提高軸承的壽命和穩(wěn)定
提高軸承的壽命和穩(wěn)定
- 2020/12/11 13:44:04
前言
隨著軸承制造技術的進步和用戶需求水平的提高，潤滑軸承的重要性和質量指標所占的比重大大提高，這貫穿于軸承的設計、制造和使用過程，尤其是密封軸承，潤滑脂已成為軸承的重要組成部分。潤滑油的使用是否科學合理將成為決定軸承壽命的關鍵因素之一。在潤滑脂的設計和選擇中，通?？紤]以下幾個方面。
潤滑對軸承壽命的影響
一. 潤滑參數(shù)對軸承性能的影響
潤滑管理過程的重要技術參數(shù)是潤滑膜的厚度，而潤滑劑粘度是影響進行潤滑膜厚度的重要經濟因素，通常對潤滑膜厚度的要求是企業(yè)能夠擁有超過其他兩個貿易摩擦體表面粗糙度凸起的峰值，從而達到實現(xiàn)中國摩擦副的隔開，通常我們認為潤滑膜厚度應是表面粗糙度值的四倍以上。潤滑劑粘度確定的常用教學方法一是用理論基礎計算，二是膜厚模擬測量，三是社會經驗檢查。無論哪種方式方法，大多數(shù)軸承的潤滑都利用與潤滑膜厚度相關的粘度指標。如果學生不能有效降低軸承系統(tǒng)工作環(huán)境表面粗糙度從而導致無法減小潤滑膜厚度，其結果是造成潤滑油脂的粘度大大提高超過公司實際生活要求數(shù)值。粘度增大自己可以同時保證潤滑膜的厚度，但潤滑油脂的剪切強度也會加大，引起潤滑油脂內摩擦加劇，更多資源消耗機器的能量。在大批量低精度的軸承潤滑問題上，由于對于這些存在缺陷不很突出，所以他們往往在日常學習工作中還是沒有變化引起人們足夠重視。
設備的升級換代大大提高了軸承的制造精度。振動和噪聲是測量軸承質量的主要指標，軸承摩擦子潤滑膜保持良好，能有效保持低狀態(tài)的振動和噪聲。振動和噪聲通常是軸承擬合后測量的值，軸承中低振動和低噪聲可以保持的時間長度不注意。在軸承達到使用壽命之前，軸承的振動噪聲在軸承運行過程中會波動，其波動隨潤滑劑工作條件的變化而變化，當軸承的工作條件不符合潤滑劑執(zhí)行潤滑效果所需的條件時，軸承振動噪聲也會相應變壞。隨著軸承工作環(huán)境的變化，如溫度升高，當潤滑劑的性能得到充分利用時，軸承的振動噪聲將顯著降低，但隨著軸承運行時間的不斷延長，潤滑劑的潤滑功能將逐漸喪失，軸承的振動噪聲也會上升。一般來說，軸承的初始振動噪聲與軸承制造精度有很大關系，在軸承運行一段時間后，其潤滑性能對振動噪聲的影響更加突出。潤滑劑的粘附性、粘度、溫度性能、耐磨性等因素都影響低振動噪聲壽命的保持時間，可以看到振動噪聲的大小在軸承的工作狀態(tài)下，不僅取決于軸承制造的準確性，在很大程度上取決于軸承潤滑脂的性能。作為軸承制造企業(yè)，應充分考慮軸承的組成、性能、潤滑模式、軸承運行條件等對潤滑劑等因素，以有效保證軸承振動噪聲能夠繼續(xù)保持良好的水平。
二.潤滑對軸承摩擦磨損的影響
機械技術設備中旋轉部位之所以可以廣泛研究采用滾動軸承，其主要教學目的之一就是通過降低旋轉部位的摩擦。隨著我國新型企業(yè)設備的層出不窮，要求學生更加能夠有效地進行降低貿易摩擦的場合越來越多，如要求低能耗的家用電器軸承、采用傳統(tǒng)電池為能源的動力系統(tǒng)傳動軸承、充電便攜式電動工具用軸承等。而降低軸承運轉摩擦的有效管理手段除了軸承套圈和滾動體材料、尺寸、結構在設計上的考慮外，潤滑劑的性能起著重要主導地位作用，一般潤滑油脂的摩擦相關系數(shù)大約0.02，鋰基潤滑油脂的摩擦系數(shù)可低至0.007；同時，降低潤滑油脂產品本身的內摩擦，也是為了減小摩擦的有效方法手段，而潤滑油脂粘度是影響內摩擦的主要環(huán)境因素。通常在摩擦從而達到社會持續(xù)高強度學習狀態(tài)時，軸承工作人員表面質量就會開始出現(xiàn)嚴重磨損現(xiàn)象，隨著磨損的持續(xù)不斷擴展，最終可能導致軸承工作目標表面失去疲勞強度，造成報廢。
雖然摩擦是導致磨損的一個因素，但軸承磨損的原因絕不僅僅是摩擦。在軸承工作狀態(tài)下，潤滑油在摩擦副表面形成多層分子網(wǎng)格或邊界膜，邊界膜之間的內聚力具有一定的承載能力。決定潤滑狀態(tài)的重要因素在于邊界膜抗開裂的能力——邊界膜的強度。與潤滑有關的磨損形式有以下幾種:由于潤滑油膜和邊界膜強度不足，容易引起粘著磨損和表面疲勞磨損；由于潤滑油膜厚度小，摩擦副發(fā)生剛性接觸，潤滑劑中含有大尺寸磨粒等雜質，潤滑劑排斥磨粒的能力低，容易造成磨粒磨損；潤滑脂本身是一種化學物質，可能會腐蝕金屬，造成磨損。綜上所述，為了減少或避免與潤滑相關的軸承磨損的發(fā)生，在設計和選擇潤滑劑時，應綜合分析上述磨損情況，如潤滑脂中含有的化學成分對應用金屬的腐蝕等。而制造軸承所用的金屬部件比較單一，普通潤滑脂很少有機會腐蝕它們。
