提高轴承的寿命和稳定
提高轴承的寿命和稳定
- 2020/12/11 13:44:04
前言
随着轴承制造技术的进步和用户需求水平的提高，润滑轴承的重要性和质量指标所占的比重大大提高，这贯穿于轴承的设计、制造和使用过程，尤其是密封轴承，润滑脂已成为轴承的重要组成部分。润滑油的使用是否科学合理将成为决定轴承寿命的关键因素之一。在润滑脂的设计和选择中，通常考虑以下几个方面。
润滑对轴承寿命的影响
一. 润滑参数对轴承性能的影响
润滑管理过程的重要技术参数是润滑膜的厚度，而润滑剂粘度是影响进行润滑膜厚度的重要经济因素，通常对润滑膜厚度的要求是企业能够拥有超过其他两个贸易摩擦体表面粗糙度凸起的峰值，从而达到实现中国摩擦副的隔开，通常我们认为润滑膜厚度应是表面粗糙度值的四倍以上。润滑剂粘度确定的常用教学方法一是用理论基础计算，二是膜厚模拟测量，三是社会经验检查。无论哪种方式方法，大多数轴承的润滑都利用与润滑膜厚度相关的粘度指标。如果学生不能有效降低轴承系统工作环境表面粗糙度从而导致无法减小润滑膜厚度，其结果是造成润滑油脂的粘度大大提高超过公司实际生活要求数值。粘度增大自己可以同时保证润滑膜的厚度，但润滑油脂的剪切强度也会加大，引起润滑油脂内摩擦加剧，更多资源消耗机器的能量。在大批量低精度的轴承润滑问题上，由于对于这些存在缺陷不很突出，所以他们往往在日常学习工作中还是没有变化引起人们足够重视。
设备的升级换代大大提高了轴承的制造精度。振动和噪声是测量轴承质量的主要指标，轴承摩擦子润滑膜保持良好，能有效保持低状态的振动和噪声。振动和噪声通常是轴承拟合后测量的值，轴承中低振动和低噪声可以保持的时间长度不注意。在轴承达到使用寿命之前，轴承的振动噪声在轴承运行过程中会波动，其波动随润滑剂工作条件的变化而变化，当轴承的工作条件不符合润滑剂执行润滑效果所需的条件时，轴承振动噪声也会相应变坏。随着轴承工作环境的变化，如温度升高，当润滑剂的性能得到充分利用时，轴承的振动噪声将显著降低，但随着轴承运行时间的不断延长，润滑剂的润滑功能将逐渐丧失，轴承的振动噪声也会上升。一般来说，轴承的初始振动噪声与轴承制造精度有很大关系，在轴承运行一段时间后，其润滑性能对振动噪声的影响更加突出。润滑剂的粘附性、粘度、温度性能、耐磨性等因素都影响低振动噪声寿命的保持时间，可以看到振动噪声的大小在轴承的工作状态下，不仅取决于轴承制造的准确性，在很大程度上取决于轴承润滑脂的性能。作为轴承制造企业，应充分考虑轴承的组成、性能、润滑模式、轴承运行条件等对润滑剂等因素，以有效保证轴承振动噪声能够继续保持良好的水平。
二.润滑对轴承摩擦磨损的影响
机械技术设备中旋转部位之所以可以广泛研究采用滚动轴承，其主要教学目的之一就是通过降低旋转部位的摩擦。随着我国新型企业设备的层出不穷，要求学生更加能够有效地进行降低贸易摩擦的场合越来越多，如要求低能耗的家用电器轴承、采用传统电池为能源的动力系统传动轴承、充电便携式电动工具用轴承等。而降低轴承运转摩擦的有效管理手段除了轴承套圈和滚动体材料、尺寸、结构在设计上的考虑外，润滑剂的性能起着重要主导地位作用，一般润滑油脂的摩擦相关系数大约0.02，锂基润滑油脂的摩擦系数可低至0.007；同时，降低润滑油脂产品本身的内摩擦，也是为了减小摩擦的有效方法手段，而润滑油脂粘度是影响内摩擦的主要环境因素。通常在摩擦从而达到社会持续高强度学习状态时，轴承工作人员表面质量就会开始出现严重磨损现象，随着磨损的持续不断扩展，最终可能导致轴承工作目标表面失去疲劳强度，造成报废。
虽然摩擦是导致磨损的一个因素，但轴承磨损的原因绝不仅仅是摩擦。在轴承工作状态下，润滑油在摩擦副表面形成多层分子网格或边界膜，边界膜之间的内聚力具有一定的承载能力。决定润滑状态的重要因素在于边界膜抗开裂的能力——边界膜的强度。与润滑有关的磨损形式有以下几种:由于润滑油膜和边界膜强度不足，容易引起粘着磨损和表面疲劳磨损；由于润滑油膜厚度小，摩擦副发生刚性接触，润滑剂中含有大尺寸磨粒等杂质，润滑剂排斥磨粒的能力低，容易造成磨粒磨损；润滑脂本身是一种化学物质，可能会腐蚀金属，造成磨损。综上所述，为了减少或避免与润滑相关的轴承磨损的发生，在设计和选择润滑剂时，应综合分析上述磨损情况，如润滑脂中含有的化学成分对应用金属的腐蚀等。而制造轴承所用的金属部件比较单一，普通润滑脂很少有机会腐蚀它们。
