高速軸承選用哪種潤(rùn)滑脂

　　許多工業(yè)設(shè)備都有高速軸承，高速軸承應(yīng)專門選用合適的潤(rùn)滑脂。如果選用不當(dāng)，對(duì)軸承會(huì)起到阻滯作用，使摩擦加大，容易引起軸承發(fā)熱。

　　高速軸承最容易引起高溫，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中的高溫不當(dāng)對(duì)軸承有害，而且會(huì)加速潤(rùn)滑脂的氧化，使?jié)櫥冑|(zhì)。選擇合適的潤(rùn)滑脂，可以延長(zhǎng)軸承和潤(rùn)滑脂的使用壽命。一般的通用潤(rùn)滑脂不適用于高速軸承，要根據(jù)高速軸承的尺寸、轉(zhuǎn)速、運(yùn)行溫度等因素，選擇合適的潤(rùn)滑脂。

　　選擇高速軸承潤(rùn)滑脂時(shí)，以下幾個(gè)方面很重要：

　　1)基礎(chǔ)油粘度/黏度：潤(rùn)滑脂就是稠化后的潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑脂也是靠油來潤(rùn)滑，而粘度是潤(rùn)滑油最重要的指標(biāo)，潤(rùn)滑油是按照粘度來劃分牌號(hào)。基礎(chǔ)油的粘度要找對(duì)(ISO粘度等級(jí))，粘度過大，會(huì)造成阻滯、摩擦加劇、發(fā)熱;粘度太小，油膜厚度不足，容易引起軸承磨損。粘度要根據(jù)廠家的要求，選用正確的等級(jí)。

　　2)NLGI稠度等級(jí)：潤(rùn)滑脂是根據(jù)NLGI稠度等級(jí)來劃分牌號(hào)。NLGI稠度等級(jí)也叫做錐入度、針入度。表現(xiàn)的是潤(rùn)滑脂的軟硬程度，NLGI稠度等級(jí)也要根據(jù)設(shè)備廠家的要求選擇正確等級(jí)。

　　3)成溝特性：用于高速軸承的潤(rùn)滑脂，應(yīng)選擇具有良好成溝特性的潤(rùn)滑脂，這類潤(rùn)滑脂在使用中不易造成阻滯作用，減少摩擦和發(fā)熱。

　　4)滴點(diǎn)：潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)應(yīng)盡可能的高過使用中遇到的最高溫度。

　　5)稠化劑的種類：不同的稠化劑，會(huì)影響潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)、分油特性。應(yīng)選擇滴點(diǎn)高、分油特性好(靜態(tài)分油和動(dòng)態(tài)分油)的潤(rùn)滑脂。

　　下面，我們分別討論這幾個(gè)特性，還有選擇高速軸承潤(rùn)滑脂相關(guān)的一些參數(shù)。

　　1.軸承的速度因子：

　　軸承的速度因子，可以幫我們確定潤(rùn)滑脂的NLGI稠度等級(jí)，還有潤(rùn)滑脂的基礎(chǔ)油粘度等級(jí)。軸承的速度因子有兩種算法，一種是軸承的DN值，另一種是NDm值。其中：

　　軸承的DN值=軸的轉(zhuǎn)速*軸承內(nèi)徑

　　軸承的NDm值=軸的轉(zhuǎn)速*(軸承內(nèi)徑+軸承外徑)/2

　　注：轉(zhuǎn)速單位是rpm，軸承內(nèi)徑和外徑都是按照直徑算，單位是毫米。

　　軸承廠家在設(shè)計(jì)軸承時(shí)，會(huì)根據(jù)軸承速度和尺寸算出適用的潤(rùn)滑脂稠度和基礎(chǔ)油的粘度，而對(duì)于用戶來說，一欄情況下，按照廠家的建議選用潤(rùn)滑脂就可以了。

　　2.潤(rùn)滑脂的基礎(chǔ)油粘度：

　　潤(rùn)滑脂就是稠化后的潤(rùn)滑油，油的粘度是潤(rùn)滑油最重要的指標(biāo)。通用潤(rùn)滑脂的基礎(chǔ)油粘度最常見的是ISO 220cSt(運(yùn)動(dòng)粘度)，這樣的粘度對(duì)于中等負(fù)荷和中等轉(zhuǎn)速的軸承來說沒問題，但是軸承的轉(zhuǎn)速越高，油的粘度需要降低，否則對(duì)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)造成阻滯、引起摩擦增大，軸承因此發(fā)熱。

