發(fā)布時間：2024-05-20
隨著對軸承產(chǎn)品壽命、可靠性等要求的提高，國內(nèi)外很多軸承的設計和制造專家及學者都已將潤滑材料列為“軸承的第五個零件”。文獻研究表明，30％滾動軸承損壞的原因是由潤滑不良引起的，說明潤滑材料對軸承保護起著至關重要的作用。最新的軸承壽命理論計算和試驗結果也表明，提高潤滑水平可以提高軸承壽命2~5倍。
潤滑脂的種類和牌號很多，應用場合很廣，要用好潤滑脂，除了需要了解各種潤滑脂的特性之外，還必須了解應用場合的工作條件（溫度、負荷、轉(zhuǎn)速、接觸介質(zhì)等等），潤滑方式，換油周期等情況。只有使用潤滑脂的特性與應用場合相適應，才能充分利用潤滑脂的使用性能，收到最好的使用效果。因此，正確選擇潤滑材料對電機軸承的保護有著極為重要的意義。軸承行業(yè)的技術進步，推動著軸承用潤滑脂的升級。特別是近年來，國內(nèi)許多軸承制造商在國際市場上的競爭，在潤滑脂選用方面逐漸趨于專業(yè)化水平。
軸承潤滑脂的作用
軸承潤滑脂的基本作用是通過在軸承滾動面及滑動面上形成油膜，從而潤滑相互配合的軸承元件，降低其摩擦力矩，減少動力消耗；并通過傳導排出熱量，防止軸承溫度上升。同時，軸承潤滑脂對軸承還有如下作用；
? 延長疲勞壽命；通過對滾動及滑動接觸面的良好潤滑，可以延長軸承的使用壽命
? 減少摩擦及磨損
? 較好的減振作用，降低電機軸承的噪音。
潤滑脂在軸承中的工作原理
電機軸承的潤滑機理；潤滑脂在剪切力作用下，將自身的三維纖維網(wǎng)狀結構拉斷析出潤滑油，在軸承的轉(zhuǎn)動元件、軸承座和軸承座圈上形成一層潤滑油膜，從而起到潤滑作用。
設備在實際運行過程中，當新裝潤滑脂的軸承開始轉(zhuǎn)動時，潤滑脂首先從轉(zhuǎn)動元件上被甩出，并快速地在軸承蓋的腔內(nèi)循環(huán)、冷卻；隨后，潤滑脂又從旋轉(zhuǎn)的軸承座圈外側(cè)切入到轉(zhuǎn)動元件上。緊貼著轉(zhuǎn)動元件表面的一部分潤滑脂在剪切作用下拉斷纖維網(wǎng)狀結構，使少量析出的潤滑油在轉(zhuǎn)動元件和座圈表面上形成一層潤滑膜；其余部分的潤滑脂仍然保持完好的纖維網(wǎng)狀結構，起冷卻和密封作用。
從潤滑脂在軸承中的工作原理來看，潤滑脂在電機軸承內(nèi)不是依靠潤滑脂粘附在金屬表面上起潤滑作用的，而是如液體般在軸承蓋的空腔內(nèi)不斷循環(huán)流動，即不斷從傳動元件上甩出到軸承蓋空腔內(nèi)，又不斷從軸承蓋空腔返回到轉(zhuǎn)動元件上，從而反復地剪切和冷卻。這一過程不僅可以在軸承內(nèi)形成穩(wěn)定的油膜，也能夠保證軸承內(nèi)部溫度的平衡。
電機軸承潤滑脂的選用原則
電機軸承的工作條件各不相同，影響軸承壽命的因素多種多樣，因此，需要參考以下幾點選用潤滑脂。
工作溫度
電機軸承的工作溫度對潤滑脂的潤滑作用及使用壽命影響均很大。一般認為，潤滑脂強度極限隨溫度的升高而減小。當潤滑點工作溫度超過潤滑脂使用溫度上限后，會加速潤滑脂基礎油的蒸發(fā)損失、氧化變質(zhì)以及膠體萎縮分油現(xiàn)象。通常溫度每升高15℃，潤滑脂的壽命降低1/2。如鈣基潤滑脂和納基潤滑脂當使用溫度超過60℃時，其強度極限就只有20℃時的一半不到。溫度對潤滑脂的機械安定性影響也非常突出，這主要是由于當溫度達到稠化劑的熔點或稠化纖維骨架維系基礎油的臨界點時，潤滑脂的膠體結構被破壞所致。如鋰基潤滑脂在25℃下經(jīng)過1.0x105次工作后，其錐入度從275（0.1mm）上升至335（0.01mm）,升幅達22％；而在120℃下經(jīng)過1.0x105次工作后，即變成流體。同時，電機軸承的工作溫度還會隨周圍環(huán)境介質(zhì)溫度的變化而變化。因此，在潤滑脂的選擇過程中，不僅要考慮實際工作溫度，也要考慮環(huán)境介質(zhì)溫度所帶來的影響。綜合考慮?？砂慈缦略瓌t選用潤滑脂；
? 在高溫下使用時，要選用抗氧化性好、熱蒸發(fā)損失小、滴點高的潤滑脂，如復合鋰基潤滑脂、聚脲基潤滑脂等。
? 在低溫下使用時，要選用相似黏度小、啟動助力小的潤滑脂。選擇這類潤滑脂時，應主要考慮其基礎油的組成，如合成油、脂類油等。采用這II類基礎油的潤滑脂均具有優(yōu)異的低溫性能。
速度
電機軸承內(nèi)的潤滑脂所受到的剪切力主要來源于軸承的轉(zhuǎn)動，因此，電機軸承的運轉(zhuǎn)速度越高，潤滑脂所受的剪切力就越大，對潤滑脂的纖維骨架的破壞作用越大，潤滑脂的使用壽命就會縮短。通常在選擇潤滑脂的過程中，往往需要考慮軸承的使用速度極限，而且當軸承的使用速度極限超過一定值后，潤滑脂將無法進行潤滑。
由于不同軸承的速度極限相差很大，通常以速度因素表示。文獻給出了對不同轉(zhuǎn)速及潤滑脂潤滑的速度極限定義，見表1.
