润滑
           为确保滚动轴承能有效及可靠地运行,其必须有充分的润滑,以防止滚动体、滚道和保持架之间发生直接的金属与金属接触。润滑剂同时能防止磨损和保护轴承的表面免受腐蚀。因此,根据各种轴承的具体应用情况来选择合适的润滑剂和润滑方法,与正确的维护皆同样重要。

适用于滚动轴承的润滑脂和润滑油有很多不同的种类,还有适用于极高温工作条件下的固体润滑剂。润滑剂的选择主要取决于轴承的工作条件,例如温度范围和转速,以及周围环境的影响。

以最少量的润滑剂,并能保持轴承运行的可靠性,可以达到最理想的工作温度。但如果需要润滑剂有其它方面的功能,例如密封或带走热量等,就有可能需要使用更多的润滑剂。

由于机械功、老化和污染物的积聚,轴承配置中的润滑剂会逐渐失去其润滑的功能。因此需要定期补充或更换润滑脂;若是以油润滑,则必须有合适的过滤系统和定时更换润滑油。

本章的内容和建议方法只适用于没有密封圈或防尘盖等嵌入式密封件的轴承。两侧装有嵌入式密封圈或防尘盖的SKF轴承和轴承单元,在轴承中已预装有润滑脂。SKF在这些轴承中使用何种润滑脂及其规格,在相关的产品介绍部分中有详细的说明。

密封轴承中的润滑脂的工作寿命,在大部分情况下要比轴承的工作寿命长,因此除了某些特殊情况之外,这些轴承在结构上不适宜作补充润滑。

注:

表面上看来完全相同的润滑剂,尤其是润滑脂,原生产地的不同可能导致润滑特性上存在一些差异因此SKF对任何润滑剂或其性能均不负赔偿损失责任建议用户在选择润滑剂时,必须详细列出润滑剂所需的特性,以确保在某具体应用中选用最合适的润滑剂

脂润滑

在正常工作条件下,大部分使用滚动轴承的应用,都可以采用脂润滑的方式。

润滑脂相对于润滑油,优点在于其更容易保留在轴承配置中,尤其是在垂直轴或轴倾斜成某角度的应用。润滑脂还有密封的作用,可以防止污染物、湿气或水分对轴承的影响。

过量的润滑脂,可能会导致轴承的工作温度迅速上升,尤其是在高转速的应用。在大部分的情况下,只有在开始的阶段可以把轴承完全填满润滑脂,在轴承座中则只填充适量的润滑脂并留有一定的自由空间。在完全达到工作转速之前,必须让过量的润滑脂在磨合阶段时排出轴承以外,使适量的润滑脂留在轴承中。当工作温度明显下降,表示润滑脂已经与轴承磨合,并且均匀地分布在轴承配置中。

但如果轴承的工作转速非常低,而且需要在污染和潮湿或有水分的环境下工作,最好是在轴承座中填满润滑脂。

润滑脂

润滑脂是由矿物油或合成油与稠化剂经过加工而成。稠化剂一般为金属皂,但也有其它如聚脲皂等的稠化剂,用于一些要求较高的工作条件,例如较高的工作温度。为了增加润滑脂的某些特性,可以在润滑脂中加入添加剂。润滑脂的稠度主要取决于稠化剂的类型和浓度,以及在应用中的工作温度。在选择润滑脂时,稠度、工作温度范围、基油的粘度、防锈特性和承载能力等,是最重要的考虑因素。这些特性在以下有详细的说明。

基油粘度

基油粘度对于油膜的形成以把轴承内接触表面分开的重要性,以及其对轴承寿命的影响,在59页的“润滑条件-粘度比K一节中有详细的说明,这些说明对润滑脂基油的粘度同样适用。

用于滚动轴承的润滑脂,基油在40℃时的粘度,通常是在15500mm2/s之间。如果润滑脂基油在40℃时的粘度高于1000mm2/s,其淅油率会非常低,轴承不能得到充分的润滑。假如因为转速很低,计算出来在40℃时的粘度大大高于1000mm2/s,最好使用粘度在1000mm2/s或以下,并且有良好淅油特性的润滑脂,或采用油润滑。

使用某给定润滑脂的轴承,其最高转速是取决于润滑脂的基油粘度。润滑脂的允许转速也受到其剪切强度的影响,而剪切强度则取决于所用的稠化剂。润滑脂制造商通常是用一个“速度系数”的参数,以表示润滑脂承受转速的能力。

A=ndm

式中

A=速度系数mm/min

n=转速r/min

dm=轴承平均直径

  =0,5(d+D)mm

对于转速极高的应用,如球轴承在A>700000时,应使用基油粘度较低的润滑脂。

稠度

润滑脂按照NLGI(National Lubricating Grease Insititue国立润滑脂研究所)所定的标准分成不同的稠度等级。应用在轴承的润滑脂,在其规格内的温度范围内工作一段时间后,润滑脂的稠度不可以有太大的变化。假如润滑脂因高温而变得太软,可能会漏出轴承以外。或润滑脂因低温而变得太硬,又可能会影响到轴承的转动或淅油不足。

