軸承潤(rùn)滑
潤(rùn)滑基礎(chǔ)知識(shí)
為實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)軸承的順暢運(yùn)行,潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑劑的選擇必須是設(shè)計(jì)中不可或缺的一部分。對(duì)所有滾動(dòng)軸承故障的統(tǒng)計(jì)分析表明,超過(guò)80%以上的最高失效率歸因于潤(rùn)滑。通常是是潤(rùn)滑被污染、不合適或已失效。下列信息簡(jiǎn)要介紹了潤(rùn)滑主題,關(guān)于滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑,建議聯(lián)系潤(rùn)滑廠商或滾動(dòng)軸承制造商。
潤(rùn)滑的主要任務(wù)是減少或防止?jié)L動(dòng)和滑動(dòng)表面的金屬接觸,從而使?jié)L動(dòng)軸承的摩擦和磨損降到最低。除分離金屬表面外,潤(rùn)滑還有其他功能:
-
防腐保護(hù)
-
散熱(油潤(rùn)滑)
-
清除軸承內(nèi)部的污染物(油潤(rùn)滑)
-
對(duì)軸承內(nèi)部起密封作用(如油脂填充和油氣潤(rùn)滑)
理化原理
滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑分為兩類(物理潤(rùn)滑和化學(xué)潤(rùn)滑)。在物理潤(rùn)滑中,潤(rùn)滑劑被帶入到滾動(dòng)軸承的接觸區(qū)域,通過(guò)粘附在分離的表面形成一層潤(rùn)滑油膜,潤(rùn)滑油膜在表面“游動(dòng)”從而防止金屬接觸。若沒有形成完全的潤(rùn)滑油膜且表面未完全分離,則采用化學(xué)潤(rùn)滑。在這種情況下使用添加劑,通過(guò)摩擦力學(xué)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),將表面相互分離。
分離層不僅是由添加劑產(chǎn)生的,也是由增稠劑和潤(rùn)滑添加劑(如:固體潤(rùn)滑劑)產(chǎn)生的。在特殊情況下,也可以使用固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑。
潤(rùn)滑狀態(tài)
根據(jù)DIN ISO 281標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算使用壽命的前提是金屬表面的充分分離。因此,使用壽命、磨損和摩擦基本上取決于潤(rùn)滑狀態(tài)。幾微米的潤(rùn)滑油膜厚度就足以達(dá)到維持和分離潤(rùn)滑油膜。在滾動(dòng)軸承技術(shù)中,區(qū)分了三種潤(rùn)滑狀態(tài),如斯特里貝克曲線所示:
邊界潤(rùn)滑不會(huì)形成潤(rùn)滑油膜,并且金屬表面會(huì)相互摩擦。滾動(dòng)軸承通常在以下情況下需邊界潤(rùn)滑:
-
潤(rùn)滑劑不足
-
工作粘度不足
-
金屬表面之間不必要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)
如果不能避免邊界潤(rùn)滑,則必須使用含有適當(dāng)添加劑的潤(rùn)滑劑。添加劑須借助反應(yīng)產(chǎn)物形成承載邊界層。
如果形成的潤(rùn)滑油膜厚度不足以將金屬表面完全分離,則稱為混合潤(rùn)滑。
潤(rùn)滑油膜的厚度足以完全分離金屬表面,則稱為流體潤(rùn)滑。為了使?jié)L動(dòng)軸承安全連續(xù)的工作,流體潤(rùn)滑是始終相伴的。
潤(rùn)滑理論