三.軸承進行工作環(huán)境參數(shù)對潤滑的影響
1.溫度對潤滑的影響
潤滑油是大多數(shù)軸承的潤滑方式，潤滑油的特性決定了其適用的溫度范圍，無論是脂潤滑還是油潤滑，其潤滑性能都受到溫度變化的影響，主要表現(xiàn)為：溫度過高時，潤滑油會加速化學劣化，失去潤滑能力，潤滑油的粘度變得足夠低，形成足夠的油膜厚度，導致油脂泄漏和振動噪聲增加。
軸承溫度上升的主要原因是軸承部件工作面摩擦子之間的摩擦產生熱量，摩擦邊之間的摩擦系數(shù)可以通過潤滑脂有效降低;二是軸承操作過程中潤滑脂本身的內部摩擦產生熱量，潤滑脂的粘度能有效控制這部分溫度上升的產生。溫度升高潤滑脂粘度降低有利于摩擦方的冷卻潤滑，而粘度降低不利于防止摩擦側接觸油膜的形成，從某種意義上說，溫度升高的兩種原因與控制方法有時矛盾，需要平衡考慮，根據(jù)軸承使用的不同操作條件，合理選擇不同成分的潤滑脂，可以有效擴大潤滑脂的應用范圍，提高潤滑脂的潤滑效果。我們通常只注意正常工作環(huán)境溫度對成品軸承潤滑脂的潤滑效果，由于軸承工作過程中溫度升高的現(xiàn)象，會使?jié)櫥臓顟B(tài)發(fā)生變化，因此，在確定軸承潤滑脂的類型時，除了考慮軸承的正常工作溫度外，對軸承自身工作溫度上升的影響不容忽視。
2.轉速對潤滑的影響
軸承潤滑油的質量與軸承的工作轉速密切相關。當軸承啟動或運轉初期轉速較低時，潤滑劑不能形成流體動力潤滑膜。此時，摩擦副依靠靜油膜潤滑。因此，低速鋰基潤滑脂和皂化脂均為油基劑，對金屬有良好的吸附作用，在非動態(tài)狀態(tài)下易形成靜態(tài)油膜，因此，潤滑油中加入油性劑或摩擦改進劑、極壓劑等填料。
當軸承處于高速運轉狀態(tài)時，從摩擦副的位置開始用離心力潤滑，導致工作表面缺少潤滑油。高速旋轉的剪切力降低了油的粘度和稠度，同時，工作表面的高速摩擦，會使?jié)櫥考臏囟壬摺Ｒ虼?，在確定軸承潤滑脂的高速運行工況時，在設計和選用時應考慮許多因素，如交變載荷增加引起接觸疲勞概率的增加、油脂在摩擦部位的粘附、溫升較大時向工作面及時供油的能力、提高油脂的抗剪切性、降低溫升或耐高溫性等。在降低溫升功能方面，通過及時向高速運轉的摩擦副和流動冷卻摩擦表面重新供油，油霧潤滑優(yōu)于脂潤滑。
3.載荷對潤滑的影響
物體之間的摩擦力由接觸面壓力和接觸面材料的摩擦系數(shù)決定。軸承套圈和滾動體的材料一般為GCr15鋼，可以認為摩擦系數(shù)基本不變，所以影響摩擦的主要原因是軸承承受的載荷。當載荷較大時，很容易使摩擦副表面的潤滑膜破裂，在軸承工作面形成粘著磨損，嚴重時造成摩擦副咬死。潤滑脂一般使用二硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯等固體潤滑添加劑來提高摩擦表面的潤滑能力，但使用固體潤滑添加劑會增加軸承運行的噪聲值，限制了其應用和推廣。另外，在軸承的實際運行過程中，摩擦副的實際接觸表面積遠遠小于從外觀上看的工作面積。因此，即使軸承承受的載荷很小，也會在摩擦副表面形成很大的接觸壓力，導致摩擦副的粘著磨損。因此，雖然有些軸承在較高載荷條件下不工作，但應使用含有極壓劑的潤滑脂。雖然使用這種潤滑脂會增加一些成本，但在提高軸承在某些特殊工況下的使用壽命和可靠性方面，性價比更好。
4.環(huán)境生物相容性對潤滑的影響
一般來說，潤滑脂對橡膠的影響往往被軸承制造業(yè)忽視，這主要是因為常用的軸承橡膠密封圈的材料組成，不會損壞它，也不會影響軸承的性能。
結束語
在軸承的設計與應用中，潤滑油的性能與性能密切相關，速度、載荷影響潤滑劑的作用，以及潤滑劑影響噪聲、磨損、腐蝕等重要指標的作用。因此，軸承制造商應充分注意潤滑油的選擇。保證軸承成品質量的不僅是傳統(tǒng)三大部件的鎖、軋機、支架、潤滑劑在軸承操作過程中對機器的作用不容忽視，而且對軸承壽命也有著顯著的影響。