高速軸承的潤滑
2016-01-01
高速軸承的潤滑難點是潤滑劑容易飛散，而且不易粘附于滾動表面，或是被軸承周圍的高速氣流所阻擋而不能進入軸承，而進入軸承的潤滑劑速度太高，有時會使軸承受到損傷，例如保持架出現(xiàn)麻點，脫屑而加劇摩擦磨損。
高速軸承的工作溫度大多在200℃左右，而且往往會更高，如不通過強力冷卻，則溫度會繼續(xù)上升而對軸承的強度和硬度大為不利，軸承一旦失去保持精確形狀的能力，必將加劇高速摩擦而使溫度迅速上升，進一步導(dǎo)致材料強度和硬度的降低而使軸承很快失效。
由于高速軸承對磨損很敏感，而又容易產(chǎn)生磨屑，如不及時從軸承中排除，也將造成惡性循環(huán)，使軸承迅速失效。
因此，高速軸承潤滑的任務(wù)必須有效地將潤滑劑送達軸承中的運動表面，并從軸承中將熱量帶走，同時將軸承中的磨屑?；蛭畚锴宄簟?nbsp;
現(xiàn)將高速軸承中常用的潤滑方法以及有效的潤滑劑有：
1．噴射潤滑法
噴射潤滑法是將潤滑油從接近軸承的噴嘴小孔中，以10—20m／s的速度噴入軸承，通常是噴入保持架與內(nèi)圈或外圈所形成的間隙中，以潤滑和冷卻軸承的方法。
對內(nèi)徑為30-35mm的小型球軸承，噴射潤滑所能達到dmn值極限為300萬，對于較大軸承則為250萬。
雙孔或多孔噴嘴既可加大供油量，也可提高潤滑油的使用效率，而多噴嘴或在兩個端面都設(shè)噴嘴，可以提高潤滑與冷卻的效果，但當(dāng)dmn值接近200萬時，由于離心慣性和風(fēng)阻的影響，送入軸承的油只有噴嘴流量的70％或更少。
2．環(huán)下潤滑法
環(huán)下潤滑法是利用離心慣性，直接將油經(jīng)由開設(shè)在內(nèi)圈上的許多徑向小孔而噴向滾道表面, 油的一部分沿內(nèi)圈下方作軸向流動而達到冷卻內(nèi)圈的目的。進入滾道的油分成左右兩條通道向外流出，順便將從保持架等零件落下的磨屑沖刷掉。
這種潤滑方法的用油量比噴油潤滑少得多，由于油的動力攪拌所導(dǎo)致的功率損失也少，軸承的發(fā)熱情況也得到較大改善，甚至內(nèi)圈溫度可能低于外圈而降低軸承故障率。
這種潤滑方法同樣可以用來冷卻外圈。當(dāng)內(nèi)，外圈都得到這樣的潤滑時，軸承的允許dmn值還可以進一步提高。
現(xiàn)在這種環(huán)下潤滑法被廣泛用于各種超高速運轉(zhuǎn)場合。可達到的最大dmn值，對內(nèi)徑120～200mm的大型球軸承為300萬；對內(nèi)徑120mm的圓錐滾子軸承為240萬，而對組合內(nèi)圈的短圓柱滾子軸承為300萬
3．雙重潤滑法
這種方法實質(zhì)上是將滾動軸承的內(nèi)圈孔與軸頸構(gòu)成靜壓油膜滑動軸承，使得滾動軸承 的轉(zhuǎn)速大為降低，從而達到減少離心力作用的目的，這樣的雙重潤滑軸承可以顯著減少滾動軸承內(nèi)圈的轉(zhuǎn)速，因而允許主軸有更高的轉(zhuǎn)速，相當(dāng)于軸承的dmn值可以進一步提高。
4．油氣潤滑法
油氣潤滑法的最大優(yōu)點是在不必更改軸承結(jié)構(gòu)的條件下，僅通過降低軸承的摩擦就可 能實現(xiàn)dmn值在80萬～150萬的高速，對于內(nèi)部滑動較多的軸承，這種方法的優(yōu)點更為顯 著。
(1)油氣潤滑的原理及其特點 油氣潤滑的原理是利用定量活塞式分配器將非常微量 的油(例如0．01m1)，以最佳的周期間歇地排出，排出的油在到達軸承之前就形成連續(xù)液流 隨同空氣送入軸承。
油氣潤滑的特點如下：
