- 2023-02-25
- 来源:让云
大多数工业设备的转速都比较高,对于润滑脂润滑的部件,润滑脂会导致轴承热量增加、阻力增大和过早失效。通过正确选择润滑脂,可以处理这些较高的速度,减少潜在的故障。
轴承应运行的温度往往和轴承运行速度分不开。因为运行温度最热的轴承往往是旋转得最快的轴承(外部热量另外考虑)。另外根据润滑理论,我们知道转速也是影响润滑油膜厚度的重要因素之一。
那怎样才算高速呢?如何为这些高速轴承选择润滑脂呢?例如,某化工厂立式空冷风机,轴承的转速2000 r/min。电机直接驱动的离心泵,轴承转速大约3000 r/min。
如果不考虑轴承的实际情况而简单地应用多用途润滑脂,轴承就可能受损。要了解轴承在润滑方面需要什么,我们首先要了解如何确定轴承的速度因子。
一、计算轴承速度因子
速度因子定义了轴承旋转的转速与轴承尺寸大小的关系。主要计算方法是:ndm =(外径+内径)/2 * 旋转速度。 以速度因子为基础,可以确定各种润滑剂的性质,然后利用这些性质来选择适当的润滑剂。在这些性能中,主要考虑因素是润滑脂的基础油黏度和稠度等级。
二、高速轴承润滑脂基础油黏度选择
润滑剂最重要的物理性质是黏度。在载荷、速度和表面接触形式确定的情况下,黏度决定了轴承的油膜厚度。大多数通用润滑脂的基础油黏度约为100~220 cSt。此类润滑脂一般用于中等速度和负载的情况,但当轴承速度增加时,需要的额定黏度就会相应降低。
计算黏度的方法有很多种。我们可以使用轴承厂家提供的标准化的图表来确定轴承在工作温度下的额定黏度。以风机轴承例子,轴承的ndm值约为300 000,轴承工作温度约80℃度左右,那么轴承需要的最小额定基础油黏度约为8 cSt。
如果选用标准黏度指数为95的矿物油,也就是需要相当于ISO VG 22-32基础油。如果我们使用标准的多用途润滑脂(基础油黏度是220 cSt),是需要黏度的10倍。虽然黏度高不一定造成设备故障,但是高太多是一种浪费。
黏度过高会导致产生过多的热量和增加能源消耗。轴承越热,润滑脂的黏度就越低。同时也会增加油脂的消耗,需要更频繁地补充新鲜润滑剂。过高的黏度增加了转动的阻力,从而引起更多的能源消耗,导致成本增加。
1、比较典型的基础油黏度与应用
另外:润滑脂一般适用于速度因子不大于50万的轴承。当然市场上也有一些宣传可以达到200万速度因子的超高速润滑脂。
2、润滑脂成沟(通道)特性
润滑脂的成沟特性决定了润滑脂是否能在高速下润滑。成沟性是指润滑脂的流动和填充表面留下的空隙的能力。可以根据791E-3456.2提供的测试润滑剂成渠特性的方法进行测试。
在这个测试中,将油脂装在容器中,并将容器表面抹平。当温度稳定后,将拉槽工具拉出润滑脂,在润滑脂中留下空隙或槽。10s后,检查油脂是否回流到管道或覆盖容器底部。如果油脂已经填充了空隙,就被称为无成沟特性。如果润滑脂没有填补空隙,则具有成沟性。(当然也有其他的测试方式)
当轴承滚动体旋转时,成沟性好的润滑脂更容易被推开,从而导致更少的搅动和更少的温度增加。非成沟性润滑脂回流到轨道,可导致产生多余的热量。
3、润滑脂滴点
在选择高速油脂时,最值得注意的因素之一是轴承运行的温度。为了确保所选润滑脂能够在高温下工作,必须检查润滑脂的滴点或者工作温度范围。滴点可以在大多数润滑脂技术数据表上找到。
对于在高温下工作的轴承来说,滴点是很重要的。然而,润滑脂滴点高也并不意味着基础油或其他组分可以承受高温;润滑脂滴点也不等于可用温度,轴承的工作温度必须小于润滑脂的滴点。在润滑剂厂家只提供滴点参数的情况下,下表用于油脂可承受工作温度估算:
4、机械稳定性
机械稳定性,又称剪切稳定性,是润滑脂在受到机械剪切时,润滑脂阻止稠度变化的能力,稠度变化值越小,机械稳定性越好。润滑脂在长时间使用中需要其保持一致性的能力(剪切效应),主要由稠化剂决定。
5、稠化剂类型
除了基础油黏度,影响润滑脂成沟特性、滴点、机械稳定性的主要因素就是是增稠型。增稠剂中纤维的结构可以影响润滑脂某些特性,如成沟性、分油能力、滴点和锥入度。稠化剂分为长纤维和短纤维。
短纤维增稠剂会有更光滑的纤维,如锂基、钙基、聚脲基和硅基增稠剂都是短纤维。用这些稠化剂配方的油脂通常有更好的成沟特性。
长纤维增稠剂,如钠基、铝基和钡基,往往成沟特性较差。长的增稠纤维会在搅拌过程中剪切,导致稠度的变化。此外,由于此类油脂经常回流到滚道中,导致热量增加,并进一步加剧剪切过程。
6、NLGI稠度等级
基础油黏度和增稠剂浓度对成品润滑脂NLGI级有较大影响。NLGI是油脂稠度的衡量标准。稠度范围从000(类似流体)到6(类似固体)。
高速运行的滚动轴承润滑脂选择,应该是NLGI等级上升,而基础油黏度下降。这样可以平衡基础油从增稠剂流出的速度。我们可以基于轴承的速度因子以及轴承运行温度,选择相应NLGI等级的润滑脂。
三、滚动轴承选择高速润滑脂的考虑因素:
1、基础油黏度:确保黏度足够提供轴承润滑油膜,但又不能油膜太厚导致阻力过大,发热过大。
2、成沟特性:润滑脂应该具有成沟特性,不能有多余的热量从润滑脂的搅动中产生。
3、高滴点:润滑脂的滴点应该远远超过操作温度,以避免过度分油和可能的轴承故障。
4、机械稳定性:良好机械稳定性的润滑脂可以在高速的应用中延长润滑脂补充间隔。
5、增稠剂类型:选择一种能提供适当滴点、成沟性能和分油特性的增稠剂。 6、稠度等级:润滑脂的稠度会对润滑脂的分油特性和成渠特性产生影响,应选择合适的稠度。
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