關于軸承潤滑的幾種方式（機械工程師必備知識點）

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一、潤滑的目的

滾動軸承潤滑的目的足減少軸承內部的摩擦及摩損，防止咬粘、其潤滑作用如下。

（1）減少摩擦及摩損。

防止軸承套圈、滾動體及保持架相互接觸部分產生直接金屬接觸，減少序擦、摩損。

（2）延長疲勞壽命。

軸承的滾動疲勞壽命，在運轉中，若滾動接觸面潤滑良好，則會延長。相反地，潤滑油粘度低，潤滑油膜厚度小足的，則縮短。

（3）摩擦熱的排出與冷卻。

對于循環供油法等，摩擦產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，防止潤滑油本身的劣化。

（4）其他。

防止異物侵入軸承內部，防止生銹或腐蝕。

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二、潤滑的方法

軸承的潤滑方法，分為脂潤滑和油潤滑。為了充分發揮軸承性能，首先要根據工況、使用目的等選擇合適潤滑方法。只考慮潤滑，油潤滑占優勢。但是，脂潤滑可以簡化軸承外圍結構。脂潤滑和油潤滑的利弊比較，如表12.1所示。

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1、脂潤滑

（1）軸承座內潤滑脂的填充量

軸承座內潤滑脂的填充量，根據軸承轉速，軸承座構造、空問容積、潤滑脂牌號、使用環境的氣體而異。小允許溫度上升的機床主軸用軸承等，要少填充潤滑脂，一般大致標準如下。

首先，將潤滑脂填滿軸承內部，此時，保持架引導而也要塞進潤滑脂。然后，對軸承座內部軸及軸承之外的空問容積按以下量填充潤滑脂。

1/2~2/3（極限轉速低50%旋轉的情況）

1/3~1/2（極限轉速高50%旋轉的情況）

（2）潤滑脂的補充

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

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（3）潤滑脂的補充間隔

即使優質潤滑脂，經過一段時間使用，其性能也會劣化導致潤滑性能降低。所以要適時補充潤滑脂。潤滑脂的補充間隔用運轉時間表示，圖12.2的（1），（2）是大致的標準。圖12.2是使用優質鋰皂礦物類潤滑脂，溫度70℃，標準載荷（P/C=0.1）時的曲線。

·溫度高于70℃時，軸承每升溫15℃，潤滑脂補充間隔就要減半。

·潤滑脂 特別是球軸承使用優質潤滑脂，其補充間隔還可以延長。而低于70℃時，應采用礦物油類鋰皂脂或合成油類鋰皂潤滑脂。

（4）密封球軸承的潤滑脂壽命

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

{通用潤滑脂（1）}

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

{優質潤滑脂（2）}

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

式中t：平均潤滑脂壽命（h）

n：軸承的旋轉速度（rpm）

Nmax：脂潤滑的極限轉速(rpm)（軸承尺寸表中的ZZ型、VV型的數值。）

T：軸承的運轉溫度（℃）

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）軸承的轉速n

0.25≦n/Nmax≦1

n/Nmax<0.25時 設n/Nmax=0.25

（b）軸承的運轉溫度T

通用潤滑脂1 70℃≦T≦110℃

優質潤滑脂2 70℃≦T≦130'C

T<70℃時：設T=70℃

（c）軸承載荷

軸承載荷約為基本額定動載荷Cr的1/10以下。

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

2 可以在40℃~130℃左右寬溫度范圍使用的合成油類潤滑脂。

2、油潤滑

（1）油浴法。

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

（2）滴注供油法。

滴注供油法，多用于轉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，由上部的螺絲來調節。

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（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體轉動時產產的飛沫來潤滑的方法。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）循環供油法

對于高速下需要用油對軸承冷卻，或周圍溫度很高時，多采用循環供油。如圖12.7中的（a）所示的工況下右側供油管的油達到一定水平，就經左側的排出管返回油箱，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積存過多，排油箱要比供油管粗。

