轴承润滑脂的温度怎么选(校核计算)?

文摘   科技   2023-11-28 07:45   上海  

在设备设计、安装、使用的过程中,轴承润滑脂温度的选择是十分重要的。对于电机而言,常用的润滑介质是润滑脂。

一般油脂供应商在油脂技术参数上会标注一些数据,包括滴点、使用温度范围等等。

另一方面,不同的技术资料上又有很多的温度计算。

有时候,各种计算的结果,以及轴承其他零部件温度限值与润滑脂标称的那些参数不大相同。众多的概念和计算,导致工程师在选取的时候陷入迷局。

下面我们针对这些概念做一个梳理,帮助工程师在润滑脂温度选择的时候有更清晰的思路。

润滑脂的标称数据

 润滑脂供应商有时候会给出一些油脂温度参数:


 在上面的常见参数中有两个温度标称:滴点和最佳使用温度范围。

 滴点是常用的油脂在不同温度下物理性能的标称参数。当油脂被加热的时候,油脂随着温度的升高而变软(油脂稠度变小)。当油脂在规定条件下加热,从仪器的油脂杯中滴下第一滴或者柱状触及试管底部时的温度,成为油脂的滴点。

 从滴点的定义不难看出,这个温度标志油脂物理性能从固态变成液态的临界点温度。

 很显然,原来半固体的油脂,变成了液态,那么其润滑性能一定发生变化。那么在润滑脂变成液态之前,润滑脂的性能是否随温度变化?答案显然是肯定的。那么,当油脂性能随温度变化之后,是否满足润滑性能?答案是“不一定”。

 从上面分析可以看到,润滑脂的使用温度超过滴点,是不行的。但是温度低于滴点,也不一定可以。因此不能用滴点来直接选择润滑脂。

 

 有时候,油脂供应商会给出最佳使用温度范围。从滴点的概念以及给定值不难看出,滴点仅仅给出了一个温度,是固态到液态的温度临界,是一个温度上限。而一般油脂供应商给出的温度范围考虑了温度上限,同时也给出了温度下限值。

 从油脂的基本性能可知,油脂的稠度随着温度的升高而变小,而随着温度的降低而变大。当油脂的升高,润滑脂变软(稠度降低,基础油黏度降低);温度降低润滑脂变硬(稠度升高,基础油黏度升高)。油脂的最佳使用温度范围,就是一个大致的温度范围,在这个范围里,润滑脂的基本稠度和基础油粘度在某个范围内,大概率可以提供一定的润滑性能。

 问题来了,这个温度范围内的润滑性能是不是满足设备设计者所选择的工况范围呢?答案是不一定!因此真正的润滑脂温度选择是要经过一定的计算。

润滑脂的温度选择

 通常选择润滑脂是为了在给定工况下能为轴承提供足够润滑。此时需要对“给定工况”和“满足润滑性能”进行校核。这就是通常的润滑选择校核计算。

 以往曾经讲过(亦可以查阅《电机轴承应用技术》、《电机轴承故障诊断与分析》、《齿轮箱轴承应用技术》,以及本公号其他文章),润滑脂的选择校核计算本质上是校核卡帕系数。当卡帕系数为1至4之间的时候,说明所选润滑满足润滑需求。

 在计算的过程中,可以注意到其中有很多的温度影响。比如黏度变化曲线,其实是黏度对温度的变化曲线。

 这个校核计算的本质就是校核所选润滑脂在当前温度下,是否可以满足卡帕系数落到1-4之间。如果答案是肯定的,那么选择就是恰当的,否则则需要进行调整。

总结

 从上面的介绍感觉温度选择和标称温度没有直接的关系。事实上,标称的温度与油脂的选择是有一定联系的。因为油脂的滴点等性能决定了黏度曲线,而卡帕系数的计算也来自于黏度曲线。

 通过本文的介绍不难发现,直接将使用温度和油脂标称数据进行对比的方式往往是不准确的。

 问题来了,为什么油脂供应商不给一个可对比的参数呢?答案是,这不可能。因为油脂供应商不知道设备设计者选择的工况条件。而油脂的性能是随着工况(温度)变化的。因此无法给出一个定值。


一本比《电机轴承应用技术》和《电机轴承故障诊断与分析》更细节的轴承应用技术书籍——《齿轮箱轴承应用技术》



经过一年多的努力,《齿轮箱轴承应用技术》将于本月出版。虽然是讲述齿轮箱轴承应用的书籍,但是就轴承本身而言,很多技术是通用的。但是,由于齿轮箱的应用条件比电机的更加复杂,因此对轴承应用也更加深入。所以这本书讲述的应用技术也比电机的两本书更加深入。

例如,以下内容(仅仅列举一部分)在《齿轮箱轴承应用技术》中有详细阐述,而在电机的书中进行了忽略:

- 游隙计算:对于电机而言,游隙的计算没那么重要,因此这部分几乎没有怎么介绍。但是游隙对于齿轮箱而言非常关键,因此《齿轮箱轴承应用技术》一书对这部分做了十分仔细的介绍,甚至给出了机损单。

- 预负荷的计算:电机中的预负荷调整多数就是弹簧预负荷。但是对于齿轮箱而言,还有其他的方式,并且需要更细节的定量计算。这部分内容在《齿轮箱轴承应用技术》中进行了详细阐述。

- 轴承发热的计算。。。

- 圆锥滚子轴承、角接触球轴承的安装调整。。。。

- 游隙的现场测量。。。。

- 润滑油的选择与过滤(齿轮箱中用润滑油居多,而电机中用润滑脂居多)。。。。

- 润滑油油路的设计。。。。

- 振动分析中的齿轮特征。。。。。。。

- 。。。。。。

显然,电机的两本书已经足够满足电机工程师的日常应用。但是对于齿轮箱工程师而言,那两本书有很多问题都没有回答。因此《齿轮箱轴承应用技术》可以给出明确的答案。

对于轴承应用技术人员而言《齿轮箱轴承应用技术》有助于你更深入学习轴承应用技术。

对于非共性知识方面《齿轮箱轴承应用技术》中给出了齿轮箱特有的一些轴承应用技术介绍,比如轴承在齿轮箱里的布置、齿轮箱轴承的安装与调试、风力发电机齿轮箱轴承的应用等等。

有兴趣的工程师可以及时关注这本书的出版。




轴承问题终结者
电机轴承问题终结者是十几年前西莫上我开的帖子,有幸帮助电机工程师解决很多电机轴承问题,以后我会在公号上陆续推出轴承应用技术文章,欢迎大家就遇到的问题提出自己的提问,你来问,我来答!
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