王 棟
(新鄉職業技術學院,河南 新鄉 453000)
滾動軸承由滾動體、內圈、外圈和保持架四大件組成。當滾動軸承工作時摩擦主要是發生在滾動體與內外圈之間,這種摩擦方式是滾動兼滑動摩擦,最容易導致軸承的損壞,大約40%左右的軸承損壞都與潤滑不良有關。采用合適的潤滑劑和良好的潤滑方式不僅可以有效地防止軸承的磨損,降低軸承表面溫度,防止燒傷,起防塵、防銹,防蛀作用,還能提高軸承的壽命和承載能力。下面就對滾動軸承潤滑時采用潤滑劑和潤滑方式兩方面的注意事項進行分析。
合理選擇和使用潤滑劑,是保證軸承正常運行的重要措施。潤滑劑包括潤滑油,潤滑脂和固體潤滑劑,在選用時要考慮一下幾個方面:
當軸承在高溫條件下工作時,須采用機油潤滑,因為潤滑油的循環工作使用,可以帶走表面大量熱量。潤滑油在30℃以下工作是不易氧化的,只有在50℃以上時,才有比較明顯的氧化,但達到150℃以上,潤滑油的氧化便劇烈進行,而高于450℃,潤滑油便受熱分解進而失效。
按照工作溫度選擇潤滑脂時,主要指標應是滴點,氧化安定性和低溫性能,滴點一般可用來評價高溫性能,軸承實際工作溫度應低于滴點15-25℃。合成潤滑脂的使用溫度應低于滴點20-30℃。
工作溫度低于65℃時可選擇鈣基脂,較高溫度時選鈉基脂或鈣基脂。
軸承承受的重載時則應使用較油性大、高粘度的潤滑油,容易形成油膜。在低載荷時,可選用高速機械油。重載工作下的滾動軸承,一般采用高粘度油以保證保持架、滾子和內外圈相互間滾動摩擦的潤滑。
軸承的負荷越大,潤滑脂的粘度就越高,應選針入度小的潤滑脂。在高壓下工作時除針入度小外,還要有較高的油膜強度和極壓性能。?隨著軸承負荷的遞減,選用潤滑脂的粘度也應隨之降低。
一般來說,高速應選粘度低的油,以免液體內部摩擦損耗過大和發熱嚴重。
轉速的高低直接影響著軸承的發熱程度,而不同的軸承其發熱情況也是不一樣的,根據dn值來確定(d為滾動軸承內徑,單位mm;n為軸承轉速,單位r/min表示軸承的速度大小),由dn值可選出潤滑油應具有的粘度值,然后根據粘度從潤滑油產品目錄中選出相應的潤滑油牌號。
在中、低速時,采用潤滑脂來進行潤滑,具有密封裝置簡易、維修費用低以及潤滑脂成本較低等優點。在高速時,一般都采用的是潤滑油潤滑,油液的流動性比潤滑脂要好,油液的流動可以帶走軸承在高速旋轉時所產生的熱量,為了減小摩擦功耗可選擇粘度小的潤滑油。
高速滾動軸承是按照它的速度因素來選擇潤滑脂的,速度因素為150000-200000的滾動軸承采用的是3#及4#的潤滑脂,而速度因素為400000-500000的滾動軸承應采用2#鋰基脂。
選用潤滑油潤滑時,有以下幾種潤滑方式以及分別注意的問題
油浴潤滑是軸承最普通的潤滑方法,當軸承的速度v≤12m/s時,采用此方法。軸承一部分浸在由槽中,潤滑油由旋轉的軸承零件帶起,然后又流回油槽油面應稍低于最低滾動體的中心。這種方式應用于閉式傳動中,不適于高速,軸承浸入油液的深度也不能太大。因為攪動油液劇烈時要造成很大的能量損失,以致引起油液和軸承過熱。
滴油潤滑屬于連續性潤滑,利用潤滑油的自重,一滴一滴地滴到摩擦副上。適用于需要定量供應潤滑油的軸承部件,滴油量應適當控制,過多的油量易引起軸承溫度的增高,滴油量一般每3-8秒一滴為宜。滴油潤滑不能使用粘度大的潤滑油,沒有散熱功能,適用于低速、輕載軸承的潤滑。
通過其他運轉零件將油飛濺后帶入軸承的一種潤滑方式。因為飛濺潤滑供油量不易調節,所以要求潤滑油面也不能太高,否則容易產生攪拌損耗及溫升,還容易將油箱中的雜質帶入軸承內部損傷軸承。
通過油泵將壓力油(0.1-0.5MP)從油箱吸油后輸送到軸承需要潤滑的部位,然后從回油口返回油箱,經冷卻、過濾后重新使用的一種潤滑方式。這種方法需要注意的問題有以下幾點:1)需要提供獨立的供油系統,2)要配備冷卻,過濾等配套裝置。
將潤滑油在油霧發生器中,利用壓縮空氣與少量的潤滑油混合后形成油霧,然后輸送到軸承潤滑部位的一種潤滑方式。油霧潤滑對使用油的粘度有一定要求,一般不應高于340mm2/s,否則將達不到霧化效果。另外,潤滑時如果密封不嚴,有部分油霧可能會散逸到空氣中污染環境,必要時應使用油氣分離器來收集油霧。油霧潤滑適用于高速場合。
采用高壓噴射的方法,將潤滑油噴射至軸承內,對軸承實施潤滑的一種潤滑方式。應注意的是潤滑系統設計時,應使高壓噴嘴的位置位于內圈和保持架中心之間,并通過離心作用將潤滑油甩向外滾道。為了有效地進行潤滑軸承,潤滑油的噴射速度應不低于15m/s。
總之,滾動軸承的潤滑看似簡單但卻是一件極其復雜的工作,它需要對溫度、載荷、速度、部位,環境等都有嚴格的要求。只有正確對待滾動軸承在潤滑時需要注意的特殊問題,才能有效地實現滾動軸承的潤滑,保證機器安全可靠地工作。
[1]屈國華.機械原理與機械零件.北京:高等教育出版社
[2]陳昆鵬.實用滾動軸承設計手冊.北京:中國知識出版社