關(guān)于軸承潤(rùn)滑的幾種方式（機(jī)械工程師必備知識(shí)點(diǎn)）

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一、潤(rùn)滑的目的

滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑的目的足減少軸承內(nèi)部的摩擦及摩損，防止咬粘、其潤(rùn)滑作用如下。

（1）減少摩擦及摩損。

防止軸承套圈、滾動(dòng)體及保持架相互接觸部分產(chǎn)生直接金屬接觸，減少序擦、摩損。

（2）延長(zhǎng)疲勞壽命。

軸承的滾動(dòng)疲勞壽命，在運(yùn)轉(zhuǎn)中，若滾動(dòng)接觸面潤(rùn)滑良好，則會(huì)延長(zhǎng)。相反地，潤(rùn)滑油粘度低，潤(rùn)滑油膜厚度小足的，則縮短。

（3）摩擦熱的排出與冷卻。

對(duì)于循環(huán)供油法等，摩擦產(chǎn)生的熱量可以用油排出，或外部傳來的熱量，冷卻。防止軸承過熱，防止?jié)櫥�油本身的劣化�?/div>

（4）其他。

防止異物侵入軸承內(nèi)部，防止生銹或腐蝕。

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二、潤(rùn)滑的方法

軸承的潤(rùn)滑方法，分為脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑。為了充分發(fā)揮軸承性能，首先要根據(jù)工況、使用目的等選擇合適潤(rùn)滑方法。只考慮潤(rùn)滑，油潤(rùn)滑占優(yōu)勢(shì)。但是，脂潤(rùn)滑可以簡(jiǎn)化軸承外圍結(jié)構(gòu)。脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑的利弊比較，如表12.1所示。

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1、脂潤(rùn)滑

（1）軸承座內(nèi)潤(rùn)滑脂的填充量

軸承座內(nèi)潤(rùn)滑脂的填充量，根據(jù)軸承轉(zhuǎn)速，軸承座構(gòu)造、空問容積、潤(rùn)滑脂牌號(hào)、使用環(huán)境的氣體而異。小允許溫度上升的機(jī)床主軸用軸承等，要少填充潤(rùn)滑脂，一般大致標(biāo)準(zhǔn)如下。

首先，將潤(rùn)滑脂填滿軸承內(nèi)部，此時(shí)，保持架引導(dǎo)而也要塞進(jìn)潤(rùn)滑脂。然后，對(duì)軸承座內(nèi)部軸及軸承之外的空問容積按以下量填充潤(rùn)滑脂。

1/2~2/3（極限轉(zhuǎn)速低50%旋轉(zhuǎn)的情況）

1/3~1/2（極限轉(zhuǎn)速高50%旋轉(zhuǎn)的情況）

（2）潤(rùn)滑脂的補(bǔ)充

一般，填充一次潤(rùn)滑脂，可以長(zhǎng)時(shí)間不必補(bǔ)充。但是，有的使用條件，需要時(shí)常補(bǔ)充或更換潤(rùn)滑脂。因此軸承座的設(shè)計(jì)也要考慮到這一點(diǎn)。補(bǔ)充間隔短的情況下，要在軸承座的適當(dāng)位置上，設(shè)計(jì)加脂口和排出口。以便更換劣化的潤(rùn)滑脂。比如：用扇形潤(rùn)滑脂補(bǔ)充板將補(bǔ)充潤(rùn)滑脂側(cè)的軸承座空間分成幾處，只一處填滿之后就可流進(jìn)軸承內(nèi)部。從軸承內(nèi)部擠出的潤(rùn)滑脂，由潤(rùn)滑脂閥排出軸承座外（圖12.1）。不使用潤(rùn)滑脂閥的情況下，將排出側(cè)的軸承座空間加大，陳舊的潤(rùn)滑脂積存在這里，定期拆下外罩取出。

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（3）潤(rùn)滑脂的補(bǔ)充間隔

即使優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑脂，經(jīng)過一段時(shí)間使用，其性能也會(huì)劣化導(dǎo)致潤(rùn)滑性能降低。所以要適時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑脂。潤(rùn)滑脂的補(bǔ)充間隔用運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間表示，圖12.2的（1），（2）是大致的標(biāo)準(zhǔn)。圖12.2是使用優(yōu)質(zhì)鋰皂礦物類潤(rùn)滑脂，溫度70℃，標(biāo)準(zhǔn)載荷（P/C=0.1）時(shí)的曲線。

·溫度高于70℃時(shí)，軸承每升溫15℃，潤(rùn)滑脂補(bǔ)充間隔就要減半。

·潤(rùn)滑脂 特別是球軸承使用優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑脂，其補(bǔ)充間隔還可以延長(zhǎng)。而低于70℃時(shí)，應(yīng)采用礦物油類鋰皂脂或合成油類鋰皂潤(rùn)滑脂。

