电机轴承润滑

• 满足电机终生润滑的要求
• 滑脂被认为是下一代优质电机的基本组成部分 • 对低噪音滑脂的要求显著增加
• 电机的尺寸越来越小
ExxonMobil Proprietary
润滑脂的发展趋势
电机的尺寸
50
功率 0.75 kW
40
重量, kg
30
20
10
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
ExxonMobil Proprietary
• 密封(终生润滑) / 高速轴承
– 30% 的轴承内部空间(密封轴承)
ExxonMobil Proprietary
定期补充滑脂应使用多少滑脂?
• 公式 : G (克)= 0.005 D(轴承外 径, mm) x B(轴承宽度, mm) • 例 : 150 马力 的电机其轴承型 号为：313 – 65 mm 内径 – 140 mm 外径 – 33 mm 宽度 • 答案: G = 0.005 x 140 x 33 = 23 克 23 g/ (28.3 g/盎司) = 0.8 oz 0.8 x (33 次/盎司) = 27 次
ExxonMobil Proprietary
ExxonMobil Proprietary
POLYREX EM
一种可极大的延长轴承寿命的的润滑脂
ExxonMobil Proprietary
POLYREX EM 提供了独一无二的性能
• 极好的高温性能和极长的使用寿命
• 出色的抗剪切性能 (机械稳定性 )
2. 取出排泄塞，清出孔中变硬的滑脂 3. 如配有排泄杆, 将排泄杆取下并清除其中变硬的滑脂，在加脂前 装上排泄杆 4. 在电机停止后，加脂直至新脂由排泄口排泄
5. 如配有排泄杆, 在加脂的过
程中经常地将排泄杆取下 来观察是否有新脂溢出 6. 先不装排泄塞，让电机运 行10 分钟左右将多余的滑 脂排出 7. 装上清洁后的排泄塞
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电机及轴承润滑
润滑脂的发展趋势
密封轴承
ExxonMobil Proprietary
• 轴承系统的发展
• 伴随着零件尺寸越来越小: - 更高的负荷 - 更高的操作温度 - 与非金属零件的相容性要求 • 某些环保要求的解决方案
润滑脂的发展趋势
电机
ExxonMobil Proprietary
• • • •
轻: 非频繁操作 (1小时/天). 如：阀，门的开启装置，便携式工具. 标准: 1-2 班操作. 如：机床，空调机，输送带，轻型压缩机和泵，洗衣机 严厉: 连续操作 (24 小时/天). 如：风扇，发电机，钢厂设备和工艺设备. 极端严苛: 肮脏，潮湿或腐蚀环境，振动设备，周围环境高温(超过 104 F). 热泵和风扇.
可供选择的电机滑脂
• Unirex N – 先进的复合锂基稠化剂，矿物基础油 – 常规电机润滑的理想润滑脂 • Polyrex EM – 聚脲基，矿物基础油 – 极佳的高温稳定性能 – 极长的使用寿命 • Mobilith SHC 100 – 复合锂基，聚α烯烃基础油 – 用于要求低温扭矩的电机 – 适用于重负荷的应用 – 适用于有微振磨损的工况
• 极好的抗腐蚀性能
• 极好的析油特性
• 良好的低温性能
• 与大多数传统的锂基脂相容性增强
ExxonMobil Proprietary
埃克森美孚公司开发POLYREX EM的目的
推出一个先进的用于电机轴承润滑的滑脂：
为长寿命滑脂设立了新的标准 使轴承制造商以空前的规模向市场上提供具备长寿命 低维护的以滑脂润滑的轴承 向对噪音敏感的应用提供低噪音性能的滑脂
确定最佳加脂程序的检查清单
• 我应该使用何种滑脂?
ExxonMobil Proprietary
• 加脂量应该是多少?
– 初装量; 定期补脂量
• 什么样的加脂程序最好?
• 注脂周期应为多长?
• 制造商的建议？
• 我有书面的补脂程序吗?