　　計(jì)算軸承所需的粘度，是根據(jù)軸承的速度因子，再結(jié)合軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中的溫度，從潤(rùn)滑油的粘度-溫度曲線中找到對(duì)應(yīng)的粘度值。例如，某軸承的NDm值為293125，需要的粘度為7cSt,軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度為65℃，在粘度-溫度曲線上，65℃時(shí)粘度為7cSt的油，在40℃時(shí)是ISO 22~32cSt(油的粘度指數(shù)為95)。注意，工業(yè)潤(rùn)滑油的粘度統(tǒng)一是在40℃時(shí)測(cè)試的。所以，選用時(shí)考慮設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，需要適當(dāng)換算一下。

　　在這個(gè)例子中，如果我們使用通用潤(rùn)滑脂(基礎(chǔ)油粘度220)，那么粘度相當(dāng)于實(shí)際所需要的10倍。粘度如果大得太多，會(huì)造成軸承發(fā)熱，增加能耗，另外還會(huì)使?jié)櫥褂脡勖s短。

　　3.潤(rùn)滑脂的成溝特性：

　　對(duì)于高速軸承來說，成溝特性是一項(xiàng)重要指標(biāo)。成溝特性可以反映軸承潤(rùn)滑脂在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的潤(rùn)滑請(qǐng)況。成溝特性體現(xiàn)的是潤(rùn)滑脂在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的流動(dòng)性和稠度保持性，以及在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下產(chǎn)生的扭矩。檢測(cè)潤(rùn)滑脂的成溝特性，國(guó)際上采用美國(guó)聯(lián)邦檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)791C-3456.2條方法(Method 3456.2 of Federal Test Method Standard 791C)。在這個(gè)檢測(cè)中，把潤(rùn)滑脂涂在一個(gè)特定容器上，表面抹平，使用一條鋼片壓入潤(rùn)滑脂，壓出一道溝，在一定的溫度和條件下實(shí)驗(yàn)10秒。然后檢查潤(rùn)滑脂是否流回溝內(nèi)。如果潤(rùn)滑脂流回溝內(nèi)，那么潤(rùn)滑脂的成溝特性不好(non-channeling)。如果沒有潤(rùn)滑脂流回溝內(nèi)，那么潤(rùn)滑脂的成溝特性合格(channeling)。

　　成溝特性好的潤(rùn)滑脂在使用中更容易被擠開，擠開后又能保持穩(wěn)定的稠度，對(duì)于高速軸承來說，這一點(diǎn)很重要。成溝特性好的軸承潤(rùn)滑脂可以減少高速運(yùn)轉(zhuǎn)中的扭矩，降低摩擦，減少運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)熱量。成溝特性差的潤(rùn)滑脂容易流回運(yùn)轉(zhuǎn)部位，對(duì)滾子形成阻滯和摩擦。

　　4.稠化劑類型：

　　潤(rùn)滑脂是以稠化劑命名的，所以潤(rùn)滑脂的類別就可以反映稠化劑的類別，例如鋰基脂使用的稠化劑就是鋰基稠化劑，粘土脂使用粘土作為稠化劑。

　　潤(rùn)滑脂就是稠化后的潤(rùn)滑油，稠化劑的作用就像海綿，把潤(rùn)滑油保持在稠化劑的纖維網(wǎng)絡(luò)里。稠化劑的類型不同，纖維結(jié)構(gòu)也不同，會(huì)影響潤(rùn)滑脂多方面的性能，包括上面提到的成溝特性、分油情況、滴點(diǎn)、稠度的穩(wěn)定性(剪切穩(wěn)定性)。某些稠化劑的纖維較長(zhǎng)，有些較短。稠化劑的纖維如果較短，那么潤(rùn)滑脂的外觀看起來較為光滑細(xì)膩，鋰基脂、鈣基脂、聚脲脂、復(fù)合鋰基脂、復(fù)合磺酸鈣脂的稠化劑都屬于短纖維，這些潤(rùn)滑脂的成溝特性通常較好，泵送較為容易，高速運(yùn)轉(zhuǎn)中造成的摩擦也相對(duì)較小。

