高速轴承最容易引起高温,轴承运转中的高温不但对轴承有害,而且会加速润滑脂的氧化,使润滑脂变质。选择合适的润滑脂,可以延长轴承和润滑脂的使用寿命。一般的通用润滑脂不适用于高速轴承,要根据高速轴承的尺寸、转速、运行温度等因素,选择合适的润滑脂。
 
选择高速轴承润滑脂时,中国万能提醒以下几个方面很重要:
1、基础油粘度:润滑脂就是稠化后的pc蛋蛋,润滑脂也是靠油来润滑,而粘度是pc蛋蛋最重要的指标,pc蛋蛋是按照粘度来划分牌号。基础油的粘度要找对(ISO粘度等级),粘度过大,会造成阻滞、摩擦加剧、发热;粘度太小,油膜厚度不足,容易引起轴承磨损。粘度要根据厂家的要求,选用正确的等级。
 
2、NLGI稠度等级:润滑脂是根据NLGI稠度等级来划分牌号。NLGI稠度等级也叫做锥入度、针入度。表现的是润滑脂的软硬程度,NLGI稠度等级也要根据设备厂家的要求选择正确等级。
 
3、成沟特性:用于高速轴承的润滑脂,应选择具有良好成沟特性的润滑脂,这类润滑脂在使用中不易造成阻滞作用,减少摩擦和发热。
 
4、滴点:润滑脂的滴点应尽可能的高过使用中遇到的最高温度。
 
5、稠化剂的种类:不同的稠化剂,会影响润滑脂的滴点、分油特性。应选择滴点高、分油特性好(静态分油和动态分油)的润滑脂。
 
下面,我们分别讨论这几个特性,还有选择高速轴承润滑脂相关的一些参数。
1、轴承的速度因子:
轴承的速度因子,可以帮我们确定润滑脂的NLGI稠度等级,还有润滑脂的基础油粘度等级。轴承的速度因子有两种算法,一种是轴承的DN值,另一种是NDm值。其中:
轴承的DN值=轴的转速×轴承内径
轴承的NDm值=轴的转速×(轴承内径+轴承外径)/2
注:转速单位是rpm,轴承内径和外径都是按照直径算,单位是mm。
轴承厂家在设计轴承时,会根据轴承速度和尺寸算出适用的润滑脂稠度和基础油的粘度,而对于用户来说,一般情况下,按照厂家的建议选用润滑脂就可以了。
 
2、润滑脂的基础油粘度:
润滑脂就是稠化后的pc蛋蛋,油的粘度是pc蛋蛋最重要的指标。通用润滑脂的基础油粘度最常见的是ISO 220cSt(运动粘度),这样的粘度对于中等负荷和中等转速的轴承来说没问题,但是轴承的转速越高,油的粘度需要降低,否则对轴承的运转会造成阻滞、引起摩擦增大,轴承因此发热。
 
计算轴承所需的粘度,是根据轴承的速度因子,再结合轴承运转中的温度,从pc蛋蛋的粘度-温度曲线中找到对应的粘度值。例如,某轴承的NDm值为293125,需要的粘度为7cSt,轴承的运转温度为65℃,在粘度-温度曲线上,65℃时粘度为7cSt的油,在40℃时是ISO 22~32cSt(油的粘度指数为95)。注意,工业pc蛋蛋的粘度统一是在40℃时测试的。所以,选用时考虑设备的运转温度,需要适当换算一下。
 
在这个例子中,如果我们使用通用润滑脂(基础油粘度220),那么粘度相当于实际所需要的10倍。粘度如果大得太多,会造成轴承发热,增加能耗,另外还会使润滑脂使用寿命缩短。
 
3、润滑脂的成沟特性:
对于高速轴承来说,成沟特性是一项重要指标。成沟特性可以反映润滑脂在高速运转下的润滑请况。成沟特性体现的是润滑脂在高速运转下的流动性和稠度保持性,以及在高速运转下产生的扭矩。检测润滑脂的成沟特性,国际上采用美国联邦检测标准791C-3456.2条方法(Method 3456.2 of Federal Test Method Standard 791C)。在这个检测中,把润滑脂涂在一个特定容器上,表面抹平,使用一条钢片压入润滑脂,压出一道沟,在一定的温度和条件下实验10秒。然后检查润滑脂是否流回沟内。如果润滑脂流回沟内,那么润滑脂的成沟特性不好(non-channeling)。如果没有润滑脂流回沟内,那么润滑脂的成沟特性合格(channeling)。
 