在滾動(dòng)軸承技術(shù)領(lǐng)域,對(duì)潤(rùn)滑油膜形成的物理描述有兩種理論。對(duì)于輕載的接觸點(diǎn),如保持架兜孔表面和滾動(dòng)體之間或滾動(dòng)體端面和擋邊之間,適用于流體動(dòng)壓潤(rùn)滑(HD理論),該理論描述了通過(guò)潤(rùn)滑油膜強(qiáng)化金屬表面的潤(rùn)滑性能。彈性流體力學(xué)潤(rùn)滑(EHD理論)基于HD理論,另外還考慮了金屬間的彈性變形,EHD理論用于滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)描述。
用于滾動(dòng)軸承計(jì)算的潤(rùn)滑劑參數(shù)
對(duì)于上述理論和潤(rùn)滑油膜厚度的計(jì)算,需要潤(rùn)滑劑參數(shù)。除稠度外,粘度也起著重要作用。需要注意的是,參數(shù)值取決于溫度和壓力。
粘度是流體流動(dòng)性的相對(duì)值,是衡量?jī)?nèi)部摩擦力的指標(biāo)。高粘度表示粘性油,低粘度是指易于流動(dòng)的油。粘度是潤(rùn)滑油最重要的參數(shù)。對(duì)于潤(rùn)滑脂,通常指的是基礎(chǔ)油的粘度。
在潤(rùn)滑理論中,通常采用動(dòng)力粘度η。其表示為剪切應(yīng)力與垂直于層流方向的潤(rùn)滑油膜厚度上最大速度變化之比,單位為毫帕秒(mPa?s)。
動(dòng)力粘度,h = 潤(rùn)滑油膜厚度
運(yùn)動(dòng)粘度(ν)常用于滾動(dòng)軸承的計(jì)算。它的單位是平方毫米每秒(mm2/s)或厘斯(cSt)。運(yùn)動(dòng)粘度可借助密度(ρ,單位為kg/dm3)換算成動(dòng)力粘度。
計(jì)算: η = ν ? ρ
需要注意的是,運(yùn)動(dòng)粘度和密度均與溫度有關(guān)。密度取決于潤(rùn)滑油及其精煉程度。合成油通常比礦物油具有更高的密度。
由于溫度的關(guān)系,潤(rùn)滑劑的粘度以標(biāo)準(zhǔn)溫度表示。溫度越高,粘度越低。涉及到在40°C即所謂的公稱粘度和100°C時(shí)的粘度。根據(jù)這些參數(shù)可以確定粘度指數(shù)(VI)。粘度指數(shù)提供了有關(guān)潤(rùn)滑劑工作溫度范圍的信息。粘度指數(shù)越高,潤(rùn)滑劑的溫度應(yīng)用范圍越廣。
潤(rùn)滑油的公稱粘度已在DIN ISO 3448 標(biāo)準(zhǔn)ISO 粘度分級(jí)中標(biāo)準(zhǔn)化。
符合DIN ISO 3448標(biāo)準(zhǔn)ISO 粘度分級(jí)的工業(yè)潤(rùn)滑油:
|
最大偏差 | ||
ISO 粘度等級(jí) |
運(yùn)動(dòng)粘度 |
最小值 |
最大值 |
2 |
2.2 |
1.98 |
2.42 |
3 |
3.2 |
2.88 |
6.52 |
5 |
4.6 |
4.14 |
5.06 |
7 |
6.8 |
6.12 |
7.48 |
10 |
10 |
9.00 |
11.0 |
15 |
15 |
13.5 |
16.5 |
22 |
22 |
19.8 |
24.2 |
32 |
32 |
28.8 |
35.2 |
46 |
46 |
41.4 |
50.6 |
68 |
68 |
61.2 |
74.8 |
100 |
100 |
90.0 |
110 |
150 |
150 |
135 |
165 |
220 |
220 |
198 |
242 |
320 |
320 |
288 |
352 |
460 |
460 |
414 |
506 |
680 |
680 |
612 |
748 |
1,000 |
1,000 |
900 |
1,100 |
1,500 |
1,500 |
1,350 |
1,650 |
除了與溫度有關(guān)外,粘度還與壓力有關(guān)。隨著壓力的增加,粘度通常也會(huì)增加。對(duì)于EHD理論和高壓力(>500巴)也是要考慮的。
除公稱粘度外,計(jì)算滾動(dòng)軸承壽命時(shí)還需要參考粘度。除取決于速度外還取決于滾動(dòng)軸承的平均直徑和軸的旋轉(zhuǎn)頻率。