适用于滚动轴承的润滑脂,是以金属皂作为稠化剂,稠度为1、23级,以NLGI稠度2最普遍使用。较低稠度的润滑脂适用于低温的应用,或用于需要较好泵送性能的工况。在垂直轴的轴承配置,最好使用NLGI稠度3的润滑脂,并在轴承下方加一块挡板以防止润滑脂从轴承流走。

在有振动的应用中,润滑脂会受到重复的碾压,因为在振动的作用下,润滑脂会被连续地甩回轴承内。在这种情况下,使用稠度较高的润滑脂会有一定的帮助。但硬度本身并不表示能提供充分的润滑,因此,应使用机械稳定性较好的润滑脂。

聚脲基润滑脂在应用中不同的剪切速率下,可能会变软或变硬。在垂直轴的应用中,这种润滑脂在某些工作条件下可能会出现流失的问题。

温度范围-SKF交通灯概念

润滑脂可以使用的温度范围,主要取决于所用的基油、稠化剂和添加剂。图表1是以“双交通灯”的示意图方式来表现相关的温度范围。

温度的限值,即低温极限或高温极限,其定义在以下有详细的说明。

·低温极限(LTL)-是润滑脂让轴承能轻易起动的最低温度,主要取决于基油的类型和粘度。

·高温极限(HTL)-即润滑脂的滴点,滴点是指润滑脂失去稠度并液化的温度,是取决于稠化剂的类型。

润滑脂显然不能在低温极限或高温极限以外的温度下工作,如图表1中的红色区域。一般润滑脂制造商在其产品资料中给出的是低温和高温极限,但真正重要的温度值,是能保证润滑脂能确保工作的温度,SKF给出以下两个参考数值:

·低温性能极限(LTPL)

·高温性能极限(HTPL)

只有在这两个限值之内,即图表1中的绿色区域,润滑脂才能可靠地发挥作用,以及可准确地预计其工作寿命。由于目前还没有高温性能极限的国际标准定义,因此在阅读供货商的说明书时必须格外小心。

当温度高于高温性能极限(HTPL)时,润滑脂的老化和氧化会迅速加快,而氧化的副产物可能会对润滑情况造成不良的影响。因此,应该尽量缩短润滑脂在黄色区域内工作的时间,即尽量保留在高温性能极限(HTPL)与高温极限(HTL)之间的温度。

低温部分也同样有一个黄色的区域。在温度下降时,润滑脂的淅油量会减少,而且硬度(稠度)会增加,最终会导致滚动体与滚道的接触表面润滑不足。这个温度值在图表II中是以低温性能极限(LTPL)表示。由于球轴承较滚子轴承更容易润滑,因此两者有不同的低温性能极限。低温性能极限对于球轴承的重要性相对较小。对于滚子轴承,在限值以下的温度连续工作时,将有可能导致严重损坏。在低温区域中短时间工作,例如在低温下起动,是不会有问题的,因为由于摩擦而产生的热,轴承的温度会上升到绿色的区域。


注:

SKF交通灯概念适用于任何润滑脂,但不同的润滑脂有不同的温度限值,而且需要通过以轴承试验来确定相关的数值。

·图表2所示的是一般用于滚动轴承的各种润滑脂

·图表3所示的是SKF润滑脂

图中的数值是根据SKF在实验室中大量试验的结果,可能与其它润滑剂制造商提供的数值有差异。这些数值适用于一般无极压(EP)添加剂、NLGI稠度2的润滑脂。图中的温度值是在试验中观察到的轴承温度(通常是在不转动的轴承圈上测量)。列在图表2中每种润滑脂的数据,是由许多成份相似的润滑脂归纳而成,因此每一组数据的不同区域都没有一个清晰的分界线,而是一个过渡区域,但一般的范围都很小。

防腐蚀和防水性能

润滑脂应有一定的防锈性能,以保护轴承被锈蚀,且不应在有水份进入时被冲出轴承配置外。润滑脂的抗水性完全是取决于稠化剂的类型,复合锂基、复合钙基和聚脲基润滑脂通常有极佳的抗水性。润滑脂的防锈性能主要取决于防锈添加剂的类型。

在很低转速时,以润滑脂完全填满轴承,有助于防腐蚀和防止水分进入。

承载能力:极压(EP)和抗磨(AW)添加剂

如果润滑膜的厚度不足以防止接触表面尖锋之间的金属与金属接触,将会缩短轴承的寿命。解决这个问题的其中一个方法是使用极压(EP)添加剂。表面局部尖锋之间的接触引起的高温,使这些添加剂产生作用,缓和接触点上的磨损,使表面更为平滑,接触应力降低,并延长工作寿命。

许多现代的极压添加剂是硫/磷的化合物。但这些添加剂可能对轴承钢结构的强度有负面影响。其化学反应可能不仅仅在尖锋之间的接触起作用。当工作温度和接触应力达到一定裎度,即使表面没有尖锋之间的接触,添加剂也会产生化学反应。这样会促使接触部位产生腐蚀或扩散的反应、并可能由细微的孔蚀开始,最后导致轴承提前失效。因此,工作温度在80℃以上的应用,SKF建议使用反应较低的极压添加剂。而工作温度高于100℃的应用,则不应使用含极压添加剂的润滑剂。对于转速很低的应用,可采用石墨和二硫化钼(MoS2)等固体添加剂,以增强极压的效果。这些添加剂应具有很高纯度和极小的颗粒尺寸,否则由于颗粒被碾压而造成的凹痕,可能会缩短轴承的疲劳寿命。