成沟特性好的润滑脂在使用中更容易被挤开,挤开后又能保持稳定的稠度,对于高速轴承来说,这一点很重要。成沟特性好的润滑脂可以减少高速运转中的扭矩,降低摩擦,减少运转中的发热量。成沟特性差的润滑脂容易流回运转部位,对滚子形成阻滞和摩擦。
 
4、稠化剂类型:
润滑脂是以稠化剂命名的,所以润滑脂的类别就可以反映稠化剂的类别,例如锂基脂使用的稠化剂就是锂基稠化剂,粘土脂使用粘土作为稠化剂。
 
润滑脂就是稠化后的pc蛋蛋,稠化剂的作用就像海绵,把pc蛋蛋保持在稠化剂的纤维网络里。稠化剂的类型不同,纤维结构也不同,会影响润滑脂多方面的性能,包括上面提到的成沟特性、分油情况、滴点、稠度的稳定性(剪切稳定性)。某些稠化剂的纤维较长,有些较短。稠化剂的纤维如果较短,那么润滑脂的外观看起来较为光滑细腻,锂基脂、钙基脂、聚脲脂、复合锂基脂、复合磺酸钙脂的稠化剂都属于短纤维,这些润滑脂的成沟特性通常较好,泵送较为容易,高速运转中造成的摩擦也相对较小。
 
钠基脂、铝基脂、钡基脂的稠化剂纤维较长,这些润滑脂的成沟特性较差。纤维较长还有一个缺点——剪切稳定性差。在机械运转中,润滑脂经受不断的碾压剪切,长纤维更容易被剪断,剪断后润滑脂的稠度变稀。在高速运转中,机械剪切率更高,因此更要关注润滑脂的剪切稳定性。如果稠化剂的纤维较长,它们不但更容易被剪切,而且被剪断的部分还会聚集到轴承滚子的运动部位,加剧阻值和摩擦,进一步造成温度升高、加剧剪切效应。
 
5、NLGI稠度等级:
轴承的速度因子、运行温度、负载等情况共同影响所需的NLGI稠度,设备制造商会给出推荐值,用户要按照推荐值再结合实际使用情况选择合适的NLGI稠度等级。
 
润滑脂的稠度也叫做锥入度、针入度,表征的是润滑脂的软硬程度,NLGI把稠度分为了9个等级,从000到6号稠度逐渐递增,硬度逐渐增加。数字越大,说明稠度越大,表示润滑脂越硬、反之就越稀。
 
6、轴承类别:
滚动轴承也分为多种,滚子可以是圆珠,也可以是圆柱、圆锥形、纺锤形等。滚子的形状不同,影响基础油的粘度要求、NLGI稠度、换脂周期。其中的原因在于不同形状的滚子,和润滑脂的接触面积不同。接触面积较大的滚子,更容易把基础油从稠化剂里挤干,标准的滚珠轴承接触面积较小。接触面积大的轴承一般承受的负荷也大于滚珠轴承,这类轴承更容易造成基础油流失,要求润滑脂具有良好的分油特性。
 
7、润滑脂滴点:
润滑脂的滴点必须高于最高使用温度,尤其对于高温下使用的润滑脂,高滴点是一个必要条件。滴点不等于润滑脂的最高使用温度,润滑脂允许的最高使用温度一般比滴点要低30℃~50℃。润滑脂滴点的测定标准是ASTM D2265(旧的标准是ASTM D566),在检测中,随着温度升高,润滑脂会从膏状的半固体,逐渐变成液态。测定时滴点时,润滑脂随着温度升高会逐渐变成流动液态,我们把润滑脂开始滴下第一滴油时的温度叫做滴点。当温度达到滴点时,稠化剂的胶体结构发生了变化,不能正常地吸附保持基础油。
 
滴点虽然是润滑脂高温性能的一项重要指标,但不是唯一指标,挑选高温润滑脂不能只看滴点高。滴点表征的是稠化剂的一项高温性能,但基础油是否能经受这么高的温度却不能通过滴点说明,因此挑选高温润滑脂不但要看滴点,还应该把所有的成分在高温下的性能都考虑在内。
 
8、相容性:
在使用润滑脂时,不同类型、不同品牌的润滑脂不能混用。如果改用其它润滑脂,要把旧脂尽量清除干净。如果条件允许,最好把轴承清洗干净后再添加新脂。
 
润滑脂投入使用后,现场应关注轴承运行中是否发热、润滑脂是否出现流油、发干的现象,这些情况都说明润滑脂在使用中出现了不正常的情况。

 

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