（4）密封球軸承的潤(rùn)滑脂壽命

單列深溝球軸承中填充潤(rùn)滑脂，密封圈或防塵蓋密封的潤(rùn)滑脂壽命，可以用公式（12.1）、公式（12.2）或圖12.3推算出來。

{通用潤(rùn)滑脂（1）}

log t=6.54-2.6(n/Nmax)-[0.025-0.012(n/Nmax)]T-------（12.1）

{優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑脂（2）}

log t=6.12-1.4(n/Nmax)-[0.018-0.006(n/Nmax)]T-------（12.2）

式中t：平均潤(rùn)滑脂壽命（h）

n：軸承的旋轉(zhuǎn)速度（rpm）

Nmax：脂潤(rùn)滑的極限轉(zhuǎn)速(rpm)（軸承尺寸表中的ZZ型、VV型的數(shù)值。）

T：軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度（℃）

再者，公式(12.1)及公式(12.2)，或圖12.3的適用范圍，大致如下。

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（a）軸承的轉(zhuǎn)速n

0.25≦n/Nmax≦1

n/Nmax<0.25時(shí) 設(shè)n/Nmax=0.25

（b）軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度T

通用潤(rùn)滑脂1 70℃≦T≦110℃

優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑脂2 70℃≦T≦130'C

T<70℃時(shí)：設(shè)T=70℃

（c）軸承載荷

軸承載荷約為基本額定動(dòng)載荷Cr的1/10以下。

注1 通常在-10℃~110℃左右常用的礦物油類潤(rùn)滑脂。（比如：鋰基潤(rùn)滑脂）

2 可以在40℃~130℃左右寬溫度范圍使用的合成油類潤(rùn)滑脂。

2、油潤(rùn)滑

（1）油浴法。

油浴法足多用于低速、中速旋轉(zhuǎn)的一般潤(rùn)滑方法。原則上油面高度處于最下位的滾動(dòng)體中心。最好安裝油位表，以便于確認(rèn)油面高度（圖12. 4）。

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（2）滴注供油法。

滴注供油法，多用于轉(zhuǎn)速較高的小型球軸承等。如圖12.5所示，油貯藏在可視注油器中，滴下的油量，由上部的螺絲來調(diào)節(jié)。

（3）飛濺式供油法

飛濺式供油，是不直接將軸承浸入油中，而利用周圍的齒輪或旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)產(chǎn)的飛沫來潤(rùn)滑的方法。廣泛用于汽車的變速箱、差速器中。圖12.6是齒輪裝置舉例。

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（4）循環(huán)供油法

對(duì)于高速下需要用油對(duì)軸承冷卻，或周圍溫度很高時(shí)，多采用循環(huán)供油。如圖12.7中的（a）所示的工況下右側(cè)供油管的油達(dá)到一定水平，就經(jīng)左側(cè)的排出管返回油箱，冷卻后，再次通過泵或過濾器供油。為了使油不致于在軸承座內(nèi)積存過多，排油箱要比供油管粗。

（5）噴射供油法

噴射供油法，多用于高速軸承。比如，dmn值超過100萬的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)軸承的潤(rùn)滑。從1個(gè)或幾個(gè)噴嘴，加壓噴射潤(rùn)滑油，使貫通軸承內(nèi)部。圖12.8是常用的噴射供油舉例。對(duì)著內(nèi)圈和保持架的引導(dǎo)面噴油。高速的情況下，軸承周圍的空氣也與軸承一起旋轉(zhuǎn)，形成氣墻。所以，潤(rùn)滑油從噴嘴噴出的速度，要超過內(nèi)圈內(nèi)徑面（也是保持架的引導(dǎo)面）線速度的20%。對(duì)于同油量，噴嘴數(shù)量多的冷卻效果好。噴射供油法的用油量大，應(yīng)盡量減少油的攪拌阻力。加大排油口，強(qiáng)制排油，以便有效地散熱。

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（6）噴霧供油法

噴霧供油法，是用空氣使?jié)櫥�油霧化，再噴射到軸承上的潤(rùn)滑方法。也叫油霧潤(rùn)滑。其優(yōu)點(diǎn)如下：（圖12.9）

（a）潤(rùn)滑油量少，攪拌阻力小，適用于高速旋轉(zhuǎn)。

（b）軸承椰位很少漏油，所以，設(shè)備、產(chǎn)品的污染小。

（c）可以小斷更新潤(rùn)滑油、延長(zhǎng)軸承壽命。

因此，噴霧供油法多用于機(jī)床高速電主軸，高速泵，軋輥軸承的潤(rùn)滑。另外，有關(guān)大型軸承的噴霧供油法，請(qǐng)與NSK聯(lián)系。

（7）油氣供油法

油氣供油，是用定量活塞間歇地吐出微量的潤(rùn)滑油，由混合閥將潤(rùn)滑油徐徐引進(jìn)壓縮空氣中，借助空氣連續(xù)流動(dòng)供油的潤(rùn)滑方法。