抗磨(AW)添加剂与极压(EP)添加剂有着相似的功效,即防止严重的金属与金属接触。因此极压和抗磨添加剂一般没有具体区分,但是两者的工作原理是不同的。主要的区别是:抗磨添加剂在表面形成一个保护层并附着在表面之上,使表面的尖锋不会发生剪切而是滑动,也不会有金属之间的接触,因此表面粗糙度不会改变。需要特别注意的是,抗磨添加剂可能会含有某些作用如极压添加剂般的成份,在某些条件下会渗入轴承钢内并降低其结构的强度。

某些稠化剂(如硫酸钙复合剂)也具有极压/抗磨的效果,但没有化学活性,也不会影响轴承的疲劳寿命。因此,对于极压添加剂的工作温度限值不适用于这些润滑脂。

如果润滑膜可以有足够的厚度,SKF般不建议使用极压和抗磨添加剂。但在某些情况下,极压和抗磨添加剂有其一定用处的,例如当滚子和滚道之间有过量的滑动时。有关更详细的说明,请向SKF查询。

相容性

如果需要转换另一种润滑脂,就必须考虑两者是否相容,并且不会产生不良的影响。如果把互不兼容的润滑脂混合在一起,稠度可能会发生很大的变化,润滑脂更可能因此而大量流失,最后导致轴承损坏。

具有相同稠化剂和类似基油的润滑脂,一般可以混合且不会有不良的反应,例如锂基矿物油润滑脂通常可与另一种锂基矿物油润滑脂混合。但某些具有不同稠化剂的润滑脂也可以互相混合,例如复合钙基和复合锂基的润滑脂。

在某些轴承配置中,如果低稠度可能会导致润滑脂漏失,在补充润滑时应清除所有原来的润滑脂,而不是按一般方法来补充润滑脂(参见从237页开始的“补充润滑”一节)。

SKF用来保护轴承的防锈剂,与大部分用于滚动轴承的润滑脂是兼容的,但有些聚脲基润滑脂可能是例外(参见258页的“安装和拆卸前的准备工作”一节)。但新一代的聚脲基润滑脂(如SKF润滑脂LGHP2)比较早前的聚脲基润滑脂一般有更好的兼容性。以聚四氟乙烯(PTFE)为稠化剂和以氟化合成油为基油的润滑脂,例如SKF润滑脂LGET2,与标准的防锈剂并不兼容,在使用这种润滑脂之前,必须先去除轴承上的防锈剂。如需要有关这方面更详细的信息,请向SKF查询。

SKF润滑脂

SKF能提供多种专门用于滚动轴承的润滑脂,可以满足大部分应用的需要。这些润滑脂是根据对滚动轴承润滑的最新研究制成,并经过在实验室和现场的全面试验。SKF有一套完善的监控系统,对产品不断进行侧试,以保证润滑脂的质量。

SKF润滑脂最主要的技术规格可见于246页和247页中的表BI,表中还包括一个快速选择指南。根据SKF交通灯概念,SKF润滑脂的相关工作温度范围可见于235页的图表3。

有关SKF润滑脂的更多信息可以参见“SKF维护和润滑产品型录或www.mapro.skf.com网站。

若需要根据轴承的类型和应用更准确地选择合适的润滑脂可使用SKF在线的润滑脂选择工具“LubeSelect这个程式设在此网站www.aptitudexchange.com

补充润滑

  如果润滑脂的工作寿命短于滚动轴承预计的工作寿命,轴承就需要进行补充润滑。补充润滑应在原来的润滑剂还保持一定功能时进行,以确保对轴承的润滑。

补充润滑间隔取决于许多因素,包括轴承的类型和大小、转速、工作温度、润滑脂的类型、轴承座内的空间和工作环境。因此,补充润滑时隔只能基于统计学上提出建议,SKF将补充润滑间隔时间定义为:在这段时间内,不少于99%的轴承仍然有充分和可靠的润滑,这表示润滑脂的寿命L01

本型录提供补充润滑间隔的估算方法仅供参考,SKF建议结合实际应用的经验和试验数据等来定出更可靠的间隔时间。

补充润滑间隔

安装在水平轴上且为内圈转动的轴承,在正常和清洁条件下的补充润滑间隔tf是以下相关变量的函数,可从图表4得出:

·速度系数A乘以相应的轴承系数bf,式中

A=ndm

n=转速r/min

dm=轴承平均直径

  =0,5(d+D)mm

br=取决于轴承类型和负荷条件的轴承系数(239页的表1)

·负荷比C/P

补充润滑间隔tf是一个估算值,适用于工作温度在70℃以下,并使用优质的锂基矿物油润滑脂的条件下。如果轴承的工作条件不同,可以根据在“根据不同工作条件和轴承类型的调整”一节中的说明,对从图表4得出的补充润滑间隔进行调整。

