轴承润滑知识

轴承润滑知识

1润滑的作用

轴承工作时，为了保证轴承有效和可靠的运转，必须有充分的润滑。轴承润滑的作用：·防止或减少轴承中的滚动体、滚道及保持架之间金属的直接接触，减少摩擦磨损

·在摩擦表面形成油膜，当压力油膜形成后，可以增大零件接触承载面积，因此，可以起到减小接触应力，延长滚动接触疲劳寿命的效果

·润滑剂具有防锈、防腐蚀作用

·油润滑还具有散热和带走轴承运转中产生的磨损颗粒或侵入的污染物的作用

·脂润滑可以起到增加密封性防止外部污染物侵入的作用

·具有一定的减振降噪的作用

2 润滑剂的选择

从理论上讲，选择润滑油或润滑脂作为滚动轴承的润滑剂都可以满足轴承的润滑需要。滚动轴承在运转中，除因密封或散热需要较大润滑剂量外，实际用于润滑的润滑剂量很少。润滑时，只要保证在运动接触表面上有能够形成油膜的润滑剂，并达到理想的工作温度就可以了。

在实际选用润滑剂时，可以根据机械的结构、轴承的使用条件、与轴承相邻部件的结构、润滑方式、维护保养等因素综合考虑。

选择油润滑或脂润滑应考虑的因素见表1

表1

轴承使用的润滑剂主要分为脂润滑和油润滑两种，在特殊工作条件下也可采用固体润滑剂。

3 脂润滑

从润滑系统的结构方面考虑，由于脂润滑不需要特殊的装置，密封也相对简单，使用方便，所以在很多场合都采用脂润滑。

润滑脂是由基础油、稠化剂、添加剂加工而成的半固体状润滑剂。其中基础油约占70～95%，稠化剂占5～30%，添加剂占微量。

轴承常用的润滑脂有钙基润滑脂、钠基润滑脂、锂基润滑脂、钙钠基润滑脂、铝基和二硫化钼润滑脂等。

润滑脂的主要性能：

·基础油粘度

润滑脂的润滑性能取决于基础油的粘度，基础油的粘度对于润滑油膜的形成十分重要。通常，用于滚动轴承的基础油粘度一般在15～500mm2/s（40℃）范围内，若高于500mm2/s （40℃）润滑不充分，而高于1000 mm2/s（40℃）基础油很难从润滑脂中析出。轴承将不

到润滑。若低于15mm2/s将不易形成油膜。

·稠度

润滑脂在外力作用下抵抗变形的能力称为稠度。稠度采用针入度来度量，润滑脂的牌号也采用针入度的等级来表示。针入度越小说明润滑脂的稠度越大、脂的硬度越高、流动性则越差。针入度（或牌号）共分为九级。其中，适合轴承使用的针入度一般为1、2、3级，而2级应用的最普遍。

一般稠度较低的润滑脂用于低温工作条件，而较高稠度的润滑脂则用于低温工作条件。

润滑脂在其规定的使用温度范围内使用时，稠度不会发生太大的变化。若工作温度高于规定的使用温度，润滑脂就会变软且容易流失。若工作温度低于规定的使用温度，润滑脂会变硬，从而增大运动阻力或因析油不足影响润滑效果。

·稠化剂

稠化剂的作用主要是为了保持润滑脂呈半固体状态，而润滑脂的一些性能也是由稠化剂来决定，如润滑脂的使用温度、机械稳定性、耐热性、耐水性等性能。稠化剂不同，润滑脂的性能也不同。

稠化剂有金属皂基和非皂基之分，金属皂基如锂、钠、钙、钡、铝等，非皂基如硅胶、膨胀润土、尿素等。

·添加剂

一般基础油很难满足摩擦副润滑的综合性能要求，因此，为了提高油品的使用性能，必须在基础油中加入一定量对润滑剂性能改善起重要作用的物质即添加剂，以适应各种特殊工作条件的需要。但使用有添加剂的润滑脂会给轴承零件带来一定的负面影响，如腐蚀等。

添加剂主要有：

·保护金属表面的添加剂，如极压添加剂等

·改善润滑油性能的添加剂，如粘附剂等

·以及保护润滑脂自身的添加剂，如抗氧剂等

·相容性

在更换润滑脂的牌号时，应考虑不同牌号润滑脂的相容性问题。不同牌号润滑脂混合使用，容易造成润滑脂稠度发生很大变化，导致润滑脂流失或润滑失效。

具有相同稠化剂和相似基础油的润滑脂一般可以混合使用，不会产生不良的影响。

3.2 润滑脂的选择

选择润滑脂时，主要根据轴承的工作温度、载荷和转速三个方面考虑。

润滑脂的润滑性能取决于基础油，基础油的选择是根据润滑脂的用途和使用条件来确定的。用于低温、轻载荷和高速轴承的润滑脂应采用低粘度基础油，如仪表油、透平油等。用于温度不太高、中等载荷、中等转速轴承的润滑脂可以采用机械油和内燃机油作为基础油。用于温度较高、重载荷、低速轴承的润滑脂可以采用汽缸油作为基础油。特殊润滑条件可选用合成基础油。