除參考粘度外,運(yùn)行粘度在滾動(dòng)軸承計(jì)算中也起著重要作用。運(yùn)行粘度描述了潤(rùn)滑劑在工作溫度下的粘度。通過(guò)粘度-溫度圖(VT圖)來(lái)確定該粘度。圖示中的軸為對(duì)數(shù)形式,X軸表示為運(yùn)行粘度,Y軸表示為工作溫度。利用公稱粘度和100°C時(shí)的粘度,在圖示上顯示為一條直線,運(yùn)行粘度由工作溫度來(lái)決定。
粘度比κ是衡量潤(rùn)滑間隙中潤(rùn)滑油膜厚度的量度。利用參考粘度和運(yùn)行粘度可計(jì)算得出。
在上圖中可以看出,小于1的值表示混合潤(rùn)滑狀態(tài),大于1的值表示金屬表面完全分離。等于1時(shí)表示邊界潤(rùn)滑狀態(tài),潤(rùn)滑油膜的形成不是完全充分。
該關(guān)系直接影響壽命調(diào)整系數(shù)的計(jì)算??稍贒IN ISO 281標(biāo)準(zhǔn)中找到計(jì)算方法。
選擇潤(rùn)滑劑的另一個(gè)特征值是滾動(dòng)軸承的速度參數(shù)。利用平均直徑(dm)和轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算得出。
D | 外徑 | [mm] |
d | 內(nèi)徑 | [mm] |
n | 軸承轉(zhuǎn)速 | [min-1] |
潤(rùn)滑方式
須在選定滾動(dòng)軸承后盡早確定合適的潤(rùn)滑方式。在設(shè)計(jì)過(guò)程中更改潤(rùn)滑方式不僅耗時(shí)且增加成本,應(yīng)盡量避免。
脂潤(rùn)滑
脂潤(rùn)滑是最常用的潤(rùn)滑方式,占滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑的90%。
脂潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn) | 脂潤(rùn)滑的缺點(diǎn) |
軸承位置密封只需少量的設(shè)計(jì)工作 |
潤(rùn)滑脂量過(guò)大,會(huì)增加摩擦并產(chǎn)生過(guò)多熱量 |
簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的再潤(rùn)滑裝置,免維護(hù)潤(rùn)滑或終身潤(rùn)滑 |
不能帶走磨損顆粒 |
可用于廣泛的轉(zhuǎn)速范圍 |
脂潤(rùn)滑不能散熱 |
低摩擦力矩 |
|
滾動(dòng)軸承在大多數(shù)應(yīng)用中是終身潤(rùn)滑的,即在安裝過(guò)程中一次性加注適合應(yīng)用的潤(rùn)滑脂類型和潤(rùn)滑量。在正常的運(yùn)行條件和環(huán)境條件下,無(wú)需重新填充潤(rùn)滑脂。由于極端的環(huán)境影響,如高溫波動(dòng)、頻繁的轉(zhuǎn)速變化或不可避免的潤(rùn)滑脂老化,必須進(jìn)行再潤(rùn)滑。因此,必須提供潤(rùn)滑的進(jìn)油和排油通道。在設(shè)計(jì)通道時(shí),必須考慮潤(rùn)滑脂的泵送性。
上述影響因素對(duì)再潤(rùn)滑周期和潤(rùn)滑脂用量也有影響??稍贕fT表3(摩擦學(xué))中找到再潤(rùn)滑周期和再潤(rùn)滑量的計(jì)算方法。脂潤(rùn)滑必須遵循下列規(guī)則:
-
溫度升高會(huì)加速潤(rùn)滑脂的氧化。
-
在70°C時(shí),潤(rùn)滑脂的壽命每10 K減少一半。
-
潤(rùn)滑脂會(huì)隨著溫度的升高趨于更易流動(dòng),從而有可能從軸承座泄漏。
-
使用數(shù)據(jù)表檢查速度穩(wěn)定性。
-
在惡劣的環(huán)境中,必須更頻繁地對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行再潤(rùn)滑,避免污染。
