电机轴承润滑脂性能与原理及应用

电机轴承润滑脂的工作原理和方法电机轴承的润滑是依靠润滑脂内的三维纤维网状结构在剪切作用下被拉断时被析出的润滑油在轴承的转动元件，轴承和轴承座圈上形成一层润滑膜而起润滑作用的当新装的润滑脂的轴承开始转动时，润滑脂首先从转动元件上被甩出，并快速的在轴承盖的腔内循环，冷却。

随后润滑脂又从旋转的轴承座圈外侧切入到转动元件上，紧贴着转动元件表面上的那部分脂在剪切作用下拉断了纤维网状结构，使少量析出的润滑油在转动元件和座圈表面形成一层润滑莫。

其余的部分的润滑脂仍然保持完好的纤维网状结构，起了冷却和密封作用。

在轴承刚开始转动时，润滑脂的湍动产生摩擦热，使轴承温度上升到一个最大值，然后随着不断的剪切作用析出润滑油，在轴承的转动元件，轴承座和轴承座圈上形成一层润滑莫之后，这种摩擦热又逐渐减少，同时不断从转动元件甩出到轴承盖空腔内的润滑脂又起到了良好的冷却作用。

从而使轴承温度逐渐下降，趋近于一个平衡值。

由以上电机轴承润滑脂的工作原理可以看出，润滑脂在电机轴承内不是依靠润滑脂粘附在金属表面上起润滑作用的，而象液体般在轴承盖的空腔内不断的循环流动，即不断的从转动的元件上甩出到空腔内，又不断的从轴承盖空腔返回到转动元件上，从而反复的剪切和冷却、即保证了轴承不发生异常温升，现代高级机电部轴承用润滑脂必须能保证按这个工作原理在轴承内运行。

电机轴承内填充的润滑脂量应该是保持在轴承盖内全部空腔的1/3，留下2/3的空间，从而保证有足够的空间让从转自元件上甩出的润滑脂充分冷却后返回到转自元件上，达到控制温升的目的。

同时要注意填充量不可过少，因为润滑脂填充量过少将使从转动元件上甩出的润滑脂无法从轴承盖内返回到转动元件上，从而造成润滑不足。

名片：润滑脂，稠厚的油脂状半固体。

用于机械摩擦部分，起润滑和密封作用。

也用于金属面，起填充空隙和防锈作用。

主要有矿物油和稠化剤调制而成。

根据稠化剂可分为皂基脂和非皂基脂两类。

皂基脂的稠化剂常用锂、钠、钙、锌等金属皂，也用钾、钡、铅、铝等金属皂，非皂基脂的稠化剂用石墨、炭黑、石棉，根据用途可分为通用润滑脂和专用润滑脂，前者用于一般机械零件，后者用于拖拉机、铁路机车、船舶机械、石油钻井机械、阀门等。

主要质量指标是滴点、针入度、灰分、水分等。

用来评定润滑脂胶体稳定性的指标为分油实验、滚动轴承性能试验等。

滚筒实验是测试滚压作用下稠度变化的试验方法。

流动实验是评价在低温下润滑脂可泵送性的试验方法。

抗水淋性试验是评价对水林析出的抵抗能力的试验方法。

胶体安定性是润滑脂在使用和储存中保持胶体稳定，液体矿物油不从脂中析出的性能。

机械安定性是表示润滑脂在机械工作条件下抵抗稠度变化的性能。

滚珠轴承扭矩实验是评价润滑脂低温性能的一种试验方法。

润滑脂是将稠化剂分散于液体润滑剂中所组成的一种稳定的固体或半固体产品，其中可以加入旨在改善润滑脂某种特性的添加剂或填料。

润滑脂可在常温下附着于垂直表面不流失，并能在敞开或密封不良的摩擦部位工作，具有其他润滑剂所不可替代的特点。

因此，在汽车和工程机械上的许多部位都是用润滑脂作为润滑材料，即我们常说的机用黄油。

润滑脂主要由稠化剂、基础油、添加剂三部分组成。

一般润滑脂中稠化剂含量约为10%-20%，基础油含量约为75%-90%，添加剂及填料的含量在5%以下。

1基础油基础油是润滑脂分散体系中的分散介质，它对润滑脂的性能有较大影响，一般润滑脂多采用中等粘度及高粘度的石油润滑油作为基础油，也有一些为适应在苛刻条件下工作的机械润滑及密封的需要，采用合成润滑油作为基础油，如酯类油、聚泣-烯烃油、硅油、等。