如果速度系数A超过了表1中参考限值的70%,或环境温度很高,建议使用从107页开始的“转速和振动”一章中给出的计算方法,以检查工作温度和正确的润滑方法。

使用高质量或高性能的润滑脂有可能延长补充润滑间隔和润滑脂的寿命。有关更多的信息,请向SKF查询。

        表1
轴承系数和速度系数A的参考限值
轴承类型1) 轴承系数 不同负荷比之下速度系数A的参考限值
  bf C/P≥15 C/P=8 C/P=4
  - mm/min    
深沟球轴承 1 500000 400000 300000
角接触球轴承 1 500000 400000 300000
自动调心球轴承 1 500000 400000 300000
圆柱滚子轴承        
-浮动端轴承 1,5 450000 300000 150000
-固定端轴承,无外加轴向负荷或 2 300000 200000 100000
在轻负荷和交替在两个方向作用的轴向负荷        
-同定端轴承,在恒定和较轻的轴向负荷作用下 4 200000 120000 60000
-满滚子轴承2) 4 NA3) NA3) 20000
圆锥滚子轴承 2 350000 300000 200000
球面滚子轴承        
-当负荷比Fa/Fr<e且dm≤800mm时        
 系列213,222,238,239 2 350000 200000 100000
 系列223,230,231,232,240,248,249 2 250000 150000 80000
 系列241 2 150000 800004) 500004)
-当负荷比Fa/Fr<e且dm>800mm时        
 系列238,239 2 230000 130000 65000
 系列230,231,232,240,248,249 2 170000 100000 50000
 系列241 2 100000 500004) 300004)
-当负荷比Fa/Fr>e        
 所有系列 6 150000 500004) 300004)
CARB轴承        
-带保持架 2 350000 200000 100000
-不带保持架,满滚子轴承2) 4 NA3) NA3) 20000
推力球轴承 2 200000 150000 100000
圆柱推力滚子轴承 10 100000 60000 30000
球面推力滚子轴承        
-轴圈转动 4 200000 170000 150000
1)轴承系数和实际速度系数A的参考限值仅适用于标准结构和带标准保持架的轴承。
 如果轴承有不同的内部结构和带其它保持架,请向SKF查询。
2)从图表4得出的tf值需要除以10
3)不适用,在此C/P值之下,建议使用带保持架的轴承
4)在更高的转速下,建议采用油润滑

根据不同工作条件和轴承类型的调整

工作温度

由于润滑脂会因温度上升而加速老化,在工作温度高于70时,建议将从图表4中得出的补充润滑间隔按每增15℃减半,但这方法必须在温度保持在润滑脂的高温性能极限(→图表1,HTPL)下才适用。

如果工作温度跟低温性能极限(→图表1,LTPL)尚有一段距离,在温度低于70℃补充润滑间隔tf可稍为延长,但总延长时间不应超过原来的两倍。在使用满滚子轴承和推力滚子轴承的应用,从图表4得出的tf值不应作任何调整。

此外,在大部分的情况下,补充润滑间隔不应超过30000小时。

对许多应用来说,脂润滑实际上是有一定的限制。当轴承圈的最高温度超过1OO时,应考虑使用特殊的润滑脂。在高温下,还应考虑轴承尺寸的稳定性和密封件提前失效的可能性。

对于高温的工作环境,请向SKF查询有关的应用问题。

垂直轴

如轴承是使用在垂直轴的应用,从图表4中得出的补充润滑间隔应该减半。并必须确保有良好的密封或一些类似挡板的装置,以防止润滑脂从轴承配置中流失。

振动

中等程度的振动不会对润滑脂的寿命有影响,但强烈的振动和冲击,如在振动筛应用中的振动,可能会导致润滑脂乳化,在这些情况下,应缩短补充润滑间隔。如果润滑脂变得太软,就应使用机械稳定性较好的润滑脂,如SKF润滑脂LGHB2,或使用NLGI稠度3的润滑脂。

外圈转动

在外圈转动的应用中,速度系数A有不同的计算方法,式中的dm应以轴承的外径D代替,而且必须使用良好的密封件或密封系统以防止润滑脂的流失。

如果外圈的转速很高(即大于产品表中参考转速的40%),应选用淅油率较低的润滑脂。

在球面推力滚子轴承的应用中,如果是座圈转动,建议使用油润滑的方式。

污染

如果轴承配置有污染物进入的可能,应考虑缩短补充润滑间隔,以减少污染颗粒对润滑脂的影响,也可以减少因颗粒的被碾压而可能造成的损坏。在有流体污染物(水或其它在生产过程中使用的流体)的情况下,也应缩短补充润滑问隔。如果污染的情况很严重,应考虑采用连续润滑的方法。

极低转速

如果轴承在很低转速和轻负荷的条件下运行,应使用稠度较低的润滑脂;但在低转速和重负荷的条件下运行,则应使用基油粘度较高的润滑脂,在有可能的情况下,最好使用极压特性较好的润滑脂。在速度系数A<20000的应用,可以考虑使用石墨和二硫化钼(MoS2)等固体添加剂。在低转速的应用中,挺用正确的润滑脂和填脂量是非常重要的。