油潤(rùn)滑
若已對(duì)其他機(jī)器元件供油(如齒輪箱中的齒輪),或要從軸承空間散熱,則應(yīng)采用油潤(rùn)滑。
油潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn) | 油潤(rùn)滑的缺點(diǎn) |
通過(guò)潤(rùn)滑劑散熱 |
設(shè)計(jì)復(fù)雜 |
工作溫度可控性 |
密封以防漏油 |
低啟動(dòng)摩擦 |
更換潤(rùn)滑油和濾清器需大量維護(hù)工作 |
分為下列油潤(rùn)滑系統(tǒng):
-
油浴潤(rùn)滑
-
循環(huán)油潤(rùn)滑
-
噴油潤(rùn)滑
-
脈沖式油潤(rùn)滑
-
油氣潤(rùn)滑
油潤(rùn)滑通常與高水平的復(fù)雜性設(shè)計(jì)有關(guān),通常包括輔助裝置,如循環(huán)泵和油冷卻器。利用上述有潤(rùn)滑的方法,設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和速度適用性不斷提高。油浴潤(rùn)滑比油氣潤(rùn)滑更容易實(shí)現(xiàn),它需要大量的設(shè)計(jì)工作,但由于最小潤(rùn)滑量和由此減小飛濺損失,要求具有較高的速度適應(yīng)性。
固體潤(rùn)滑是潤(rùn)滑的一種特殊情況。在緩慢旋轉(zhuǎn)的滾動(dòng)軸承中形成帶有粘結(jié)涂層、漿料和粉末的支撐潤(rùn)滑膜。常用的潤(rùn)滑劑是石墨、硫化鉬或PTFE化合物。固體材料甚至可以用作滾動(dòng)軸承的組成部分。在某些應(yīng)用中,固體材料代替了滾動(dòng)軸承的保持架。由于這是一種終身潤(rùn)滑,因此在軸承壽命終結(jié)時(shí)完全用盡潤(rùn)滑劑。典型的應(yīng)用是窯車的輪軸軸承。
選擇合適的潤(rùn)滑方式
潤(rùn)滑方式的選擇取決于:
-
滾動(dòng)軸承的工作條件
-
滾動(dòng)軸承理想的運(yùn)行特性、運(yùn)行噪音、摩擦特性和溫度特性
-
防止早期失效的安全要求
-
潤(rùn)滑系統(tǒng)的安裝和維護(hù)成本
在選擇潤(rùn)滑方式時(shí),防止過(guò)早失效的安全性要求是重中之重。必須確保潤(rùn)滑劑能充足滲透到每個(gè)功能表面接觸處,并非所有的潤(rùn)滑方式都能同樣保證潤(rùn)滑油的存在。例如,對(duì)于油浴潤(rùn)滑必須定期檢查油位。相反,只要不超過(guò)潤(rùn)滑脂的工作壽命或再潤(rùn)滑周期,脂潤(rùn)滑的滾動(dòng)軸承中的潤(rùn)滑劑是足夠的。
常用潤(rùn)滑方式及詳細(xì)說(shuō)明
潤(rùn)滑劑 |
潤(rùn)滑方式 |
潤(rùn)滑方式的設(shè)備 |
設(shè)計(jì)措施 |
可達(dá)到的轉(zhuǎn)速參數(shù) |
固體潤(rùn)滑劑 |
終身潤(rùn)滑 |
- |
- |
≈ 1,500 |
潤(rùn)滑脂 |
終身潤(rùn)滑 |
- |
- |
≈ 0.5 ? 106 |
潤(rùn)滑脂 |
再潤(rùn)滑 |
手動(dòng)注脂槍 注脂泵 自動(dòng)再潤(rùn)滑系統(tǒng) |
注脂孔 油脂量調(diào)節(jié)器 舊潤(rùn)滑脂收集倉(cāng) |
適用于特殊的潤(rùn)滑脂和軸承: ≈ 2.6 ? 106 |
潤(rùn)滑油 - 大量 |
油浴潤(rùn)滑 |
量油尺 豎管 油位控制 |
油量充足的軸承座 溢油孔 控制設(shè)備的接頭 |
≈ 0.5 ? 106 |
潤(rùn)滑油 - 大量 |
循環(huán)油潤(rùn)滑 |
循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng) |
足夠大的進(jìn)油孔和出油孔 |
≈ 1.5 ? 106 |