电机轴承的温度
300
ExxonMobil Proprietary
防滴电机 全封闭风冷式电机 全封闭不通风电机
250
轴承温度 (Deg F)
200
150
100
50
0
绝缘等级 B 104F 环境温度 1.15 功率系数 绝缘等级 B 104F 环境温度 1.00 功率系数 绝缘等级 F 104F 环境温度 1.15 功率系数 绝缘等级 F 150F 环境温度 1.00 功率系数
1980
1990
2000
电机对滑脂的要求
• 良好的成沟特性
ExxonMobil Proprietary
• NLGI 等级 2 或 3
– 等级 3 适用于 dn>250,000 (dn=轴承内径(mm) x 转速) • 基础油粘度 :40C,110 cSt -140cSt
• 高滴点
– 测试方法 ASTM D2265 – 最低 232 C
2
传统的复合锂基脂
3
FAG FE9 测试的细节
测试条件:
ExxonMobil Proprietary
角接触球轴承 6000 rpm (可以在 3000 rpm操作) 轴向负荷: 1500N (可以在 3000 或 4500N操作) 轴承驱动功率增加一倍时试验失败 结果报告为有50% (L50)的轴承可至少运转100小时的温度
ExxonMobil Proprietary
Hale Waihona Puke Baidu
增强的聚脲基技术
老的 POLYREX
• • • 长润滑寿命 极好的剪切稳定性 低的油析出
聚脲基滑脂技术
1999.7. 被取消
1999.7 推出
ExxonMobil 发展了更先进的
新 POLYREX EM
提高了润滑寿命
保持了原有的抗剪切稳定性 保持了原有的低油析出 低噪音性能针对电机轴承作了更好 的调整
可在3种不同的配置下进行测试： 配置 A： 使用 2g 滑脂无护罩 配置 B： 使用 2g 滑脂有护罩 配置 C： 使用10g滑脂有护罩
POLYREX EM 达到: 配置A：180°C 配置B：200°C
FAG FE9 滑脂耐高温 (配置 A)
180
ExxonMobil Proprietary
可达到至少 100 小时寿命 (L50)的温度 (° C )
80
70
60
50
40 30
20
10
0 1 2
Polyrex EM
竞争对手 C
传统的聚脲基滑脂
传统的 复合锂基滑脂
3
抗磨保护性能
磨损保护由四球磨损试验来测量 (ASTM D 2266) 测试条件: 一个转动的球作用于三个固定的球上 作用在转动球上的负荷 = 40 kg 测试温度 = 167 °F 球的转速 = 1200 rpm 测试时间 = 1 小时 固定球上圆形磨痕的直径以毫米来测量 工业标准 = <0.5-0.6 mm 磨痕
补充滑脂的方法
ExxonMobil Proprietary
• 加脂管线(通路)必须将滑脂导至轴承的相互运动的表面
• 轴承座应有一个出口便于多余的滑脂排出
• 在注脂前清洁油嘴 • 如有可能，应在轴承转动时加脂 (对于有些电机来说并非如 此) • 经过几次补充润滑脂后，应清洁轴承及轴承座，重新加脂
影响补脂周期的因素
电机轴承的加脂周期
电机等级 (马力 ): 工作条件 轻 标准 严厉 极端严苛 10 年 7年 4年 9月 7年 4年 1.5 年 4月 4年 1.5 年 9月 3月 1/4 至 7.5 10 至 40 50 至 150
ExxonMobil Proprietary
超过 150
1 year 6月 3月 2月
• 成本高 • 生产困难，生产工艺不一致 • 用于集中供脂系统泵送性较差 (稠化剂含量高)
ExxonMobil Proprietary 新的“剪切稳定”的聚脲基滑脂提供了独一无二的性能优 点
• 更高的油皂比 • 提高了与绝大多数传统的锂基脂的相容性 • 良好的剪切稳定性(机械稳定性) • 极长的高温润滑寿命
• 设备制造商的推荐
ExxonMobil Proprietary
传统锂基滑脂的注脂周期图
70°C补脂周期 (小时)
tfa
SKF 手册
tfb
tfc
转速 (rpm)
tfa = 径向球轴承
tfb = 圆柱滚子轴承
tfc = 圆锥滚子轴承
电机加脂 -- 典型程序
1. 清洁加油嘴和旧脂排泄塞
ExxonMobil Proprietary
>800 小时 @ 177 °C (350 °F )
ExxonMobil Proprietary
ASTM D3336 于 177 °C (350 °F)的滑脂寿命
900 800 700
寿命 (L50 ，小时 )
600 500 400 300 200 100 0
Polyrex EM
1
竞争对手C 传统的聚脲基脂
170
160
150
140
130
120
110
100 1 2 3
Polyrex EM
竞争对手 C
传统的聚脲基滑脂
传统的 复合锂基滑脂
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剪切稳定性
“是润滑脂在机械作用下阻止其稠度(硬度)变化的能力”.