2稠化剂稠化剂是润滑脂的重要组成部分，稠化剂分散在基础油中并形成润滑脂的结构骨架，使基础油被吸附和固定在结构骨架中。

润滑脂的抗水性及耐热性主要由稠化剂所决定。

用于制备润滑脂的稠化剂主要由两大类。

皂基稠化剂（即脂肪酸金属盐）和非皂基稠化剂（无机类和有机类，，）皂基类分为单皂基如钙基脂、混合皂基如钙钠基脂、复合皂基如复合钙基脂三种。

90%的润滑脂是用皂基稠化剂制成的。

3添加剂与填料一类添加剂是润滑脂所特有的，叫胶溶剂，它使油皂结合更加稳定如甘油与水等。

钙基润滑脂中一旦失去水，其结构就完全被破坏，不能成脂，如甘油在钠基脂中可以调节脂的稠度。

另一类添加剂和润滑油中的一样，如抗氧、抗磨、防锈等，但用量一般较润滑油中为多。

为了提高润滑脂的抗流失和增强润滑的能力，常添加一些石墨、二硫化钼、碳黑等作为填料。

性能及评定指标根据汽车及工程机械用脂部位的具体情况，对润滑脂的基本要求是：适当的稠度，良好的高低温性能，良好的极压、抗磨性、良好的抗水、防腐、防锈和安定性等。

1稠度在规定的剪力和剪速下，测定润滑脂结构体系变形程度以表达体系的结构性，即为稠度的概念。

它是一个与润滑脂在所润滑部位上的保持能力和密封性能，以及与润滑脂的泵送性和加注方式有关的重要指标，某些润滑点之所以要使用润滑脂，就是因为其有一定的抵抗流失的能力。

不同稠度的润滑脂所适用的机械转速、负载和环境温度等工作条件不同，因此，稠度是润滑脂的一个重要指标。

润滑脂的稠度等级可用锥入度来表示。

润滑脂的锥入度是指在规定时间、温度条件下，规定重量的标准椎体穿入润滑脂试样的深度，以（1/10）mm表示。

润滑脂锥入度通常包括不工作、工作、延长工作、块锥入度四种，不工作锥入度一般不像工作锥入度那样能有效地代表使用中润滑脂的稠度，通常检验润滑脂时最好用工作锥入度。

延长工作锥入度适用于工作超过60次所测定的锥入度。

润滑脂锥入度测定方法概要：在25℃条件下将椎体组合件从坠入计上释放，使椎体沉入试样5s的深度来分别测定润滑脂的上述四种锥入度。

锥入度反应了润滑脂在低剪速率条件下变形与流动性能。

锥入度值越高，脂越软，即稠度越小，越易变形和流动；锥入度值越低，则脂越硬，即稠度越大，月不易变形和流动。

由此可见，锥入度可有效地表示润滑脂的稠度，是选用润滑脂的重要依据。

中国用锥入度范围来划分润滑脂的稠度牌号。

与国际NLGI一致。

2高温性能温度对于润滑脂的流动性具有很大影响，温度升高，润滑脂变软，使得润滑脂附着性能降低而易于流失。

另外，在较高温度条件下还易使润滑脂的蒸发损失增大，氧化变质与凝缩分油现象严重。

润滑脂失效的主要原因，大多是由于凝胶萎缩和基础油的蒸发损失所致，即润滑脂失效过程的快慢与使用温度有关。

高温性能好的润滑脂可以在较高的使用温度下保持其附着性能，其变质失效过程也较慢。

润滑脂的高温性能可用滴点、蒸发度和轴承漏失量等指标进行评定。

润滑脂的滴点：是指其在规定条件下达到一定流动性的最低温度，以℃表示。

滴点没有绝对的物理意义，它的数值因设备与加热速率不同而异。

润滑脂的滴点主要取决于稠化剂的种类与含量，润滑脂的滴点大致可以反映其使用温度的上限。

显然，润滑脂达到滴点时其已丧失对金属表面的粘附能力，一般地说，润滑脂的滴点在20-30℃或更低的温度条件下使用。

润滑脂的蒸发度：是指在规定条件下蒸发后，润滑脂的损失量所占的质量的百分数。

润滑脂的蒸发度主要取决于所采用的基础油的种类，馏分组成和分子量。

润滑脂轴承漏失量：是模拟润滑脂在汽车及工程机械的滚动轴承中的工作性能。

方法概要：取脂样，一轴承中装脂样29，另一轴承装39，转速为660r/min，轴承温度105，运行时间10H,以脂在轴承上被甩出量的多少来衡量润滑脂的工作特性，并在试验结束时注意观察轴承的表面状况，显然，漏失量越大说明润滑脂的高温性能越差。