高转速

在高转速的应用中,即转速高于239页的表1中速度系数A的参考值时,补充润滑间隔只适用于特殊的润滑脂或一些特殊的轴承,如混合陶瓷球轴承。在这些情况下,采用连续润滑的方法,如循环油润滑或滴油润滑等,比脂润滑的方法更为合适。

极重负荷

在速度系数A>20000和负荷比C/P<4的工作条件下,应缩短补充润滑间隔。在这样重负荷的条件下,建议采用连续脂润滑或油浴润滑的方法。

在速度系数A<20000和负荷比C/P=12之间的应用中,应参照240页中“极低转速”一节的说明。在重负荷和高转速的工况下,建议采用带冷却系统的循环油润滑方法。

极轻负荷

在负荷很轻(C/P=3050)的情况下,一般可以把补充润滑间隔延长。为了保证轴承的运行良好,轴承需要承受一定的最小负荷,具体数值可参见相关产品的介绍部分。

对中误差

对于球面滚子轴承、自动调心球轴承或CARB轴承,在允许的角度误差范围内,如果误差角度保持不变,不会对润滑脂寿命有不良的影响。

大型轴承

对于使用在连续性生产设备的轴承,允其是在关键设备中的大型轴承(d>300mm),必须定出合适的补充润滑间隔,以保证轴承的可靠运行。补充润滑间隔可以通过一个渐进式的方法定出;在开始阶段把补充润滑的间隔缩短,并严格遵循建议的润滑脂补充量(→参见242页的“补充润滑的方法”一节)。

在补充润滑之前,应小心检查原来润滑脂的外观和因颗粒或水等造成的污染程度。对密封件也应作全面的检查,例如其磨损和损坏的程度以及有没有渗漏的情况。假如润滑脂和相关部件的状况良好,补充润滑间隔可以逐步延长。

对于球面推力滚子轴承、样机、经过改进把整体尺寸缩小的机械、或没有足够应用经验的设备等,建议使用类似的方法来定出合适的补充润滑间隔。

圆柱滚子轴承

对于圆柱滚子轴承,从图表4得出的补充润滑间隔仅对带以下保持架的轴承有效

·玻璃纤维增强的尼龙6,6保持架,后缀P

·滚子引导的组合式机削黄铜保持架,后缀M

对于带冲压钢保持架(后缀J)、带内圈或外圈引导的黄铜保持架(后缀MAMLMP)的轴承,应将从图表4中得出的补充润滑间隔减半。此外,应使淅油特性较好的润滑脂,以确保润滑条件。对于带MAMBMLMP保持架的轴承,最好是采用油润滑的方法。

分析调整

如果觉得定出的补充润滑间隔tf对某应用来说太短,建议进行以下的步骤:

·检查轴承的工作温度

·检查润滑脂是否受到固体颗粒或流体的污染

·检查轴承应用条件,如负荷或对准误差等

最后,还应考虑采用更合适的润滑脂。

补充润滑的方法

补充润滑的方法一般是取决于应用条件以及所定的补充润滑间隔tf

·如果补充润滑间隔短于六个月,最好是采用补给润滑脂的方法,这种方法较为简便,不会中断设备的运作。与连续润滑的方式比较,更可以保持稳定的的温度和在更低的水平。

·当补充润滑间隔长于六个月时,一般建议采用更新润滑脂的方法。更新润滑脂通常也是定期维护轴承的一部分工作,例如铁路轴承。

·如果由于不同的原因,需要更频繁的进行补充润滑,例如污染的问题、或因不容易接近轴承的位置而不便采用其它补充润滑的方法等,则可以考虑采用连续润滑的方法。连续润滑并不适用于高转速的应用,因为润滑脂经过过度的搅动可能会导致工作温度上升,而且会破坏润滑脂稠化剂的结构。

如果在轴承配置中使用不同的轴承时,通常是根据较短的补充润滑间隔。以下是有关三种补充润滑方法的指引和润滑脂量的说明。

补给润滑脂

在前文曾提及过,轴承在开始时应填满润滑脂,而轴承座中的自由空间则只加入适量的润滑脂。根据不同的补给润滑脂的方法,建议在轴承座中的自由空间加入润滑脂量的百分比以下:

·如果润滑脂是从轴承的侧面补给,40%(→图1)

·如果润滑脂是通过轴承外圈或内圈中的润滑槽和润滑孔补给,20%(→图2)

  

从轴承侧面补给充的润滑脂量可根据以下公式估算

Gp=0,005DB

通过轴承外圈或内圈补给的润滑脂量可根据以下公式估算

Gp=0,002DB

式中

Gp=补给的润滑脂量g

D=轴承外径,mm

B=轴承总宽度(对于推力轴承,使用高度H)mm

为了便于补给润滑脂,可以使用注油枪,但轴承座必须配置油嘴。如果轴承配置中使用接触式的密封件,在轴承座应有一个排脂孔,使过量的润滑脂不会积聚在轴承周围的空间(→图1),否则会导致轴承的温度持续上升。当用高压水进行清洗时,应把排脂孔堵塞,以免水进入轴承座。