潤(rùn)滑油 - 大量 |
噴油潤(rùn)滑 |
帶噴嘴的循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng) |
通過(guò)定向噴嘴進(jìn)油 通過(guò)足夠大的孔排油 |
經(jīng)測(cè)試達(dá): |
潤(rùn)滑油 - 微量 |
脈沖式油潤(rùn)滑 |
消耗性潤(rùn)滑系統(tǒng) 滴油器 噴油潤(rùn)滑系統(tǒng) |
排油孔 |
≈ 1.5 ? 106 |
潤(rùn)滑油 - 微量 |
油霧潤(rùn)滑 |
油霧系統(tǒng)或油分離器 |
可能的抽吸裝置 |
≈ 1.5 ? 106 |
潤(rùn)滑油 - 微量 |
油氣潤(rùn)滑 |
油氣潤(rùn)滑系統(tǒng) |
可能的抽吸裝置 |
≈ 1.5 ? 106 |
潤(rùn)滑劑
潤(rùn)滑脂
潤(rùn)滑脂的基本性能取決于基礎(chǔ)油的種類和粘度、增稠劑和添加劑。礦物油和合成油多用作基礎(chǔ)油。金屬皂或金屬?gòu)?fù)合皂通常用作增稠劑。除基礎(chǔ)油和增稠劑外,添加劑的重要性與日俱增。其分為兩種類型:
-
作用于基礎(chǔ)油,如粘度改進(jìn)劑、抗氧化劑
-
作用于軸承或金屬表面,如防腐蝕和防磨損保護(hù)
根據(jù)潤(rùn)滑脂的稠度,可對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步分類,分為所謂的NLGI稠度等級(jí)(美國(guó)國(guó)家潤(rùn)滑脂協(xié)會(huì)),根據(jù)DIN 51818標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。NLGI稠度等級(jí)越高,潤(rùn)滑脂越“硬”。NLGI稠度等級(jí)的1, 2, 3級(jí)常用于滾動(dòng)軸承。
潤(rùn)滑脂又根據(jù)其主要成分增稠劑和基礎(chǔ)油進(jìn)行細(xì)分。
潤(rùn)滑脂概述1)
潤(rùn)滑脂類型 | 性能 | ||||||
增稠劑 | 基礎(chǔ)油 | 工作溫度(℃) | 滴點(diǎn)(℃) | 防水性 | 抗壓性 | 滾動(dòng)軸承的適用性 | 應(yīng)用 |
鋰皂 | 礦物油 |
-30 至 +130 |
+170 至 220 |
+++ |
+ |
+++ |
多用途潤(rùn)滑脂 |
鋰皂 | PAO (聚α烯烴) |
-60 至 +150 |
+170 至 220 |
+++ |
++ |
+++ |
適用于較低和較高的溫度 適用于高轉(zhuǎn)速 |
鋰皂 | 酯類 |
-60 至 +130 |
+190 |
++ |
+ |
+++ |
適用于較低的溫度 適用于高轉(zhuǎn)速 |
復(fù)合鋁皂 | 礦物油 |
-30 至 +160 |
+260 |
+++ |
+ |
+ |
多用途潤(rùn)滑脂 |
復(fù)合鋇皂 | 礦物油 |
-30 至 +140 |
+220 |
++ |
++ |
+++ |
多用途潤(rùn)滑脂 耐蒸汽 |
復(fù)合鋰皂 | 礦物油 |
-30 至 +140 |
+240 |
++ |
++ |
+++ |
多用途潤(rùn)滑脂 趨于硬化 |
復(fù)合鋰皂 | 礦物油 |
-30 至 +150 |
+240 |
++ |
++ |
+++ |
多用途潤(rùn)滑脂 |
復(fù)合鋁皂 | PAO (聚α烯烴) |
-60 至 +160 |
+260 |
+++ |
++ |
+ |
溫度范圍廣 易于輸送 |
復(fù)合鋇皂 | PAO (聚α烯烴) |
-40 至 +140 |
+220 |
+++ |
+++ |
+++ |
高轉(zhuǎn)速 |
復(fù)合鋰皂 | PAO(聚α烯烴) |
-60 至 +160 |
+240 |
+++ |
+++ |
+++ |
適用于較低和較高的溫度 適用于高轉(zhuǎn)速 |