1)能將極微量的定量油連續(xù)穩(wěn)定地供給軸承，故可以像潤滑脂那樣能控制必要的最小限度的油量。由于軸承類型不同，而需要潤滑油量也不同，把定量活塞管道通到每套軸承上，這樣可以調(diào)節(jié)各個軸承的供油量。
這種潤滑方法的動摩擦損失大約是噴射潤滑的十分之一，它的動摩擦損失和溫升也比脂潤滑小。
2)由于油氣潤滑比噴射潤滑的油量更少，且潤滑油以合適的油滴流入軸承，因而氣氛污染少。例如將油氣潤滑的主軸放在丙烯箱內(nèi)連續(xù)運轉(zhuǎn)約2h后，測量箱內(nèi)的空氣污染程度僅為0．03mg／m3。
3)外來塵?；蚯邢饕弘y以進入主軸內(nèi)，這是由于隨同微量油供給的大量空氣(每個軸承20—30L／min)，使主軸內(nèi)壓提高的緣故。
(2)油氣潤滑的油量和粘度 油氣潤滑應(yīng)以必要的最小限度的油量供給軸承，所以油量的選擇至關(guān)重要。
滑動較多的角接觸球軸承比滑動少的圓柱滾子軸承的油量要多一些。供油量的大致標(biāo)準(zhǔn)有公式可參考。
但油的粘度越低，或轉(zhuǎn)速越高，所需油量相應(yīng)增多。實際上，油量應(yīng)根據(jù)軸承負(fù)荷和轉(zhuǎn)速等使用條件來決定。
就潤滑油粘度對軸承溫升的影響而言，油氣潤滑要比循環(huán)供油小得多。但在供油量相同的條件下，粘度高時，溫升稍有提高。通常的油氣潤滑在40℃時，使用粘度為10—3Cmrn2／s的油。
氣潤滑是新研究成功的具有多種特點的潤滑方法，在滑動較多的軸承例如角接觸嬸軸承中使用，其dmn值可達150萬左右。
5．高速軸承的潤滑劑
高速軸承的潤滑劑應(yīng)該按高溫軸承的潤滑劑考慮，—即選用在高溫下也具有良好性能的合成油，或以這種合成油為基油的潤滑脂。日前二酯系的MIL—L—7808油和MIL—L—23699油，在噴氣發(fā)動機軸承中應(yīng)用較多。
高速軸承的工作溫度大多在200℃左右，而且往往會更高，如不通過強力冷卻，則溫度會繼續(xù)上升而對軸承的強度和硬度大為不利，軸承一旦失去保持精確形狀的能力，必將加劇高速摩擦而使溫度迅速上升，進一步導(dǎo)致材料強度和硬度的降低而使軸承很快失效。
由于高速軸承對磨損很敏感，而又容易產(chǎn)生磨屑，如不及時從軸承中排除，也將造成惡性循環(huán)，使軸承迅速失效。
因此，高速軸承潤滑的任務(wù)必須有效地將潤滑劑送達軸承中的運動表面，并從軸承中將熱量帶走，同時將軸承中的磨屑?；蛭畚锴宄簟?nbsp;
現(xiàn)將高速軸承中常用的潤滑方法以及有效的潤滑劑有：
1．噴射潤滑法
噴射潤滑法是將潤滑油從接近軸承的噴嘴小孔中，以10—20m／s的速度噴入軸承，通常是噴入保持架與內(nèi)圈或外圈所形成的間隙中，以潤滑和冷卻軸承的方法。
對內(nèi)徑為30-35mm的小型球軸承，噴射潤滑所能達到dmn值極限為300萬，對于較大軸承則為250萬。
雙孔或多孔噴嘴既可加大供油量，也可提高潤滑油的使用效率，而多噴嘴或在兩個端面都設(shè)噴嘴，可以提高潤滑與冷卻的效果，但當(dāng)dmn值接近200萬時，由于離心慣性和風(fēng)阻的影響，送入軸承的油只有噴嘴流量的70％或更少。
2．環(huán)下潤滑法
環(huán)下潤滑法是利用離心慣性，直接將油經(jīng)由開設(shè)在內(nèi)圈上的許多徑向小孔而噴向滾道表面, 油的一部分沿內(nèi)圈下方作軸向流動而達到冷卻內(nèi)圈的目的。進入滾道的油分成左右兩條通道向外流出，順便將從保持架等零件落下的磨屑沖刷掉。
