工程機械中滾(gǔn)動(dòng)軸(zhóu)承的潤滑分析

2014-09-12

哈爾濱汽輪機廠材料研究所 金寧
哈爾(ěr)濱(bīn)市安裝(zhuāng)公司 劉(liú)建築
  摘 要:分析了(le)工程機械中滾動(dòng)軸承應用特點(diǎn),按照工作環境(jìng)和使用條件將滾動軸承分成兩大類,並分別討論了其潤滑脂的選擇。
  關鍵詞:工程機械;滾動軸承;潤滑脂
  滾動軸承作為機械設(shè)備(bèi)的(de)關節,決(jué)定著機械設備的運轉(zhuǎn)精(jīng)度,在工程機械中也同樣起著十分重要的(de)作用(yòng)。滾動軸承運轉性能的好壞與潤滑(huá)關係密切,如果軸承得不到合理、可(kě)靠的潤滑,壽命就會(huì)顯著降低,同時會縮短設備維修周期,提高維修費用,降低生產率,嚴重時還(hái)可能造成設(shè)備重大故障。因此(cǐ)選擇合理的潤滑以保證滾動(dòng)軸承的壽命對工程機械具有較(jiào)為重要的(de)意義。
  1 滾動軸承潤滑機理(lǐ)及潤滑劑選擇
  滾動軸承(chéng)中(zhōng)存在著多種滑動,使軸承運轉時產生摩擦發熱和磨損(sǔn),從而影響機械設備的可靠(kào)工作。為(wéi)保證(zhèng)滾(gǔn)動軸承正常運轉,必須有良好的潤滑來避免滾道、滾動體和保持架之間的金屬直接接觸,減小摩擦發熱,避免溫升過(guò)高,減小軸承零件磨損和防止鏽蝕。在循環油潤滑中,潤滑油(yóu)的流動還可起到散熱(rè)冷卻的作用。脂(zhī)潤滑時,潤滑脂還可以起到一定的密封作用(yòng)。
  滾動軸承中使用的(de)潤滑劑(jì)主要是潤滑油和潤滑脂。潤滑脂主要是指礦物油和合成潤滑油,其主要性能指標是油的粘度。潤滑脂(zhī)是由基礎潤滑油加入稠化劑在高(gāo)溫下混合而成,必(bì)要時(shí)還可加入適當的添加(jiā)劑。根據稠化劑(jì)種類不同,潤滑脂分為鈣基脂、鈉基脂、鋇基脂、鋁基脂(zhī)、鋰基脂(zhī)及非皂基脂等,其中除(chú)鋁基脂一般不用於滾動軸承(chéng)外其它幾種均可應用於滾動軸承。一般(bān)滾動軸承選用潤(rùn)滑油或潤滑脂(zhī)主要根據軸承內(nèi)徑d(mm)和(hé)軸轉數n(r/min)的乘(chéng)積,即dn值決定,dn值(zhí)間接反映了軸頸的線速度。常用(yòng)滾動軸承當dn<2<105mm.r/min時,選用脂潤滑,當dn>2>105mm.r/min時選用油潤滑。
  2 工程機械中(zhōng)滾動軸(zhóu)承應用特點
  工程機(jī)械中應(yīng)用的滾(gǔn)動軸承主要包括深(shēn)溝球軸承、圓錐圓柱滾子軸承以(yǐ)及其它大型球軸承,按(àn)照(zhào)其(qí)應用環境和運(yùn)轉(zhuǎn)條件可以(yǐ)分為兩大(dà)類。類是在較低(dī)轉速下承受很高單位載荷的滾子軸承,如碾壓機中的調心滾子軸承,起重機中的雙列圓錐滾子軸承等。在(zài)這類機械中軸承的載荷比C/P在2與3之間,在滾動接觸處出現的赫茲應(yīng)力可達2.5Gpa,這種條件下工作的(de)滾動(dòng)軸承對潤滑劑有嚴格的要求,否則滾動接觸(chù)處就會出現金屬接觸和劇烈磨損,壽命極短。第二類是轉速和載荷均為正常範圍,而應用環境較(jiào)為惡劣的滾動軸承,如挖掘機、推土機中的滾動軸承。這類機械經(jīng)常在露天和溫度變化很大的環(huán)境下工作,在較長的工作停歇期,軸承中會因(yīn)形成冷凝水(shuǐ)而發生鏽蝕或過早出現疲勞剝落,在局(jú)部區(qū)域會出現高溫低溫等較影響軸承壽命的工作環境,此類軸承(chéng)也對潤油提出了較為嚴格的要求。