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（5）噴射供油法

噴射供油法，多用于高速軸承。比如，dmn值超過100萬的噴氣式發動機軸承的潤滑。從1個或幾個噴嘴，加壓噴射潤滑油，使貫通軸承內部。圖12.8是常用的噴射供油舉例。對著內圈和保持架的引導面噴油。高速的情況下，軸承周圍的空氣也與軸承一起旋轉，形成氣墻。所以，潤滑油從噴嘴噴出的速度，要超過內圈內徑面（也是保持架的引導面）線速度的20%。對于同油量，噴嘴數量多的冷卻效果好。噴射供油法的用油量大，應盡量減少油的攪拌阻力。加大排油口，強制排油，以便有效地散熱。

（6）噴霧供油法

噴霧供油法，是用空氣使潤滑油霧化，再噴射到軸承上的潤滑方法。也叫油霧潤滑。其優點如下：（圖12.9）

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（a）潤滑油量少，攪拌阻力小，適用于高速旋轉。

（b）軸承椰位很少漏油，所以，設備、產品的污染小。

（c）可以小斷更新潤滑油、延長軸承壽命。

因此，噴霧供油法多用于機床高速電主軸，高速泵，軋輥軸承的潤滑。另外，有關大型軸承的噴霧供油法，請與NSK聯系。

（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滑油，由混合閥將潤滑油徐徐引進壓縮空氣中，借助空氣連續流動供油的潤滑方法。

油氣供油法的優點：

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

（b）連續地微量供油，軸承溫度穩定，而且，油是沿著油管壁流動，對周圍空氣污染小。

（c）經常送進新的潤滑油，不用擔心油的劣化。

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

因此，多用于機床主軸及其它高速旋轉的用途。（圖12.10）

三、潤滑劑

1、潤滑脂

潤滑脂是由基礎油、增稠劑及添加劑制成的半固體態潤滑劑。潤滑脂的種類和一般特性如表12.2所示。

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同種類的潤滑脂，也會因牌號不同性能相差很大，要在選擇時注意。

（1）基礎油

潤滑脂的基礎油，使用礦物油或硅酮油、二酯油等的合成油。

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

（2）增稠劑

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

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

（3）添加劑

潤滑脂要根據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，使用加入極壓添加濟的潤滑脂。長期不補充潤滑脂的情況，選擇含有抗氧化劑的潤滑脂。

（4）稠度

稠度是表示潤滑脂“軟度”的數值，是使用中流動性的大致標準。表12.3所示為潤滑脂的稠度代號及稠度與工況的一般關系。

（5）不同潤滑脂的混合

原則上，牌號不同的潤滑脂不能混合，混用含有不同種類增稠劑的潤滑脂會破壞潤滑脂結構。

而且，即使使用同種增稠劑的潤滑脂，也會因添加劑不同，相互造成不良影響。

注1 滴點，指用規定容器加熱潤滑脂至流動狀態滴下的溫度。

2、潤滑油

軸承的潤滑油，使用承載能力高，氧化穩定性能及防銹性能好的高度精煉礦物油或合成油。在選定潤滑油時，最重要的是根據運轉溫度，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，粘性阻力會引起發熱，加大動力損耗。軸承的轉速、載荷也影響油膜的形成。通常，轉速高，使用低粘度的油。載荷越大、軸承越大，使用的潤滑油粘度越高。普通工況下，運轉中軸承周圍的油溫與潤滑油粘度的大致標準，如表12.4所示。

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作為參考，圖12.11示出了潤滑油溫度和粘度的關系，根據軸承工況選擇潤滑油的舉例，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，運轉溫度低于50℃，灰塵少的環境下使用時，可以一年更換一次。但是，油溫超過100℃時，要每3個H或3個H以內更換。而且，在有水分浸入，或由于油浴潤滑混入異物的情況下，需要縮短更換周期。與潤滑脂相同，牌號不同的潤滑油，禁止混用。

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何宇hy

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