對于運轉(zhuǎn)速度越高的軸承，應選用錐入度越大的潤滑脂，以減少其摩擦力；但潤滑脂受到的剪切力將會相應增大，其潤滑能力將會降低。此時，應選用抗剪切性能好的潤滑脂，如復合鋰基潤滑脂、復合鋰-鈣基潤滑脂等。
負荷
根據(jù)設備運轉(zhuǎn)負荷來選擇潤滑脂是非常必要的。對于中型負荷和重型負荷的電機 軸承，應選擇極壓型潤滑脂；否則會損傷設備。在潤滑重型負荷的電機軸承，還應選用基礎油黏度高、稠化劑含量高的潤滑脂，這樣可以提高其油膜厚度，盡量減少因負荷增加導致的元件間的相互接觸。而在潤滑輕型負荷的電機軸承時，可以選用1號或者2號稠度的中等黏度短纖維潤滑脂。
界定設備運轉(zhuǎn)輕型、中型和重型負荷的區(qū)分值見表2.
工作環(huán)境
電機軸承的工作環(huán)境各不相同，如空氣濕度大小不一樣、是否含有較多的塵埃以及是否有腐蝕性介質(zhì)存在等，為此應根據(jù)不同的工作環(huán)境選用潤滑脂；
? 當在潮濕環(huán)境或與水接觸的情況下，應選用抗水性好的潤滑脂。
? 在與海水或食鹽水接觸的情況下，應選用加有防銹劑的潤滑脂，如含有機羧酸鹽類的潤滑脂。
? 當處于強烈化學介質(zhì)的環(huán)境時，應選用抗化學介質(zhì)的合成潤滑脂，如氟脂等。
電機軸承潤滑脂填充量的選擇
選擇正確的電機軸承內(nèi)潤滑脂填充量與選擇正確的潤滑脂類型一樣重要。許多與潤滑相關的軸承故障都是由于軸承內(nèi)的潤滑劑不夠或者過多造成的。適量的潤滑脂能夠使軸承平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，同時延長其使用壽命；相反，過多或過少的潤滑脂并不能為軸承提供理想的潤滑。
研究表明，潤滑脂用量與軸承溫度和運轉(zhuǎn)時間存在一定關系，見圖1：
由圖1可知
? 當潤滑脂填充量正常時，經(jīng)過一段時間的運轉(zhuǎn)，軸承溫度升高后下降，最后會平穩(wěn)在一個較低的溫度范圍。
? 如果填充更多的潤滑脂，軸承運轉(zhuǎn)時的剪切、摩擦增大，會使軸承溫度升高，最終趨于一個較高的溫度范圍。這不僅加速了潤滑脂老化，同時還加大了機械功率的損耗。
? 過少的潤滑脂填充量會使軸承運轉(zhuǎn)時無法形成油膜，不能提供良好的潤滑。雖然開始軸承溫度會比較低，但由于磨損加快，后期軸承溫度會急劇升高。
因此，通過測量啟動后軸承的溫度升降，可以基本判斷軸承內(nèi)部的運轉(zhuǎn)情況及潤滑脂填充量是否合適。
一般來說，電機軸承內(nèi)潤滑脂填充量以1/3～2/3為宜。電機軸承內(nèi)潤滑脂填充量與軸承運轉(zhuǎn)速度有一定關系；
? 當軸承運轉(zhuǎn)速度小于自身極限速度的50％時，填充量為軸承內(nèi)剩余空間的1/2～1/3。
? 當軸承運轉(zhuǎn)速度大于自身極限速度的50％時，填充量為軸承內(nèi)剩余空間的1/3～1/2。
綜上所述，電機能夠安全、平穩(wěn)運行的重要前提是軸承得到良好的潤滑。綜合考慮電機軸承的工作溫度、運轉(zhuǎn)速度、負荷、環(huán)境等因素，選擇適當?shù)臐櫥?，并確定合理的填充量，不但可以增加軸承的使用壽命 ，降低維修費用，而且可以保證電機等設備長周期安全穩(wěn)定運行。
文章來源：《淺談電機軸承潤滑脂的選用》
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