三.轴承进行工作环境参数对润滑的影响
1.温度对润滑的影响
润滑油是大多数轴承的润滑方式，润滑油的特性决定了其适用的温度范围，无论是脂润滑还是油润滑，其润滑性能都受到温度变化的影响，主要表现为：温度过高时，润滑油会加速化学劣化，失去润滑能力，润滑油的粘度变得足够低，形成足够的油膜厚度，导致油脂泄漏和振动噪声增加。
轴承温度上升的主要原因是轴承部件工作面摩擦子之间的摩擦产生热量，摩擦边之间的摩擦系数可以通过润滑脂有效降低;二是轴承操作过程中润滑脂本身的内部摩擦产生热量，润滑脂的粘度能有效控制这部分温度上升的产生。温度升高润滑脂粘度降低有利于摩擦方的冷却润滑，而粘度降低不利于防止摩擦侧接触油膜的形成，从某种意义上说，温度升高的两种原因与控制方法有时矛盾，需要平衡考虑，根据轴承使用的不同操作条件，合理选择不同成分的润滑脂，可以有效扩大润滑脂的应用范围，提高润滑脂的润滑效果。我们通常只注意正常工作环境温度对成品轴承润滑脂的润滑效果，由于轴承工作过程中温度升高的现象，会使润滑脂的状态发生变化，因此，在确定轴承润滑脂的类型时，除了考虑轴承的正常工作温度外，对轴承自身工作温度上升的影响不容忽视。
2.转速对润滑的影响
轴承润滑油的质量与轴承的工作转速密切相关。当轴承启动或运转初期转速较低时，润滑剂不能形成流体动力润滑膜。此时，摩擦副依靠静油膜润滑。因此，低速锂基润滑脂和皂化脂均为油基剂，对金属有良好的吸附作用，在非动态状态下易形成静态油膜，因此，润滑油中加入油性剂或摩擦改进剂、极压剂等填料。
当轴承处于高速运转状态时，从摩擦副的位置开始用离心力润滑，导致工作表面缺少润滑油。高速旋转的剪切力降低了油的粘度和稠度，同时，工作表面的高速摩擦，会使润滑部件的温度升高。因此，在确定轴承润滑脂的高速运行工况时，在设计和选用时应考虑许多因素，如交变载荷增加引起接触疲劳概率的增加、油脂在摩擦部位的粘附、温升较大时向工作面及时供油的能力、提高油脂的抗剪切性、降低温升或耐高温性等。在降低温升功能方面，通过及时向高速运转的摩擦副和流动冷却摩擦表面重新供油，油雾润滑优于脂润滑。
3.载荷对润滑的影响
物体之间的摩擦力由接触面压力和接触面材料的摩擦系数决定。轴承套圈和滚动体的材料一般为GCr15钢，可以认为摩擦系数基本不变，所以影响摩擦的主要原因是轴承承受的载荷。当载荷较大时，很容易使摩擦副表面的润滑膜破裂，在轴承工作面形成粘着磨损，严重时造成摩擦副咬死。润滑脂一般使用二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯等固体润滑添加剂来提高摩擦表面的润滑能力，但使用固体润滑添加剂会增加轴承运行的噪声值，限制了其应用和推广。另外，在轴承的实际运行过程中，摩擦副的实际接触表面积远远小于从外观上看的工作面积。因此，即使轴承承受的载荷很小，也会在摩擦副表面形成很大的接触压力，导致摩擦副的粘着磨损。因此，虽然有些轴承在较高载荷条件下不工作，但应使用含有极压剂的润滑脂。虽然使用这种润滑脂会增加一些成本，但在提高轴承在某些特殊工况下的使用寿命和可靠性方面，性价比更好。
4.环境生物相容性对润滑的影响
一般来说，润滑脂对橡胶的影响往往被轴承制造业忽视，这主要是因为常用的轴承橡胶密封圈的材料组成，不会损坏它，也不会影响轴承的性能。
结束语
在轴承的设计与应用中，润滑油的性能与性能密切相关，速度、载荷影响润滑剂的作用，以及润滑剂影响噪声、磨损、腐蚀等重要指标的作用。因此，轴承制造商应充分注意润滑油的选择。保证轴承成品质量的不仅是传统三大部件的锁、轧机、支架、润滑剂在轴承操作过程中对机器的作用不容忽视，而且对轴承寿命也有着显著的影响。