过量润滑脂留在轴承周围的空间会使轴承的温度上升,对润滑脂和轴承同样会造成不良的影响,尤其是在高转速的应用。在这些情况下,使用排脂阀的效果会被排脂孔要好。这种方法可以防止过度润滑,并允许机器在运行时补给润滑脂。排脂阀的基本结构是一个与轴一起转动的圆盘,并与轴承座的端盖形成一个狭窄的间隙(→图3)。过量和使用过的润滑脂会被圆盘抛出一个圆环形的凹槽,并通过端盖下的开孔排出轴承座外。如需更多有关排脂阀设计和尺寸的说明,请向SKF查询。

为了确保补给的润滑脂能进入轴承并把原来的润滑脂排出,输送润滑脂的管道最好是在轴承外圈的侧面(→图1和图4)如可能的话,最好是直接通过轴承补给润滑脂。为了有更好的润滑效果,某些轴承类型,如球面滚子轴承,在外圈或内圈上带有润滑槽和/或润滑孔(→图2和图5)。

    

要更有效地把原来的润滑脂替换,应在机器运行时进行补给润滑脂。如果机器不在运行中,在补给润滑脂时应不断转动轴承。通过轴承内圈或外圈直接补给润滑脂是更有效的方法,因此所需的润滑脂量,比从侧面补给润滑的方式要小。建议的润滑脂量,是假定输送管道已经充满润滑脂,否则在第一次补给时,必须增加润滑量以将管道填满。

如果输送润滑脂的管道很长,应检查润滑脂是否能在环境温度下输送到所需的位置。

当轴承座中的自由空间不再能容纳补给的润滑脂时,例如当润滑脂已经占了轴承座中超过约75%的自由空间时,应把全部润滑脂更换。如果补给润滑脂是从轴承的侧面进行,而且轴承座初始填脂量是由40%开始,那大概在补给润滑脂五次之后,便应更换所有的润滑脂。如果补给润滑脂是直接通过轴承内圈或外圈进行,由于轴承座的初始填脂量较少,而且补给润滑脂所需的量较少,所以一般不需要经常更新润滑脂。

更新润滑脂

在经过原先设定的补充润滑间隔或经过若干次补给润滑脂后,便应把轴承和轴承座内的润滑脂完全清除,并填入全新的润滑脂。

重新在轴承和轴承座加入润滑脂时,请按照“补给润滑脂”一节中的说明进行。

要更方便把润滑脂更新,轴承座应在易于接近和打开的位置,剖分式轴承座的顶盖和一体式轴承座的端盖通常可以拆下以把轴承外露出来。在除去原来的润滑脂之后,应把新的润滑脂填入滚动体之间。在加入新的润滑脂时,必须防止污染物进入轴承或轴承座,同时还要防止污染物进入润滑脂的容器。以防止皮肤发生过敏反应,建议使用防护手套以避免皮肤直接与润滑脂接触。

如果轴承座在难以接近的位置,但有配备油嘴和排脂孔,可以在短时间内连续进行几次补给润滑脂,直到肯定把所有原来的润滑脂已经被挤出轴承座外为止。这个做法比打开轴承座需要更大量的润滑脂。此外,这种方法受到一定的限制,在高转速的工况下,可能会因为润滑脂过度搅动而导致轴承的温度过高。

连续润滑

如果由于某些原因,使计算出的补充润滑间隔很短,例如在污染的环境下、轴承不容易接近、或不便采用其它补充润滑方法时,可以采用连续润滑的方法。

由于润滑脂过度搅动可能会导致温度过高,连续润滑一般比较适合在转速较低的应用,例如

·对于球轴承,速度系数A<150000

·对于滚子轴承,速度系数A<75000

在这些情况下,轴承座的初始填脂量可以是100%,每一时间单位的补给润滑脂量,可以根据“补给润滑脂”一节中估算出的Gp,以相应的补充润滑间隔来平均分配。

采用连续润滑时,应检查润滑脂是否能在环境温度下输送到所需的位置。

连续润滑可通过单点或多点自动润滑器来进行例如使用SKF自动注油器(SYSTEM 24)或多点自动润滑器(SYSTEM MultiPoint)等。有关这些产品更详细的说明,请参见从1065页开始的“维护和润滑产品”一章。

              表2
SKF润滑脂-技术规格和特性            
第1部分:技术规格            
型号 说明 NLGI 稠化剂/ 基油粘度 温度限值  
    等级 基油 40℃ 100℃ LTL1) HTPL2)
- - - - mm2/s    
LGMT2 适用于一般工业和汽车 2 锂皂/矿物油 110 11 -30 120
LGMT3 适用于一般工业和汽车 3 锂皂/矿物油 120 12 -30 120
LGEP2 极压、重负荷 2 锂皂/矿物油 200 16 -20 110
LGLT2 低温、轻负荷和高速 2 锂皂/双酯油 15 3,7 -55 100
LGHP2 高性能、高温 2-3 双脲皂/矿物油 96 10,5 -40 150
LGFP2 适用于食品加工机械 2 复合铝皂/医用白油 130 7,3 -20 110
LGGB2 生物可降解、低毒性 2 锂钙皂/酯油 110 13 -40 120
LGLC2 低温、高速 2 复合钙皂/酯矿物油 24 4,7 -40 120
LGWA2 宽温度范围 2 复合钙皂/矿物油 185 15 -30
峰值:
360
LGHB2 高粘度、高温 2 磺化复合钙皂/矿物油 450 26,5 -20
峰值:
350
LGET2 极高温 2 聚四氟乙烯/合成油(氟化聚醚) 400 38 -40 260
LGEM2 高粘度、含固体润滑剂 2 锂皂/矿物油 500 32 -20 120
LGEV2 极高粘度、含固体润滑剂 2 锂钙皂/矿物油 1000 58 -10 120
LGWM1 极高压、低温 1 锂皂/矿物油 200 16 -30 110
1)LTL:低温极限
2)HTPL:高温性能极限

