林煒斌
（中國民航大學中（zhōng）歐航空工程（chéng）師學（xué）院，天津 300300）
摘 要：滾動軸承在機械工程的各個（gè）領域都有著廣泛的應（yīng）用（yòng），采用（yòng）滾動軸（zhóu）承的機械設備壽命一般（bān）直接與其壽（shòu）命長短有著直接聯係。而在影響（xiǎng）滾動軸承壽命的因素中，潤滑與清（qīng）潔度對其（qí）壽命影響頗大（dà），為了提高滾動軸承的壽（shòu）命，保證機械設備的穩（wěn）定運行，文章主要（yào）對潤滑及（jí）其清潔度（dù）兩個因素進行（háng）分（fèn）析，並綜合分析兩個因素對軸承（chéng）壽命的影響。
關鍵詞：滾動軸承；壽命；潤滑；清潔度；關係分析
引（yǐn）言（yán）
隨著機械行業的快速發展，企業單位或個人用戶對機械設備的要求越來越高，隨之帶來的便（biàn）是對（duì）產品質量要求的提高。而滾動軸（zhóu）承廣泛應用於（yú）各種設備中，滾動（dòng）軸承的壽命對機械設備的使用影響也（yě）日增顯著（zhe），因此，人們對滾動軸承的壽命要求也同時提高，需要分析潤滑和清潔度（dù）對軸承壽命的影響，找出它們之間的關係，以提高軸承（chéng）使用壽命。
1 潤滑對滾動軸承接觸疲勞壽命的（de）影響
滾動軸承之所以（yǐ）能承載負荷，是（shì）利用（yòng）滾動接觸的形（xíng）式來（lái）實（shí）現的，對潤滑表麵和接（jiē）觸（chù）表麵要求很高，防止出現應力集中的情況。因此，要想在潤滑（huá）方麵采取措施以（yǐ）提高滾（gǔn）動軸承的使用壽命，必須采用良好的潤滑手（shǒu）段。如果發現滾動軸承的摩擦狀態是邊界潤滑時，繼續使用而不（bú）加強潤滑（huá）措施，就（jiù）會導致滾動軸承滾子與滾圈之間的直接接觸，產生金屬摩擦（cā）。由於沒有潤滑劑的作用，這樣的金屬摩擦會嚴重降（jiàng）低（dī）滾動軸承的使（shǐ）用壽命，使得機械設備的使用（yòng）壽命也受到極大影響。但是如（rú）果一直具有良好的潤滑，滾動軸承滾子與滾圈之間不（bú）直接接觸，其（qí）間充滿（mǎn）著潤滑膜，不會出（chū）現金屬直接接觸摩擦的情況，這樣滾動軸（zhóu）承的使用壽（shòu）命會大大提高。美國學者Taillian於1967年（nián）對球（qiú）軸承進行了大（dà）量（liàng）的實驗研究，同時Skurka於1970年對滾子軸承也（yě）進行了（le）大量的實驗研究，他們得出了潤滑條件不同的情況下（xià），滾動軸（zhóu）承的使用壽（shòu）命與潤滑油膜厚比之間的關係（xì），結論表（biǎo）明，提高潤滑油膜厚比，可以成倍地（dì）提高（gāo）滾動軸承的使用壽（shòu）命[1]。如何保證滾動（dòng）軸承的接觸疲勞壽命（mìng）一直（zhí）是國（guó）內外許多（duō）專（zhuān）家學者的研（yán）究方向。滾動軸承的接觸疲勞壽命不僅（jǐn）與與其材料結構有關，同時與潤滑（huá）劑的性能有（yǒu）著極大的關係。但是對滾動軸承潤（rùn）滑劑研究，如添加（jiā）劑的類型不（bú）同、潤滑劑的性能指標等對滾動軸承接觸疲勞（láo）點（diǎn）蝕的研究並不多。有相關研究者采用四球機摩擦試驗機，對其進行改造而成的滾動軸承接觸疲勞試驗機，並初步探究（jiū）了一（yī）些潤滑添加劑對滾動軸承解除疲壽命（mìng）的影響[2]。鑒（jiàn）於國內（nèi）外的相關研究人員的試驗方法不同，試驗形式各異，潤滑（huá）劑的添加類型更是各式各樣，潤滑作用的機理也大不相同，導致所得結論也（yě）是各不相同。
2 清潔度對滾動（dòng）軸承（chéng）使用（yòng）壽命的影響