復(fù)合鋰皂 | PAO (聚α烯烴) |
-40 至 +180 |
+240 |
++ |
+++ |
+++ |
溫度范圍廣 |
復(fù)合鋇皂 | 酯類 |
-40 至 +130 |
+200 |
++ |
++ |
+++ |
適用于高轉(zhuǎn)速 適用于中等載荷 |
復(fù)合鋰皂 | 酯類 |
-40 至 +130 |
+200 |
+++ |
++ |
+++ |
適用于高轉(zhuǎn)速 適用于中等載荷 |
復(fù)合鋰皂 | 酯類 |
-40 至+180 |
+240 |
++ |
+ |
+++ |
溫度范圍特別廣 |
硅酮 |
-40 至+180 |
+240 |
++ |
- |
++ |
僅適用于低負(fù)載 |
[ 1參閱:Br?ndlein, Johannes (Hg.) (1998): Die W?lzlagerpraxis.
Handbuch für die Berechnung und Gestaltung von Lagerungen (korrig. Nachdr. der 3.
Aufl. Mainz: Vereinigte Fachverl.]
根據(jù)轉(zhuǎn)速參數(shù)(內(nèi)圈旋轉(zhuǎn))填充軸承自由空間的指導(dǎo)值:
旋轉(zhuǎn)類型 |
轉(zhuǎn)速參數(shù) n?dm [min-1 ? mm] |
填充率 [軸承自由空間的百分比%] |
內(nèi)圈旋轉(zhuǎn) |
< 50,000 |
至100 |
50,000 - 100,000 |
至30 |
|
> 100,000 |
20-30 |
|
> 400,000 |
至20 |
根據(jù)轉(zhuǎn)速參數(shù)(外圈旋轉(zhuǎn))填充軸承自由空間的指導(dǎo)值:
旋轉(zhuǎn)類型 |
轉(zhuǎn)速參數(shù) n?dm [min-1 ? mm] |
填充率 [軸承自由空間的百分比%] |
旋轉(zhuǎn)外圈 |
< 100,000 |
至90 |
100,000 - 400,000 |
至50 |
|
> 400,000 |
1-30 |
潤(rùn)滑油
礦物油和合成油通常適用于滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑,礦物油是最常用的,這些必須至少滿足DIN 51517標(biāo)準(zhǔn)的要求。
合成油則比較少見,其通常用于特殊和極端的工作條件,如高溫。合成油是通過(guò)從礦物油中裂解碳?xì)浠衔?,在煉油廠中人工生產(chǎn)的,耗資巨大。因此,它們具有很高的純度。
基礎(chǔ)油及其典型性能:
基礎(chǔ)油 | 特點(diǎn) | 工作溫度范圍 [°C] | |
下限 | 上限 | ||
礦物油(Min) |
最常用的基礎(chǔ)油類型 只能在無(wú)法避免進(jìn)水的情況下有限地使用,水會(huì)以乳化液的形式結(jié)合在一起,因此有可能縮短使用壽命。 在不利的條件下,可能會(huì)出現(xiàn)固體殘留物(油碳),從而影響潤(rùn)滑效果。 |
-20 |
+120 |
聚α烯烴(PAO) |
廣泛應(yīng)用的合成油類型 在潤(rùn)滑油中達(dá)到食品級(jí) 與礦物油相比,具有更好的抗氧化性 可與礦物油混用 |
-40 |
+150 |
聚乙二醇(PG) |
與鋁接觸至關(guān)重要 多數(shù)情況下不可與礦物油、酯類和PAO混用 多數(shù)不溶于水 水分離能力差 |
-40 |
+150 |
酯類(E) |
熱穩(wěn)定 可與PAO和礦物油混合使用 部分可生物降解 低揮發(fā)性 適用于高轉(zhuǎn)速參數(shù)和高溫 與水的反應(yīng)各不相同,可能發(fā)生皂化和酯分解 |
-60 |
+180 |
硅油(Si) |
低負(fù)載能力(P/C≤0.03),抗磨損能力低 熱穩(wěn)定性高 極低的表面張力 鋼-鋼接觸趨于微動(dòng) |