　　鈉基脂、鋁基脂、鋇基脂的稠化劑纖維較長(zhǎng)，這些潤(rùn)滑脂的成溝特性較差。纖維較長(zhǎng)還有一個(gè)缺點(diǎn)——剪切穩(wěn)定性差。在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中，潤(rùn)滑脂經(jīng)受不斷的碾壓剪切，長(zhǎng)纖維更容易被剪斷，剪斷后潤(rùn)滑脂的稠度變稀。在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中，機(jī)械剪切率更高，因此更要關(guān)注潤(rùn)滑脂的剪切穩(wěn)定性。如果稠化劑的纖維較長(zhǎng)，它們不但更容易被剪切，而且被剪斷的部分還會(huì)聚集到軸承滾子的運(yùn)動(dòng)部位，加劇阻值和摩擦，進(jìn)一步造成溫度升高、加劇剪切效應(yīng)。

　　5.NLGI稠度等級(jí)：

　　軸承的速度因子、運(yùn)行溫度、負(fù)載等情況共同影響所需的NLGI稠度，設(shè)備制造商會(huì)給出推薦值，用戶要按照推薦值再結(jié)合實(shí)際使用情況選擇合適的NLGI稠度等級(jí)。

　　潤(rùn)滑脂的稠度也叫做錐入度、針入度，表征的是潤(rùn)滑脂的軟硬程度，NLGI把稠度分為了9個(gè)等級(jí)，從000到6號(hào)稠度逐漸遞增，硬度逐漸增加。數(shù)字越大，說明稠度越大，表示潤(rùn)滑脂越硬、反之就越稀。

　　6.軸承類別：

　　滾動(dòng)軸承也分為多種，滾子可以是圓珠，也可以是圓柱、圓錐形、紡錘形等。滾子的形狀不同，影響基礎(chǔ)油的粘度要求、NLGI稠度、換脂周期。其中的原因在于不同形狀的滾子，和潤(rùn)滑脂的接觸面積不同。接觸面積較大的滾子，更容易把基礎(chǔ)油從稠化劑里擠干，標(biāo)準(zhǔn)的滾珠軸承接觸面積較小。接觸面積大的軸承一般承受的負(fù)荷也大于滾珠軸承，這類軸承更容易造成基礎(chǔ)油流失，要求潤(rùn)滑脂具有良好的分油特性。

　　7.潤(rùn)滑脂滴點(diǎn)：

　　潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)必須高于最高使用溫度，尤其對(duì)于高溫下使用的潤(rùn)滑脂，高滴點(diǎn)是一個(gè)必要條件。滴點(diǎn)不等于潤(rùn)滑脂的最高使用溫度，潤(rùn)滑脂允許的最高使用溫度一般比滴點(diǎn)要低30℃~50℃。潤(rùn)滑脂滴點(diǎn)的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)是ASTM D2265(舊的標(biāo)準(zhǔn)是ASTM D566)，在檢測(cè)中，隨著溫度升高，潤(rùn)滑脂會(huì)從膏狀的半固體，逐漸變成液態(tài)。測(cè)定時(shí)滴點(diǎn)時(shí)，潤(rùn)滑脂隨著溫度升高會(huì)逐漸變成流動(dòng)液態(tài)，我們把潤(rùn)滑脂開始滴下第一滴油時(shí)的溫度叫做滴點(diǎn)。當(dāng)溫度達(dá)到滴點(diǎn)時(shí)，稠化劑的膠體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，不能正常地吸附保持基礎(chǔ)油。

　　滴點(diǎn)雖然是潤(rùn)滑脂高溫性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，但不是唯一指標(biāo)，挑選高溫潤(rùn)滑脂不能只看滴點(diǎn)高。滴點(diǎn)表征的是稠化劑的一項(xiàng)高溫性能，但基礎(chǔ)油是否能經(jīng)受這么高的溫度卻不能通過滴點(diǎn)說明，因此挑選高溫潤(rùn)滑脂不但要看滴點(diǎn)，還應(yīng)該把所有的成分在高溫下的性能都考慮在內(nèi)。

　　8.相容性：

　　在使用潤(rùn)滑脂時(shí)，不同類型、不同品牌的潤(rùn)滑脂不能混用。如果改用其它潤(rùn)滑脂，要把軸承內(nèi)舊脂盡量清除干凈。如果條件允許，最好把軸承清洗干凈后再添加新脂。

　　潤(rùn)滑脂投入使用后，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)關(guān)注軸承運(yùn)行中是否發(fā)熱、潤(rùn)滑脂是否出現(xiàn)流油、發(fā)干的現(xiàn)象，這些情況都說明軸承潤(rùn)滑脂在使用中出現(xiàn)了不正常的情況。