滾動（dòng）軸承（chéng）的表（biǎo）麵如果沒有特殊防護，會造成許多灰塵、汙（wū）染物、磨損產生的碎屑以及氧化鋁、二氧化矽（guī）微小粒子吸附（fù）在上麵（miàn），導致滾動軸承工作時會出現磨料式的摩（mó）擦方（fāng）式，會導致滾動軸承的滾子與滾圈之間的摩擦接觸位置產生嚴重的磨損，嚴重時（shí）導致滾子破碎或滾圈斷裂（liè），軸承壽命大大降低。而產生粉塵汙染源之一的原（yuán）因便是潤滑劑的清潔度不夠，沒有進行有效的過濾，機械顆粒（lì）超過（guò）標準值。國（guó）內對（duì）潤滑劑汙染程度與軸承使用壽命關係的定量（liàng）研究已經取得一定成效。在國外，倫敦帝國大學的Bhachu等人、美國國家宇航局劉易斯研究中心的Loewenthal等人分別於1981年和1978～1982年，分別對滾子軸承和球軸承再不同顆（kē）粒精度的潤滑劑作用下，分析了軸承使用壽命的變化影響。Z後提出在顆（kē）粒精度越小、潤滑（huá）劑（jì）越清（qīng）潔的情況下，滾動軸承的使用壽命能大幅度提高（gāo）[3]。
3 潤滑及其清潔度對滾動軸承（chéng）使用壽命的綜合影響考（kǎo）慮
軸承壽命的早期計算方法是蘭德貝（bèi）格和帕（pà）姆格林提出的L-P方程[4]，該方程使用的條件必須是（shì）良好潤滑狀態下，沒有針對潤滑條件改變導致軸（zhóu）承壽命出現（xiàn）改（gǎi）變的考慮，因此上提出了（le）新的計算軸承（chéng）壽命的方法。該新方法的計算式為：
其中（zhōng）α1是可靠性係數，在可（kě）靠性為（wéi）90%、95%、96%、97%、98%、99%時，相應的值分別為（wéi）1、0.62、0.53、0.44、0.33、0.21。
α23是綜（zōng）合壽命（mìng）修正（zhèng）係數，它（tā）能夠反映潤（rùn）滑條件對滾動軸承壽命影響，查取方式是根據潤滑劑粘係（xì）數K=V/V1來進行。ε是指數，球軸承為3，滾子軸承為10/3。
SKF工程（chéng）研（yán）究中心於1989年對上述計算式進行了修正，引入αSKF綜合（hé）壽命係數，得到新的計算式（shì）：
αSKF的取值方法是（shì）根（gēn）據K及（P1/P）來進行查取的。
以SKF公司的深溝球軸承6210為計算目標。它的額定動載荷C=35.1kN，轉速n=4000r/min，可靠（kào）度90%（即α1=1）。經過（guò）試驗比對（duì），並利用上述計算式計算，在軸承以相同類型、材料、尺寸及工作條件的（de）情況下，可以知道軸承壽命係數（shù）正比於潤滑劑的粘度及清潔度係數，軸（zhóu）承修正額（é）定壽命以（yǐ）壽命修正係數為代表，與粘度係數緊密相關。當滾動軸承滾（gǔn）子與滾圈之間充滿潤滑劑時，金屬通過潤滑劑而完全分開，不（bú）會直接接觸摩擦，此時軸承處於全膜彈流的潤滑（huá）狀態，幾乎不會產生任何（hé）的磨損，使得滾動軸承的使用（yòng）壽（shòu）命大大提高。另一方麵，保證滾動軸承的潤滑清潔度越高，就能夠提高滾動軸承的使用壽命，因為清潔度的高低直接反映了滾動軸承上所吸附的微粒的數量及大小，清潔度越高，微粒越少越小（xiǎo），就會實現滾動軸承的良好潤滑，壽命提高。
4 結束語
良（liáng）好的潤滑以及較好的清潔度能夠保證滾動軸承的良好（hǎo）運行，使滾動軸承的使用壽命提高數倍甚至數十倍，其中清潔度較良好的潤滑本身作用更顯著。因此，如果一些機械設備的要求較為特殊，且所處的工（gōng）作環境較（jiào）惡劣時，一定要針對（duì）潤滑劑進行過濾，采用高效的防護措施，保（bǎo）證滾動軸承的潤滑（huá）條（tiáo）件，實現軸承使用壽命的提高。
參考文獻
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來源：《科技創新與應用》2016年第26期