  3 工程機械用滾動軸承潤滑劑的選擇(zé)
  由於工程(chéng)機(jī)械中大部分獨(dú)立工作,難以(yǐ)實現集中潤滑和循環供油潤滑,間歇性供油則容易對環境造成汙(wū)染。大部分軸承dn值在2×105mm.r/min之下,而且潤滑脂可以防止灰塵進入並起密封作用,因此工程機械中滾動軸承廣泛使用脂潤滑。但針對不同使用工況,潤滑脂必須合理選擇以保證潤滑可靠。滾動軸承用潤滑脂選擇(zé)的一般原則如表(biǎo)1所示。
表1 滾動軸承潤滑脂選擇的一般原則
  對於類重載荷滾動軸承,普通的極壓(yā)潤滑脂不能滿足載荷的需要,對潤滑脂除要求良好的機械(xiè)穩定性外(wài)還要求極好的(de)抗靡損性能。從(cóng)表(biǎo)1可(kě)以看出,此類(lèi)軸承應選用基礎油粘度較高的鋇基或鋰基潤滑(huá)脂,而鈉基脂由(yóu)於(yú)與水(shuǐ)的敏(mǐn)感不良(liáng)反應而往往被排除在工(gōng)程機械的使用之外。同時為改善潤滑脂的抗壓能力(lì),避免出現潤滑膜的破(pò)裂(liè),潤滑脂中必(bì)須含有極壓添加劑。出於環境保護和健康原因,目前越來越多傾向於使用無鉛的極壓(yā)添加劑。除極壓添加劑外,潤滑脂(zhī)中還應含有固體潤滑劑和(hé)二硫化鉬和石墨,在彈性流體動力(lì)潤滑膜(mó)失效時,它們能夠擔(dān)負起潤滑作用。
  對於第二類輕(qīng)載惡劣環境工(gōng)作的滾動軸承,對潤滑脂除一(yī)般的潤滑(huá)性(xìng)能和機械穩(wěn)定性要求外,對潤滑脂的防蝕性應有特殊要求。從表1可(kě)知此類軸(zhóu)承一(yī)般應(yīng)選用基礎油為中低粘度的鈣基、鋰基和非皂基潤滑脂,其中以非皂基潤滑脂的防蝕性(xìng)能Z好。
  4 應用實例
  雙輥碾壓機采用調心滾子軸承支承,滾動體與(yǔ)套圈Z大接觸應力達到3GPa,屬於低速重(chóng)載軸承,采用AL-1型鋰基潤滑(huá)脂潤滑。該(gāi)設備預期大修時間為(wéi)2年(nián),但在(zài)工作不到(dào)1年(nián)就出現支承傾(qīng)斜而使雙輥不能保持平行,不得不提前進行檢修,結果發現軸承已發生嚴重磨損。分析認為(wéi)由於軸承受到單位載荷(hé)很大,所加潤滑脂的不能承受而出現承載油臘破裂,導致金屬間直(zhí)接接觸而發生嚴重(chóng)的粘著磨損,影響了支承精度(dù)。為改善(shàn)潤滑脂(zhī)的極壓性能,更換潤滑脂後的軸承在大修期限內未出現失效。
  5 結束語
  工程機械中工作的滾動軸承一般(bān)采(cǎi)用脂潤滑,同時按(àn)照工作環境和運轉條件可將其工況分成低(dī)速重載荷和(hé)惡劣環境兩大類。對於低速重載荷工作的滾動軸承應選擇高基礎油粘度和鋰基潤滑脂(zhī)並加入極壓添加劑和固體潤滑添加劑(jì),而對於惡劣環(huán)境工作的滾動軸承(chéng)應選(xuǎn)擇中低基(jī)礎油粘度的(de)非皂基(jī)潤滑脂進行潤滑。實踐證明采用上述潤滑避免了工程機械中滾動軸承的(de)非非常2破壞。
  參考文獻
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來源:《應用能源技術》2001年第(dì)06期
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