這種潤滑方法的用油量比噴油潤滑少得多，由于油的動力攪拌所導(dǎo)致的功率損失也少，軸承的發(fā)熱情況也得到較大改善，甚至內(nèi)圈溫度可能低于外圈而降低軸承故障率。
這種潤滑方法同樣可以用來冷卻外圈。當(dāng)內(nèi)，外圈都得到這樣的潤滑時，軸承的允許dmn值還可以進一步提高。
現(xiàn)在這種環(huán)下潤滑法被廣泛用于各種超高速運轉(zhuǎn)場合。可達到的最大dmn值，對內(nèi)徑120～200mm的大型球軸承為300萬；對內(nèi)徑120mm的圓錐滾子軸承為240萬，而對組合內(nèi)圈的短圓柱滾子軸承為300萬
3．雙重潤滑法
這種方法實質(zhì)上是將滾動軸承的內(nèi)圈孔與軸頸構(gòu)成靜壓油膜滑動軸承，使得滾動軸承 的轉(zhuǎn)速大為降低，從而達到減少離心力作用的目的，這樣的雙重潤滑軸承可以顯著減少滾動軸承內(nèi)圈的轉(zhuǎn)速，因而允許主軸有更高的轉(zhuǎn)速，相當(dāng)于軸承的dmn值可以進一步提高。
4．油氣潤滑法
油氣潤滑法的最大優(yōu)點是在不必更改軸承結(jié)構(gòu)的條件下，僅通過降低軸承的摩擦就可 能實現(xiàn)dmn值在80萬～150萬的高速，對于內(nèi)部滑動較多的軸承，這種方法的優(yōu)點更為顯 著。
(1)油氣潤滑的原理及其特點 油氣潤滑的原理是利用定量活塞式分配器將非常微量 的油(例如0．01m1)，以最佳的周期間歇地排出，排出的油在到達軸承之前就形成連續(xù)液流 隨同空氣送入軸承。
油氣潤滑的特點如下：
1)能將極微量的定量油連續(xù)穩(wěn)定地供給軸承，故可以像潤滑脂那樣能控制必要的最小限度的油量。由于軸承類型不同，而需要潤滑油量也不同，把定量活塞管道通到每套軸承上，這樣可以調(diào)節(jié)各個軸承的供油量。
這種潤滑方法的動摩擦損失大約是噴射潤滑的十分之一，它的動摩擦損失和溫升也比脂潤滑小。
2)由于油氣潤滑比噴射潤滑的油量更少，且潤滑油以合適的油滴流入軸承，因而氣氛污染少。例如將油氣潤滑的主軸放在丙烯箱內(nèi)連續(xù)運轉(zhuǎn)約2h后，測量箱內(nèi)的空氣污染程度僅為0．03mg／m3。
3)外來塵?；蚯邢饕弘y以進入主軸內(nèi)，這是由于隨同微量油供給的大量空氣(每個軸承20—30L／min)，使主軸內(nèi)壓提高的緣故。
(2)油氣潤滑的油量和粘度 油氣潤滑應(yīng)以必要的最小限度的油量供給軸承，所以油量的選擇至關(guān)重要。
滑動較多的角接觸球軸承比滑動少的圓柱滾子軸承的油量要多一些。供油量的大致標(biāo)準(zhǔn)有公式可參考。
但油的粘度越低，或轉(zhuǎn)速越高，所需油量相應(yīng)增多。實際上，油量應(yīng)根據(jù)軸承負(fù)荷和轉(zhuǎn)速等使用條件來決定。
就潤滑油粘度對軸承溫升的影響而言，油氣潤滑要比循環(huán)供油小得多。但在供油量相同的條件下，粘度高時，溫升稍有提高。通常的油氣潤滑在40℃時，使用粘度為10—3Cmrn2／s的油。
氣潤滑是新研究成功的具有多種特點的潤滑方法，在滑動較多的軸承例如角接觸嬸軸承中使用，其dmn值可達150萬左右。
5．高速軸承的潤滑劑
高速軸承的潤滑劑應(yīng)該按高溫軸承的潤滑劑考慮，—即選用在高溫下也具有良好性能的合成油，或以這種合成油為基油的潤滑脂。日前二酯系的MIL—L—7808油和MIL—L—23699油，在噴氣發(fā)動機軸承中應(yīng)用較多。