速度大小)限製在某一特定範圍內,對深溝球軸承、調心球軸承和角接觸球軸承為160000;圓柱滾子軸承為120000;圓錐滾子軸承為100000;調心滾子軸承為80000;推力球軸(zhóu)承為40000。
  由於軸承使用場合的特殊需要,還應按(àn)不同潤滑脂所具有的其它性能進行選(xuǎn)用,如在潮濕或水分較多的工況條件下,鈣劑脂因不易溶於水應為首選對象,鈉基脂易(yì)溶於水則應在幹燥(zào)和水分少的環境(jìng)條件下使用。因此,軸(zhóu)承潤滑(huá)脂的選擇,應該滿足由工作的具體生產條件(jiàn)來決定潤滑脂類型的原則。
  三、固體潤滑
  如果使用油潤滑和脂潤滑達不到軸承所要求的潤(rùn)滑條(tiáo)件,或無法滿足特定的工作條件時,則可以使用固體潤(rùn)滑劑,或設法提高軸承自身的潤滑(huá)性能。在(zài)滿足使用條件下,將(jiāng)少量固體潤滑劑加入潤(rùn)滑脂中,如(rú)加入3~5%的1號二硫化鉬可減少磨損,提高抗壓耐熱能力,對於高溫、高壓、高真空、耐腐蝕、抗輻射,以(yǐ)及極低溫(wēn)等特殊條件,把固體潤滑劑加入工程塑料或粉末(mò)冶金材料中,可製成具有自潤滑性能的軸承零件,如用粘結劑(jì)將(jiāng)固體潤滑劑粘結在滾道、保持架和滾動體上,形成潤滑薄膜,對減少摩(mó)擦和磨損有一定效(xiào)果。
  綜上所述,軸承潤(rùn)滑方式的選擇應是一個綜合性的判斷過程,要做出對軸承的合理潤滑,必須從機械結構、軸承安裝的部位、軸承承受載荷的輕重以及具體生產環境等各(gè)種因素進行綜合考慮。當然,隨著(zhe)科學(xué)技(jì)術的不斷(duàn)發展以及新型(xíng)材料(liào)和製造工藝(yì)的推陳出新,利用潤滑來防止機械零件的失效定是一個不斷發(fā)展與改良(liáng)的課題,也應該是廣大科技工作者以及機械行業從業者們共同思考的問題。
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