轴承的润滑
凡是滚动轴承都必须要润滑,如果原厂没有预先封入油脂,则使用者必须提供适合的润滑剂。
使用于滚动轴承的润滑剂,主要分为两大类:油脂以及润滑油。在特殊状况下也有使用二硫化钼、PTFE等的固态润滑层。
润滑剂应具备以下的特性:
※杂质和水分少
※使用温度范围内稳定性好
※不具有腐蚀性
※耐压性好
※能够降低磨损
※能够降低摩擦
※机械稳定性良好
油脂以及润滑油的选用可以参考下表指南:
使用条件 |
油脂 |
润滑油 |
温度 |
不可用于高温环境 |
可用于高温环境(循环冷却) |
速度 |
低速~中速 |
可用于高速 |
荷重 |
中荷重以下 |
适用于高荷重 |
轴承座的构造以及保养 |
简单 |
复杂,要注意漏油 |
集中给油 |
可 |
容易 |
过滤异物 |
不能 |
可以(循环过滤) |
旋转阻抗 |
高 |
低(必须保持合适的油量) |
润滑油
在决定轴承用润滑油时,最重要的是依照使用条件,选择适合黏度的润滑油。
黏度过低则油膜容易破裂,进而引起异常磨耗、轴承烧掉等状况。黏度过高则会有扭力增加、动力损失以及异常温升的情形。通常荷重越高,润滑油所需要的黏度也越高,相对地转速越高,所需要的黏度则越低。
一般使用条件下,润滑油的黏度建议如下表所示。
轴承的工作温度
(℃) |
dn值 |
润滑油的ISO黏度级别(VG) |
适用轴承 |
一般荷重 |
重荷重或冲击荷重 |
-30 ~ 0 |
容许转速范围 |
22 32 |
46 |
全部 |
0 ~ 60 |
到15000 |
46 68 |
100 |
全部 |
15000 ~ 80000 |
32 46 |
68 |
全部 |
80000 ~ 150000 |
22 32 |
32 |
止推滚珠轴承除外 |
150000 ~ 500000 |
10 |
22 32 |
单列径向滚珠轴承
圆筒滚子轴承 |
60 ~ 100 |
到15000 |
150 |
220 |
全部 |
15000 ~ 80000 |
100 |
150 |
全部 |
80000 ~ 150000 |
68 |
100 150 |
止推滚珠轴承除外 |
150000 ~ 500000 |
32 46 |
68 |
单列径向滚珠轴承
圆筒滚子轴承 |
100 ~ 150 |
容许转速范围 |
320 |
全部 |
0 ~ 60 |
容许转速范围 |
46 68 |
自动调心滚子轴承 |
60 ~ 100 |
容许转速范围 |
150 |
※dn值 = 轴承内径(mm) x 转速(rpm)。
※本表示根据JIS K 2001工业用润滑油黏度分类的油选择指南。
※本表所示的是油浴润滑或循环润滑的润滑油选择指南 |
油脂
上面图表说明油脂大略的成分结构。大部分为基础油,另外有增稠剂以及少量的添加剂。
基础油就是提供润滑的主要部份,种类繁多,轴承用油的话以矿物油与二酯油居多。
增稠剂的主要功能是保持基础油。如右图所示,增稠剂把基础油连结起来使得原本的液体呈半固体状,方便处理。一般常见的增稠剂有锂皂基、复合钡基、尿素..等。如果要以日常生活的事物来比喻的话,可以把增稠剂想象成一个海绵,而吸饱基础油的海绵就是油脂。
添加剂是增加油脂性能用的,譬如增加防锈性或者抗氧化性。轴承界比较常看到的添加剂,是高荷重下所使用的耐极压剂(通常油脂名称后面会加上EP)。如果把增稠剂想象成海绵,则在轴承中是一直被滚动体辗过的。在高荷重的时候,这个海绵会被辗碎并且失去保持油脂的功能。此时如果加入耐极压剂的话,可以保护海绵不要被辗断。
会选用油脂润滑大概是因为下列几个优点:
●方便 - 原厂预先封入油脂的轴承不需要再进行保养。
●成本低 - 使用密封轴承时可以减少机械的部品以及安装程序的数量。
●油脂比润滑油容易处理。
●油脂本身也有密封的效果,防止异物侵入轴承内部空间。
当购入的是开放式或者单边盖的轴承时,大部分的情况需要自行封入油脂。此时油脂的封入量不可以过多,过多的油脂会有扭力增加、动力损失以及搅拌热的温升出现。
建议最佳的油脂封入量为:
●当转速低于容许转速的50%时,油脂封入量为轴成内部空间的1/2 ~ 2/3。
●当转速超过容许转速的50%时,油脂封入量为轴成内部空间的1/3 ~ 1/2。
油脂的更换周期可以参考下图。
使用例如下:
内径60mm轴承,转速800rpm时,自图表找出内径60mm位置,并且往上找到与n=800的曲线交接点。
以交接点位置往左边找出更换时间。深沟滚珠轴承为20000小时,而自动调心滚子轴承则为2000小时。
注意事项!
不同种类的油脂未必具有兼容性,混合不兼容的油脂可能会引起化学反应,造成油脂特性的明显变化,更可能使油脂劣化。实际上两种优良的油脂混合在一起,也可能产生一种很糟的油脂。因此在补给油脂时,应尽量用原本封入轴承的油脂。