-60 |
+200 |
全氟聚醚(PFAE、PFPE) |
不可與其他油類混用 抗氧化、防水 滾動(dòng)軸承必須不含碳?xì)浠衔?/p> 與礦物油相比非常昂貴 |
-30 |
+250 |
上文已提到過(guò)過(guò)粘度比(κ)。對(duì)于潤(rùn)滑油,目標(biāo)值為2~4。
高粘度油具有很高的流體摩擦力。在低溫和常溫下,供油和排油管路中可能會(huì)出現(xiàn)油滯留。
并非在每個(gè)應(yīng)用中都能達(dá)到所需的工作粘度,因?yàn)椋?/p>
-
潤(rùn)滑油的選擇取決于其他機(jī)械部件
-
循環(huán)潤(rùn)滑需要有足夠流動(dòng)的油
-
無(wú)法在劇烈變化的工作條件下做出明確的選擇
在上述情況下,允許使用不同的粘度,如果潤(rùn)滑油中有適當(dāng)?shù)奶砑觿‥P添加劑),則也可以允許使用較低的粘度。否則,將會(huì)出現(xiàn)磨損跡象并縮短軸承使用壽命。
下表是根據(jù)潤(rùn)滑油的工作條件來(lái)進(jìn)行選型指導(dǎo)。不過(guò),仍然建議咨詢潤(rùn)滑劑供應(yīng)商。
潤(rùn)滑油選擇指南:
油品選擇標(biāo)準(zhǔn) | 選擇的油品性能 |
正常情況: 油池溫度至100°C /循環(huán)油溫度至150°C 載荷比P/C < 0.1 轉(zhuǎn)速低于參考轉(zhuǎn)速 |
使用帶添加劑的非合金油,例如防腐或防老化 符合DIN 51502標(biāo)準(zhǔn)帶字母L 若無(wú)法實(shí)現(xiàn)建議粘度,則必須提供耐磨添加劑 |
高轉(zhuǎn)速參數(shù) n?dm > 500,000 min-1 ? mm |
低起泡傾向的氧化穩(wěn)定油 良好的粘度-溫度特性 建議使用合成油,如PAO和酯類 |
高載荷 P/C > 0.1 或者 工作粘度ν小于參考粘度ν1 |
使用含有高壓添加劑(EP添加劑)的油品 符合DIN 51502標(biāo)準(zhǔn)帶字母P 耐磨添加劑的適用性與溫度密切相關(guān) |
高溫 |
除工作溫度限制外,還須注意粘度-溫度特性 油品的選擇取決于油品的性能 |
添加劑
添加劑通常針對(duì)各自的功能進(jìn)行優(yōu)化。它們代表了油品的“合金”,增強(qiáng)了油品的性能,例如:
-
腐蝕保護(hù)
-
氧化穩(wěn)定性
-
耐磨損
或賦予“新的”不存在的性能,例如:
-
中和能力
-
分散能力
-
乳化能力
潤(rùn)滑劑中添加劑及其作用:
添加劑類型 | 添加劑 | 任務(wù) |
極壓添加劑 |
EP |
改善壓力承載特性 通過(guò)形成保護(hù)層減少磨損 |
摩擦改進(jìn)劑 |
FM |
混合摩擦和邊界摩擦的摩擦變化 |
抗磨劑 |
AW |
通過(guò)混合摩擦減小輕微的粘著磨損 |
防腐劑 |
KI |
保護(hù)金屬表面免受腐蝕 |
抑制劑 |
OI |
延緩潤(rùn)滑油的氧化分解 |
膠粘劑 |
改善潤(rùn)滑劑對(duì)表面的粘附性 |
|
清潔劑和分散劑 |
改善潤(rùn)滑劑的污垢溶解性能和污垢攜帶性能 |
|
粘度指數(shù)改進(jìn)劑 |
改善粘度-溫度依賴性 |
|
抗泡劑 |
抑制起泡傾向 |
|
降凝劑 |
降低傾點(diǎn) |
潤(rùn)滑脂和潤(rùn)滑油的混合性
潤(rùn)滑劑的混合具有很高的風(fēng)險(xiǎn)。一方面,某些潤(rùn)滑油和增稠劑是不兼容的。另一方面,只能在有限的范圍內(nèi)預(yù)估添加劑的作用和潤(rùn)滑劑混合物的性能。只有通過(guò)適當(dāng)?shù)臏y(cè)試才能得出兩種潤(rùn)滑劑在混合性和兼容性方面的具體結(jié)論。
請(qǐng)務(wù)必在混合前咨詢潤(rùn)滑劑供應(yīng)商,以確認(rèn)是否可以混合。
應(yīng)避免混合潤(rùn)滑脂。若混合是不可避免的,則混合的潤(rùn)滑劑必須遵守下列參數(shù):
