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軸承潤滑與負載、溫度

簡單明了的說明軸承潤滑與負載、和溫度之間關系的話題。

一、軸承潤滑與負載

依然會到滑水運動的例子。在前面的文章中我們用滑水運動的例子講述了軸承潤滑的基本原理、軸承轉速與潤滑的關系?;\動的例子還可以很好的解釋軸承潤滑與負載的關系。

首先,滑水運動員在水面上滑行,在牽引快艇的速度一樣的時候,運動員的吃水深度與運動員自身的重量有關系。運動員自身體重越大,吃水越深;反之,運動員體重越小,吃水越淺。

在這里,可以將運動員的滑行速度類比做軸承轉速;運動員自重類比做軸承的負載;而運動員滑水板底板與水底之間的距離可以類比做軸承內(nèi)潤滑油膜的厚度。

這樣看來,運動員吃水越深,那么滑水板底板與水底之間距離越近,對于軸承而言,也就是油膜厚度越小;運動員吃水越淺,那么滑水板與水底之間的距離就越遠,對于軸承而言,油膜厚度越大。

因此可以得到一個結論,在其他條件相同的時候,軸承負載越大,軸承內(nèi)部油膜厚度越??;軸承負載越小,軸承內(nèi)部油膜厚度越大。

軸承油膜厚度小到一定程度的時候,就會出現(xiàn)混合潤滑,甚至出現(xiàn)邊界潤滑狀態(tài),軸承滾動體和滾到之間的金屬就有可能出現(xiàn)直接接觸的情況,軸承磨損風險增加。所以在合適的負載情況下,才能有限的延長軸承的使用壽命。

二、軸承潤滑與溫度

事實上,如果單獨說軸承內(nèi)部潤滑和溫度兩個因素,本來是不直接相關的,但是由于軸承的潤滑介質(潤滑脂、潤滑油)中一個重要的因素——粘度與溫度緊密相關,而潤滑介質的粘度又與潤滑關系十分緊密,因此溫度稱為影響潤滑的關鍵因素。

在介紹軸承潤滑與溫度之間的關系之前,需要一個前序的基本概念,就是潤滑劑粘度與溫度的關系。一般的情況下,潤滑劑粘度隨著溫度上升而下降。這幾乎是一個確定的關系,因此軸承潤滑與溫度的關系本質上是軸承潤滑與潤滑劑粘度的關系。

我們重新回到滑水運動員的例子來看這個關系。我們假設有一個水池里面裝的是水,另一個水池里面裝的是蜂蜜。顯然蜂蜜比水更粘稠。那么當其他條件一樣的時候(運動員體重一樣,牽引速度一樣)的時候,上述兩個池子中哪個更容易將運動員浮起來?

憑感覺都可以得到一個答案,那就是蜂蜜的池子里運動員更容易浮起來。當然,你也可以通過浮力的公式有一個定量的感受。

滑水運動員更容易從裝有蜂蜜的池子里浮起來,對比到軸承上而言,就是更大的粘度有利于形成油膜(浮起來)。如果聯(lián)系溫度與潤滑劑粘度的關系,不難得到結論,溫度低的時候,潤滑劑粘度大,更容易形成油膜。

事實上,潤滑劑粘度的增大除了容易形成油膜這個正面因素以外,還有一個負面因素。依然聯(lián)想滑水運動員的例子,牽引船希望拉動滑水運動員在葉面上浮起來,在兩個池子中哪個的阻力更大?想必,答案也是清楚的,那就是蜂蜜的池子阻力大。對比到軸承上就是軸承的阻轉矩更大了。宏觀上來看,就是軸承滾動的阻力大了。可以理解為摩擦轉矩大了。軸承的摩擦阻轉矩臨末以發(fā)熱的方式散發(fā)出去,因此,潤滑劑粘度大,會帶來軸承溫度的升高。

中間有個小問題,軸承溫度升高了,那么潤滑劑粘度又降下來了,這樣不就不會繼續(xù)高溫了么?這個問題留給工程師自己去梳理邏輯,一個小提示,就是粘稠的潤滑劑發(fā)的造成的溫度降低了自身粘度,臨末會不會形成一個平衡?從這個平衡的角度去想,你不難找到答案。

來源: 電子開發(fā)網(wǎng)

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