3低温特性工程机械起步时的温度与环境温度近乎一致，在寒冷地区使用时，要求润滑脂在低温条件下仍能保持良好的润滑性能，它取决于润滑脂低温条件下的相似粘度及低温转矩。

我们知道润滑油的粘度随温度的升高而减小，所以同一种润滑油，由于温度不同，粘度也不同，这种特性称之为仲早特垮。

润滑脂的年度特性则要比润滑油复杂，因为润滑脂结构体系的粘温特性还要随剪力的变化而改变。

润滑脂在一定温度条件下的粘度是随着剪切速率而变化的变量，这种粘度称之为相似粘度。

单位pas。

润滑脂中相似粘度随着剪切速率的增高而降低，但当剪切速率继续增加，润滑脂的相似粘度接近基础油的粘度后便不再变化。

润滑脂相似粘度与剪切速率的变化规律称之为：速度特性。

粘度随剪切速率变化愈显著，其能量损失愈大。

一般可根据低温条件下润滑脂相似粘度的准许值来确定润滑脂的低温使用极限。

润滑脂的相似粘度也随温度上升而下降，但仅为基础油的几百甚至几千分之一，所以，润滑脂的粘温特性比润滑油好。

低温转矩：是表示润滑脂在低温条件下使用时阻滞低速度滚珠轴承转动的程度。

低温转矩可以表示润滑脂的低温使用性能，用9.8N.CM转矩测出使轴承在一分钟内转动一周时的最低温度，作为润滑脂的最低使用温度。

4极压性与抗磨性涂在相互接触的金属表面间的润滑脂所形成的脂膜，能承受来自轴向与径向的负荷，脂膜具有的承受负荷的特性就称为润滑脂的极压性。

一般而言，在基础油中添加了皂基稠化剂之后，润滑脂的极压性就增强了。

在苛刻条件下使用的润滑脂，常添加有极压剂，以增强其极压性。

目前普遍采用四球试验机来测定润滑脂的脂膜强度。

SH/T0202-92《润滑脂极压性能测定法（四球机法）》规定了屯画质挤压性能的测定方法，该方法用综合磨损值和烧结点来表示。

综合磨损值也称负荷-磨损指数，是用四球法测定润滑脂挤压性能时，在规定条件下得到的若干次修正负荷的平均值。

烧结点也称烧结负荷，指在规定条件下使钢球发生烧结的最低负荷（N）。

SH/T0203-92《润滑脂挤压性能测定法（梯姆肯试验机法）》用OK值（即最大合用值）来表示润滑脂的挤压性能。

所谓OK值是指用梯姆肯法测定润滑剂承压能力的过程中，出现刮伤或卡咬现象时所加负荷的最小值。

润滑脂通过保持在运动部件表面间的油膜，防止金属对金属相接触而磨损的能力称为抗磨性。

润滑脂的稠化剂本身就是油性剂，具有较好的抗磨性。

在苛刻条件下使用的润滑脂，添加有二硫化钼、石墨等减磨剂和极压剂，因而具有比普通润滑脂更强的抗磨性，这种润滑脂被称为极压型润滑脂。

SH/T0204-92《润滑脂抗磨性能测定法（四球机法）规定了润滑脂抗磨性能的测定方法。

SH/T0427-92《润滑脂齿轮磨损测定法》是用齿轮磨损试验机测定润滑脂抗磨性的方法。

5抗水性润滑脂的抗水性表示润滑脂在大气湿度条件下的吸水性能要求润滑脂在储存和使用中不具有吸收水分的能力。

润滑脂吸收水分后，会使稠化剂溶解而致滴点降低，引起腐蚀，从而降低保护作用。

有些润滑脂如复合钙基脂，吸收大气中的水分还会导致变硬，逐渐丧失润滑能力。

润滑脂的抗水性主要取决于稠化剂的抗水性与乳化性，汽车与工程机械在使用过程中，底盘各摩擦点可能与水接触，这就要求润滑脂具有良好的抗水性。

抗水性差的润滑脂吸收大气中水分或遇水后往往造成稠度降低甚至乳化而流失。