-
相同的基礎(chǔ)油
-
匹配的增稠劑類型
-
相似的基礎(chǔ)油粘度(不許超過(guò)一個(gè)ISO VG級(jí)別)
-
相同的一致性等級(jí)(NLGI稠度等級(jí))
油品的相容性: *
礦物油 | PAO(聚α烯烴) | 酯類油 | PG | 硅油 | 全氟聚醚 | |
礦物油 |
通常允許相容 |
通常允許相容 |
通常允許相容 |
不允許相容 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
不允許相容 |
PAO(聚α烯烴) |
通常允許相容 |
通常允許相容 |
通常允許相容 |
不允許相容 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
不允許相容 |
酯類油 |
通常允許相容 |
通常允許相容 |
通常允許相容 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
不允許相容 |
不允許相容 |
PG |
不允許相容 |
不允許相容 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
通常允許相容 |
不允許相容 |
不允許相容 |
硅油 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
不允許相容 |
不允許相容 |
通常允許相容 |
不允許相容 |
全氟 |
不允許相容 |
不允許相容 |
不允許相容 |
不允許相容 |
不允許相容 |
通常允許相容 |
*來(lái)源:Oil Doc GmbH, Brannenburg
不同類型增稠劑的相容性:*
鋰皂 | 復(fù)合鋰皂 | 復(fù)合鈉皂 | 復(fù)合鈣皂 | 復(fù)合鋁皂 | 復(fù)合鋇皂 | |
鋰皂 |
通常允許相容 |
通常允許相容 |
不允許相容 |
通常允許相容 |
不允許相容 |
通常允許相容 |
復(fù)合鋰皂 |
通常允許相容 |
通常允許相容 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
通常允許相容 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
復(fù)合鈉皂 |
不允許相容 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
通常允許相容 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
復(fù)合鈣皂 |
通常允許相容 |
通常允許相容 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
通常允許相容 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
復(fù)合鋁皂 |
不允許相容 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
通常允許相容 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
復(fù)合鋇皂 |
通常允許相容 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
在個(gè)別情況下可相容,建議測(cè)試 |
通常允許相容 |
*來(lái)源:Oil Doc GmbH, Brannenburg
若更換潤(rùn)滑脂類型,則必須將使用過(guò)潤(rùn)滑脂從軸承和軸承座中完全沖洗干凈。不相容的潤(rùn)滑脂混合會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑劑硬化或潤(rùn)滑脂嚴(yán)重軟化,二者均可能導(dǎo)致滾動(dòng)軸承過(guò)早失效。