 

                  表2
SKF润滑脂-技术规格和特性
第2部分:特性
型号 高温
高于
低温 极高转速 极低转速或振动 低扭矩、
低摩擦
强烈振动 重负荷 防锈性 耐水性
+120℃
LGMT2   - + + + +
LGMT3   - + +
LGEP2   - + + + +
LGLT2   + + - + - -
LGHP2 + + - - + +
LGFP2   -   + +
LGGB2   + + +
LGLC2   + + - + - + +
LGWA2 +   + + + +
LGHB2 +   + - + + + +
LGET2   与SKF联系  
LGEM2   - + - + + + +
LGEV2   - - + - + + + +
LGWM1   +   + + +
符号:+推荐
  ○合适
  -不合适
如未有标出符号,表示该润滑脂或可使用,但不推荐。
如需要更详细信息,请向SKF查询。

油润滑

油润滑一般是使用在:当轴承的转速或工作温度很高而不适合使用脂润滑脂、需要把摩擦而产生的热或外热从轴承带走、或联接零部件(如齿轮)是以油润滑等的情况下。

为了延长轴承工作寿命,无论采用哪一种油润滑的方法,都必须确保润滑油的清洁。例如采用循环油润滑时,润滑油应经过过滤;采用喷油润滑或油点润滑时,则空气和润滑油都应经过过滤。在采用循环油润滑和油点润滑时,必须有合适尺寸的供油管道,使经过轴承后的润滑油可以流出轴承配置之外。

油润滑的方法

油浴润滑

最简单油润滑方法是油浴润滑(→图6)。轴承中转动的部件把油带到轴承的其它部分,然后再流回油浴中。油位高度应该在比轴承最下部滚动体的中心稍低的位置。要有效控制正确的油位,建议使用SKF LAHD 500油位保持器或类似装置。在高转速运行时,油位可能会明显降低,轴承座内可能会因为油位保持器而有过量的油,有关详细情况,请向SKF询。

甩油

如果是高转速和高温度的原因而需要采用油润滑,而且要求很高的可靠性,建议采用甩油环的润滑方法(→图7)。甩油环的作用是带动油的输送。甩油环是悬在轴承一侧的轴套上,并浸在轴承座底部的油池中。甩油坏随着轴的转动,会把油从底部送到一个集油槽,油会流过轴承并回到油池SKF标准轴承座中的SONL系列,就是根据甩油环的润滑方法设计的。有关更详细的信息,请向SKF查询。

循环油润滑

高转速会导致轴承的温度上升,并因此加速润滑油的老化。为了避免频繁更换润滑油,可以使用循环油润滑的方法(→图8)。油的循环流动通常需要以泵来辅助。润滑油通过轴承之后,一般回到油箱中并经过过滤,或如果有需要,加以冷却才再流回轴承。润滑油经过有效的过滤,有助提高污染系数ηc的值,从而延长轴承的工作寿命(→参见从52页开始的“SKF额定寿命”一节)。

对润滑油进行冷却,可以使轴承的工作温度保持在较低的水平。

喷油润滑

在转速非常高的应用中,轴承必须有足够但又不能过量的润滑油,以保证轴承能充分润滑而又不会导致工作温度过高。在这情况下,使用喷射润滑(→图9)是一种特别有效的方法。润滑油通过高压从一侧喷进轴承,喷油必须有相当的速度(至少15m/s),以穿过轴承在高速旋转下周围引起的湍流。

油点润滑

油点润滑(→图10)又称为油气润滑,是利用压缩空气把极少量经过精确计量的润滑油直接喷向每个轴承。这种方法以最少的油量来润滑轴承,可以比其它任何润滑方法达到更高的转速和更低的工作温度。润滑油是通过一个计量装置,如SKF TOS-EX2,根据给定的时间把油供至管道。润滑油通过压缩空气输送,覆盖在管道的内侧,并沿着管道“蠕动”,再通过喷嘴射向轴承,或只通过表面张力的作用流向轴承的滚道。压缩空气用来冷却轴承,同时在轴承配置中产生压力,以防止污染物进入。

油雾润

油雾润滑方法在过去一直不推荐使用,因为这种方法可能对环境造成不良影响。

新一代的油雾润滑装置可以造出只含5ppm润滑油的油雾。新设计的特殊密封件也能更有效将油雾的扩散降低。如果使用无毒的合成油,对环境的影响可以进一步减少。油雾润滑现在一般只用于非常特殊的应用,例如石油工业。