(也叫机械稳定性能)
• 用延长的针入度测试来测量 (ASTM D217 100,000次)
• 低析油特性
– 测试方法 ASTM D1742, ASTM D6184 或 IP121
电机对滑脂的更多要求...
• 高温下优异的抗氧化性能
ExxonMobil Proprietary
– 常用测试方法 ASTM D3336 润滑脂寿命试验 – 在最高工作温度下(300-350F)(149C-177 C)至少有 500 小时的寿命
ExxonMobil Proprietary
POLYREX EM = 0.4 mm 磨痕
POLYREX EM 显示出极好的抗水性能
水冲洗试验 (ASTM D1264)
• 轴承在一有防护但不密封的
– POLYREX EM: 相对于工作60次后的针入度有40-45 mm/10的变化 – 传统的聚脲基滑脂 (剪切不稳定) 会有 >100 mm/10 的变化
剪切稳定性能
基于100,000次操作的剪切稳定性能
100
ExxonMobil Proprietary
90
100,000次 - 60次 针入度 , mm/10
• 轴承的类型
– 如果 L = 给定尺寸和转速的轴承的补脂周期： • 1xL= 球轴承补脂周期 • L/2 = 圆柱滚子轴承的补脂周期 • L/10=球面滚子轴承或圆锥滚子轴承的补脂周期
ExxonMobil Proprietary
• 轴承的转速
– 轴承转速越高，要求的补脂频率越高
• 轴承的温度
– 绝缘等级, 电机类型 (防滴电机, TENV全封闭不通风电机, TEFC全封 闭风冷式电机) – 环境温度, 电机功率系数 – 轴承温度每增加 15 °C， 补脂周期减半
新 POLYREX EP2
增强了抗磨和极压保护性能 保持了原有的长润滑寿命 保持了原有的抗剪切稳定性 保持了原有的低油析出 多用途应用
ExxonMobil Proprietary
早期的聚脲基滑脂出现的问题
• 较差的抗剪切性能
• 与其它滑脂不相容
• 较差的储存稳定性 (变硬/析出油)
• 防锈保护性能较差
ExxonMobil Proprietary
影响补脂周期的更多因素
• 轴承尺寸
– 轴承尺寸越大，补脂越频繁
• 轴承安装方向
– 安装在立轴上的轴承，其补脂周期为水平轴轴承的一半
• 工作环境
– 潮湿 / 粉尘的环境应缩短补脂周期
• 滑脂的质量
– 一些高性能的滑脂 (如 POLYREX EM) 其润滑寿命远远 长于一般锂基滑脂
• 良好的低温扭矩
– 常用测试方法 ASTM D 1478 – 一般在 - 20F (-29 C)的启动扭矩不大于 10,000 g-cm
• 具有良好的抗磨特性，但一般不含极压添加剂
轴承第一次注脂需要加多少?
• 非密封轴承
– – – – 填满轴承内部空间 轴承座内加入30 - 50%的滑脂 确保密封润滑良好 如转速低，加脂量可以大于 50%
• 良好的低温性能 (如：低温扭矩)
• 析油少 • 良好的泵送性
ExxonMobil Proprietary
POLYREX EM的性能突破: 进一步提高其长寿命特性的同时 并不影响其它性能
ExxonMobil Proprietary
ASTM D3336 试验的细节
测试条件:
6204 轴承 10,000 rpm 轻载: 5 磅轴向力, 15 磅径向力 177°C轴承温度 当监测到轴承起动扭矩增加或温升超过15°C (27°F) 时视为 试验失败 工作循环: 20 小时工作, 4 小时停止 POLYREX EM 达到: