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淺談滾動(dòng)軸承的使用壽命和潤(rùn)滑劑的關(guān)系

2013-12-10

　　摘　要：本文從滾動(dòng)軸承的失效原因及其影響因素出發(fā)，結(jié)合實(shí)例論述了不同潤(rùn)滑劑對(duì)滾動(dòng)軸承壽命的影響，討論了滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方式及狀況，指出了凡是既可以采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑又可以采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑的部位潤(rùn)滑油優(yōu)于潤(rùn)滑脂這一觀點(diǎn)。 
　　一、前言
　　隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，滾動(dòng)軸承以其獨(dú)有的特性越來越廣泛地被應(yīng)用到各行業(yè)、各部門。以我廠為例，大約有80%以上的設(shè)備采用滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承使用壽命的長(zhǎng)短直接影響著設(shè)備的長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)和技術(shù)性能的發(fā)揮。從宏觀上講，直接影響著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，認(rèn)真研究和探討滾動(dòng)軸承的損壞原因和預(yù)防措施，努力提高和延長(zhǎng)滾動(dòng)軸承的使用壽命是我們目前急待解決的課題。 
　　二、滾動(dòng)軸承的失效原因及其影響因素分析
　　影響滾動(dòng)軸承使用壽命的原因很多。例如：滾動(dòng)軸承的制造精度、選用材質(zhì)、裝配技術(shù)水平，設(shè)備的震動(dòng)情況，潤(rùn)滑劑的選用是否合理得當(dāng)?shù)纫蛩啬芏加绊憹L動(dòng)軸承的使用壽命。其中滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑狀況是否良好，是影響其使用壽命的諸多因素中不可忽視的重要因素之一。因此認(rèn)真研究和合理選擇潤(rùn)滑劑，對(duì)延長(zhǎng)滾動(dòng)軸承的使用壽命，減少檢修次數(shù)，降低檢修費(fèi)用，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著重要的意義。
　　我們常用的滾動(dòng)軸承一般都是由滾動(dòng)體、內(nèi)圈、外圈與保持架四部分組成。當(dāng)內(nèi)圈或外圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體就會(huì)沿著滾道既做自轉(zhuǎn)又做公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而保持架則隨著滾動(dòng)體的公轉(zhuǎn)而做圓周運(yùn)動(dòng)。軸承在運(yùn)動(dòng)中，盡管主要是承受滾動(dòng)摩擦，但在某些部位仍存在一定的滑動(dòng)摩擦，如滾動(dòng)體與滾道間，滾動(dòng)體與保持架內(nèi)壁間、內(nèi)外圈與保持架間?；瑒?dòng)摩擦存在的主要原因：一方面是由于滾動(dòng)軸承某些部位本身所固有的，另一方面是由于形變所造成的。如滾體與座圈我們都知道，二者皆為彈性剛體，它們的接觸處在受載后，勢(shì)必要產(chǎn)生彈性變形，從而使點(diǎn)接觸或者線接觸變成了面接觸，結(jié)果出現(xiàn)了局部滑動(dòng)?；瑒?dòng)摩擦在高速重載的情況下就會(huì)相應(yīng)地增加。Z終導(dǎo)致滾動(dòng)軸承損壞和報(bào)廢。
　　由此可看出其影響因素，主要是滑動(dòng)摩擦力的大小，由摩擦力和壓力的關(guān)系：F=μP（μ—摩擦系數(shù)）可知，當(dāng)負(fù)荷P一定時(shí)，摩擦系數(shù)與摩擦力成正比，摩擦系數(shù)越大，軸承損壞的越快?？梢姡绾谓档湍Σ料禂?shù)，是延長(zhǎng)軸承使用壽命的關(guān)鍵。試驗(yàn)表明，在鋼對(duì)鋼的摩擦面，當(dāng)表面潔凈但未涂潤(rùn)滑劑時(shí)，其摩擦系數(shù)為0.3左右；當(dāng)此摩擦面間加有含油添加劑的礦物油時(shí)，其摩擦系數(shù)可降至0.1至0.05。所以說，盡管滾動(dòng)軸承的這種局部出現(xiàn)的滑動(dòng)摩擦是無法避免的，但是如能恰當(dāng)?shù)剡x擇潤(rùn)滑劑，改善接觸環(huán)境，使軸承始終保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，避免滾動(dòng)軸承的早期損壞，延長(zhǎng)其使用壽命卻是完全可以做到的。 
　　三、科學(xué)合理的選擇潤(rùn)滑劑，可以延長(zhǎng)滾動(dòng)軸承的使用壽命（實(shí)例淺析）
　　滾動(dòng)軸承Z常用的潤(rùn)滑劑基本上有兩類：一是潤(rùn)滑油，二是潤(rùn)滑脂。那么究竟選用何類潤(rùn)滑劑對(duì)延長(zhǎng)滾動(dòng)軸承的使用壽命效果更好呢？下面結(jié)合一實(shí)例談一下我對(duì)這個(gè)問題的看法與體會(huì)。 我們制成車間原來共有九臺(tái)水泥磨，收塵器排風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)軸承全部采用滾動(dòng)軸承傳動(dòng)。其中有八臺(tái)風(fēng)機(jī)的軸承組裝結(jié)構(gòu)和軸承型號(hào)（6312）完全相同，但是由于選用潤(rùn)滑劑的種類不同，滾動(dòng)軸承的使用壽命相差很大。我們?cè)谄渲幸慌_(tái)水泥磨排風(fēng)機(jī)滾動(dòng)軸承內(nèi)加入的是24#汽缸油，其他風(fēng)機(jī)的軸承內(nèi)全部是加鈣基脂或鈉基脂。結(jié)果這臺(tái)排風(fēng)機(jī)的滾動(dòng)軸承安全運(yùn)轉(zhuǎn)了八年零十個(gè)月，共運(yùn)轉(zhuǎn)了六萬一千三百四十四小時(shí)，直至收塵改造時(shí)，因風(fēng)機(jī)不配套而拆除，而其他風(fēng)機(jī)的軸承在這八年間大都更換了四至六次，更換的主要原因大都是由于采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，軸承潤(rùn)滑不良，導(dǎo)致滾動(dòng)軸承的滑動(dòng)摩擦加劇，使軸承的徑向間隙變大，滾珠不圓，保持架破裂，傳動(dòng)不穩(wěn)，設(shè)備振動(dòng)，導(dǎo)致軸承早期損壞，被迫更換。 
　　為什么采用潤(rùn)滑脂做為滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑劑效果不如潤(rùn)滑油好呢？這要從潤(rùn)滑脂的組成和潤(rùn)滑特性談起。因?yàn)闈?rùn)滑脂是由基礎(chǔ)油、稠化劑、穩(wěn)定劑和添加劑四部分組成，而在潤(rùn)滑脂中含量Z高的組分是基礎(chǔ)油，它占潤(rùn)滑脂總量的75—85%，它是潤(rùn)滑脂起潤(rùn)滑作用的主要物質(zhì)。實(shí)質(zhì)上潤(rùn)滑脂是潤(rùn)滑油的貯藏庫(kù)，所有潤(rùn)滑脂都具有分油的特性，潤(rùn)滑脂是靠它析出的基礎(chǔ)油在滾動(dòng)軸承內(nèi)的滾動(dòng)進(jìn)行潤(rùn)滑的，當(dāng)把潤(rùn)滑脂初始加入到滾動(dòng)軸承內(nèi)部時(shí)，潤(rùn)滑脂析出的基礎(chǔ)油數(shù)量比較充足，油性也比較好，能夠滿足滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑要求，但隨著時(shí)間的推移，潤(rùn)滑脂中含有的基礎(chǔ)油逐漸減少，針入度變小，稠度變大，潤(rùn)滑性能逐漸減弱。當(dāng)潤(rùn)滑脂中的基礎(chǔ)油全部析出后，潤(rùn)滑脂已完全失去潤(rùn)滑性能，如不及時(shí)補(bǔ)入潤(rùn)滑脂，就會(huì)導(dǎo)致滾動(dòng)軸承因潤(rùn)滑不良，出現(xiàn)干摩擦或半干摩擦，滾動(dòng)軸承就會(huì)產(chǎn)生過速磨損或報(bào)廢，甚至導(dǎo)致事故的發(fā)生。 
　　四、對(duì)滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑方式及狀況的討論
　　采用潤(rùn)滑脂做為滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑劑很難保證軸承的潤(rùn)滑狀況一直良好。因?yàn)闈L動(dòng)軸承是完全密封在軸承殼內(nèi)，軸承內(nèi)有無足量的油脂，從直觀上看不到，在外觀上又無法顯示，只能憑操作人員的操作經(jīng)驗(yàn)判定，一旦發(fā)現(xiàn)滾動(dòng)軸承溫升偏高或有異響，此時(shí)軸承已因潤(rùn)滑不良造成創(chuàng)傷，再加上操作人員的操作經(jīng)驗(yàn)和責(zé)任心各不相同，因此很難保證軸承的潤(rùn)滑一直處于良好狀態(tài)。 潤(rùn)滑脂析出基礎(chǔ)油后的殘留物，已無潤(rùn)滑性能，但又無法從軸承殼內(nèi)排出，當(dāng)補(bǔ)充新油脂時(shí)，很可能被擠壓到軸承內(nèi)部起增加摩擦，加速磨損的相反作用，加劇軸承的過早損壞。
　　由于人們認(rèn)識(shí)上的偏見和錯(cuò)覺，再加上習(xí)慣勢(shì)力的影響，在使用潤(rùn)滑脂做為滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑劑時(shí)，往往填滿整個(gè)軸承殼內(nèi)腔，這樣做非但無益反而有害，因?yàn)檎麄€(gè)軸承內(nèi)腔全部填滿了油脂后，致使散熱性能差，軸承的溫升過高，影響軸承的使用壽命和設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至導(dǎo)致事故的發(fā)生，同時(shí)遠(yuǎn)離軸承部位的油脂根本起不到潤(rùn)滑作用，純屬于浪費(fèi)。 
　　我廠每年消耗各類軸承1600多套，其中有相當(dāng)部分軸承是由于采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑不良造成早期損壞而更換的。這些軸承的平均壽命在一年左右，而采用潤(rùn)滑油作潤(rùn)滑劑的軸承平均壽命可達(dá)四至五年。由此可見，采用潤(rùn)滑油作為滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑劑要優(yōu)于潤(rùn)滑脂。不過，潤(rùn)滑脂也有許多優(yōu)點(diǎn)和特殊用途，例如垂直傳動(dòng)的軸承，電機(jī)軸承，汽車輪軸承，特殊環(huán)境下的軸承等都只能選用潤(rùn)滑脂作為潤(rùn)滑劑或其他固體潤(rùn)滑材料，而潤(rùn)滑油是無法勝任的。
　　綜上所述，我認(rèn)為，滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑凡是既可以采用潤(rùn)滑脂也可以采用潤(rùn)滑油作為潤(rùn)滑劑的工作部位，為了延長(zhǎng)滾動(dòng)軸承的使用壽命，減少動(dòng)力消耗，確保設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)首先考慮采用潤(rùn)滑油做為潤(rùn)滑劑。因?yàn)闈?rùn)滑油的流動(dòng)性能、散熱性能都優(yōu)于潤(rùn)滑脂，只是采用潤(rùn)滑油做為潤(rùn)滑劑密封困難，但只要認(rèn)真對(duì)待是完全可以解決的。