润滑油

不含任何添加剂的矿物油一般更适用于润滑滚动轴承。含极压、抗磨以及其它用来改进某些特性的添加剂的润滑油,通常只用于特殊的应用或工作条件。在234页“承载能力:极压和抗磨添加剂”一节中有关极压添加剂的说明也同样适用于油润滑的应用。

常用的润滑剂中有许多是含合成油的,但对于轴承的润滑,合成油通常只用于对在极端的环境,如在极高或极低工作温度下运行的应用。实际上,合成油一词的范围很广,包含许多不同基本组份的油,主要有聚α-烯烃(PAO)酯类和聚乙二醇醚酯(PAG)等。这些合成油与矿物油有着不同的特性表(→表3)。

油膜的实际厚度对轴承的疲劳寿命有着显著的影响,而在接触部位被完全淹没的情况下,油的粘度、粘度指数和压力-粘度系数等对实际油膜厚度也会有影响。大部分以矿物油为基油的润滑剂,其压力-粘度系数是很接近的,使用产品说明中得到的相关数值不会有很大的误差。由于粘度对压力升高的响应是取决于基油的化学结构,因此,不同类型的合成基油的压力-粘度系数也可能有较大的差异。由于合成油与矿物油的粘度指数和压力-粘度系数有不同的关系,相同粘度的合成油和矿物油,油膜形成的过程也有所不同。用户应向润滑剂供货商索取具体的数据。

此外,添加剂对油膜形成过程中也有一定的影响。由于溶解性的不同,合成油与矿物油通常是使用不同的添加剂。

        表3
不同类型润滑油的特性  
特性 基油类型  
  矿物油 聚α-烯烃(PAO) 醚(Ester) 聚乙二酵醚酯(PAG)
倾点(℃) -30..0 -50..-40 -60..-40 约-30
粘度指数 中等
压力-粘度系数 中等 低至中等

润滑油的选择

润滑油的选择主要是根据在正常工作温度下,对轴承能提供充分润滑所需的粘度。润滑油的粘度会随着温度上升而降低。而润滑油的粘度与温度之间的关系,是与粘度指数VI有关。对于滚动轴承的润滑,建议使用粘度指数较高(随温度变化较小)的润滑油,一般应至少为95。

为了在滚动体和滚道之间的接触部位能形成足够厚的油膜,润滑油必须在工作温度下保持一定的最低粘度。如果使用的是矿物油,在工作温度下能提供充分润滑所需的最低运动粘度V1,可以从254页的图表5中找出。如果可以通过其它方法或根据经验确定工作的温度,可以从255页的图表6中得出在标准参考温度40℃时的相应粘度,即BOVG润滑油粘度级数,该图是根据粘度指数95而绘制的。

在可比较的工作条件下,某些类型的轴承,如球面滚子轴承、CARB轴承、圆锥滚子轴承和球面推力滚子轴承,工作温度通常比其它类型的轴承要高,如深沟球轴承和圆柱滚子轴承等。

在选择润滑油时,应考虑以下各个因素:

·选择实际工作粘度V高于从图表50中找出的所需最低粘度V1的润滑油,可能有助于延长轴承的寿命。选择ISO VG粘度级数较高,或粘度指数更高的润滑油,即可以达到V>V1,但润滑油必须有相同或更大的压力-粘度比。由于粘度的增加同时可能提高轴承的工作温度,因此实际上,利用这种方法来改进润滑条件是有一定的限制。

·如果粘度比K=V/V1小于1,建议采用含极压加剂的润滑油,但如果K小于0,4,就必须使用含极压添加剂的润滑油。在中大型滚子轴承的应用中,如果K大于1,采用含极压添加剂的润滑油可能有助提高运行的可靠性。但必须注意,某些极压添加剂可能会带来反效果(→参见234页“承载能力:极压和抗磨添加剂”一节)。

·在极高或极低转速、极重或极轻负荷、或非正常润滑等的条件下,请向SKF查询。

计算示例

轴承的内径d=340mm外径D=420mm,转速n=500r/min。因此dm=0,5(d+D)=380mm。从图表5得出,在工作温度下得到充分润滑所需的最小运动粘度V1约为11mm2/s假定轴承的工作温度为70,从图表6看出,需要粘度级数相当于ISO VG 32的润滑油,即在参考温度40时的实际粘度V,最小为32mm2/s的润滑油。

更换润滑油

更换润滑油的时间主要取决于工作条件和油量。

采用油浴润滑时,只要工作温度不超过50,而且受到污染的机会很小,通常一年更换一次已经足够。在较高的温度下,应缩短更换润油的时间,例如当工作温度约在100时,就应每三个月更换一次润滑油。在恶劣的工作条件下,也需要更频繁地更换润滑油。

采用循环油润滑的方法时,更换润滑油的时间是取决于总油量的循环频率、以及系统中有没有对润滑油进行冷却。通常需要通过实际运转和对润滑油的状况进行定期检查,包括有否受到污染、氧化程度等,以确定合适的更换时隔。喷油润滑也应采用相同的方法。在油点润滑中,润滑油只会通过轴承一次,而并非循环使用。