油氣供油法的優(yōu)點(diǎn)：

（a）供油量少且可以進(jìn)行定量管理，所以能夠控制最合適的油量，發(fā)熱，適用于高速。

（b）連續(xù)地微量供油，軸承溫度穩(wěn)定，而且，油是沿著油管壁流動(dòng)，對(duì)周圍空氣污染小。

（c）經(jīng)常送進(jìn)新的潤(rùn)滑油，不用擔(dān)心油的劣化。

（d）經(jīng)常給電主軸內(nèi)部送入壓縮空氣，電主軸內(nèi)壓高，不易從外部侵入灰塵及切削液。

因此，多用于機(jī)床主軸及其它高速旋轉(zhuǎn)的用途。（圖12.10）

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三、潤(rùn)滑劑

1、潤(rùn)滑脂

潤(rùn)滑脂是由基礎(chǔ)油、增稠劑及添加劑制成的半固體態(tài)潤(rùn)滑劑。潤(rùn)滑脂的種類和一般特性如表12.2所示。

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同種類的潤(rùn)滑脂，也會(huì)因牌號(hào)不同性能相差很大，要在選擇時(shí)注意。

（1）基礎(chǔ)油

潤(rùn)滑脂的基礎(chǔ)油，使用礦物油或硅酮油、二酯油等的合成油。

潤(rùn)滑脂的潤(rùn)滑性能，主要取決于基礎(chǔ)油的潤(rùn)滑性能，所以在選擇潤(rùn)滑油時(shí)，同樣也須重視基礎(chǔ)油粘度。低粘度基礎(chǔ)油的潤(rùn)滑脂適于低溫、高速，高粘度基礎(chǔ)油的潤(rùn)滑脂適用于高溫、重載。但是，潤(rùn)滑脂的增稠劑會(huì)影響潤(rùn)滑性能，因此，不能完全等同于潤(rùn)滑油。

（2）增稠劑

潤(rùn)滑脂的增稠劑，除使用再種金屬皂基、皂土等無機(jī)增稠劑外。還使用尿素、氟化物等耐熱有機(jī)增稠劑。增稠劑的種類和潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)關(guān)系密切。一般，滴點(diǎn)1 高的潤(rùn)滑脂使用溫度上限也高。可是，即使是使用了高滴點(diǎn)增稠劑，在基礎(chǔ)油耐熱性低的情況下，其溫度上限也會(huì)降低。

潤(rùn)滑脂的耐水性，取決于增稠劑的耐水性。鈉皂基潤(rùn)滑脂與含鈉皂的混合基潤(rùn)滑脂，因在有水或高溫的環(huán)境下會(huì)乳化，所以小適于上述環(huán)境。

（3）添加劑

潤(rùn)滑脂要根據(jù)其需要添加抗氧化劑、防銹劑、極壓劑等。在承受重載荷、沖擊載荷時(shí)，使用加入極壓添加濟(jì)的潤(rùn)滑脂。長(zhǎng)期不補(bǔ)充潤(rùn)滑脂的情況，選擇含有抗氧化劑的潤(rùn)滑脂。

（4）稠度

稠度是表示潤(rùn)滑脂“軟度”的數(shù)值，是使用中流動(dòng)性的大致標(biāo)準(zhǔn)。表12.3所示為潤(rùn)滑脂的稠度代號(hào)及稠度與工況的一般關(guān)系。

（5）不同潤(rùn)滑脂的混合

原則上，牌號(hào)不同的潤(rùn)滑脂不能混合，混用含有不同種類增稠劑的潤(rùn)滑脂會(huì)破壞潤(rùn)滑脂結(jié)構(gòu)。

而且，即使使用同種增稠劑的潤(rùn)滑脂，也會(huì)因添加劑不同，相互造成不良影響。

注1 滴點(diǎn)，指用規(guī)定容器加熱潤(rùn)滑脂至流動(dòng)狀態(tài)滴下的溫度。

2、潤(rùn)滑油

軸承的潤(rùn)滑油，使用承載能力高，氧化穩(wěn)定性能及防銹性能好的高度精煉礦物油或合成油。在選定潤(rùn)滑油時(shí)，最重要的是根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，選定粘度合適的油。粘度過低，不能充分形成油膜，是造成非正常磨損、咬粘的原因。相反地，粘度過高，粘性阻力會(huì)引起發(fā)熱，加大動(dòng)力損耗。軸承的轉(zhuǎn)速、載荷也影響油膜的形成。通常，轉(zhuǎn)速高，使用低粘度的油。載荷越大、軸承越大，使用的潤(rùn)滑油粘度越高。普通工況下，運(yùn)轉(zhuǎn)中軸承周圍的油溫與潤(rùn)滑油粘度的大致標(biāo)準(zhǔn)，如表12.4所示。

作為參考，圖12.11示出了潤(rùn)滑油溫度和粘度的關(guān)系，根據(jù)軸承工況選擇潤(rùn)滑油的舉例，如表12.5所示。

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油的更換周期

油的更換周期，因工況、油量而異。一般，運(yùn)轉(zhuǎn)溫度低于50℃，灰塵少的環(huán)境下使用時(shí)，可以一年更換一次。但是，油溫超過100℃時(shí)，要每3個(gè)H或3個(gè)H以內(nèi)更換。而且，在有水分浸入，或由于油浴潤(rùn)滑混入異物的情況下，需要縮短更換周期。與潤(rùn)滑脂相同，牌號(hào)不同的潤(rùn)滑油，禁止混用。

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何宇hy

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