轴承结构及精度对润滑脂的选择也有一定影响。轴承内部有效空间或游隙越小，工作表面的加工精度越高，可选用的基础油的粘度应越低，这样可以减少不必要的能量损耗，提高脂的流动性。工作表面粗糙时应提高基础油的粘度值，此时由于接触表面是局部接触，接触部位的压力较大不易形成油膜。

在潮湿或水分较多的工况条件下，钙基脂因不易溶于水应为首选对象，钠基脂易溶于水则应在干燥和水分少的环境条件下使用。

选择润滑脂时，还应注意以下几点：

·在一般的速度和载荷温度下，各类轴承的最低运动粘度应不低于15mm2/s

·选用的润滑脂的滴点必须高于工作温度20～30℃，以保证润滑效果

·由于润滑脂的流动性较差，摩擦阻力大，导热系数也较低，因此，不宜作循环润滑剂。如果必须用于集中供脂的场合，应选用针入度较大的润滑脂

·润滑脂在规定的使用温度内对温度的影响不十分敏感，对载荷性质、运动速度的变化等也有较大的适应性，所以，适用于温度、转速变化较大或反转、间歇运动的机械·由于润滑脂不易流失，又不需要经常更换，需要的密封装置相对简单，加上润滑脂自身也具有一定的密封作用，因此，特别适用于不易加油、不允许润滑剂污染，以及灰尘较多的场合

·在高温部位润滑时，要考虑选用抗氧化性好、热蒸发损失小、滴点高的润滑脂。

·对于一次性润滑的密封轴承，润滑脂的寿命应大于轴承的疲劳寿命。如果小于轴承的疲劳寿命，那么，润滑脂的寿命就决定了轴承的实际使用寿命。在一般应用时，润滑

脂的寿命应与机械设备的中修或大修相当

最常用的润滑脂有钙基润滑脂、锂基润滑脂、铝基润滑脂和二硫化钼润滑脂等。

列入本样本的各类密封轴承在轴承出厂时均已装好了润滑脂，顾客可直接装机使用。一般情况下，轴承内装用2#锂基脂。如顾客对润滑脂的特殊要求，可向L YC技术部门进行咨询。

3.3 润滑脂的填充量

润滑脂的填充量因轴承结构、空间、运转速度及润滑脂的种类不同有所变化。轴承的润滑脂填充量由两部分组成，一部分填充到轴承内部，另一部分则需要填充到轴承座内。

润滑脂的填充量可以根据轴承采用脂润滑时，所允许的极限转速与轴承实际工作转速的比值（转速比）来确定。其值见表2。

表2

转速比（n极/n=A）填充量

A ≤ 1.25 润滑脂占轴承内部自由空间的

1/3

1.25 ＜A≤5 润滑脂占轴承内部自由空间的

1/3～2/3

A ＞5 润滑脂占轴承内部自由空间的

2/3 以上

表2只给出了轴承内部的填充量，而轴承往往是安装在轴承座内，为了预防润滑脂在轴承运转时被甩出，保证轴承内部有足够的润滑脂量，满足润滑的需要，在轴承座的自由空间内也必须填充一定量的润滑脂（密封轴承除外）。根据经验，一般以填满轴承座内自由空间的1/3～1/2为宜，高速时可适当减少。转速低时适当增加，并注意密封。

3.4 润滑脂的更换周期

润滑脂的更换周期不仅取决于润滑脂本身的性能和品质，还与润滑脂使用的工作环境条件、温度、运转速度和承受的载荷有关。

当温度升高，润滑脂的基础油会产生蒸发、氧化变质，脂的网状结构破坏和硬化，使其润滑性能降低，当基础油损失达到50～60%时，润滑脂将丧失了润滑能力。特别是在高温

条件下，润滑脂的润滑性能下降的更快。使用温度越高使用寿命越短，大部分润滑脂的使用寿命与温度的关系是轴承使用温度每升高10～15度，润滑脂的寿命就下降1/2。因此，需要在润滑脂丧失润滑性能前更换新的润滑脂。

一般润滑脂的更换周期可以通过润滑脂的使用寿命来估算，润滑脂的使用寿命的估算公式为：

1000⨯=

dn

A

L 极限速度参数

式中

L － 润滑脂的寿命，h ；

A － 极限速度参数，mm ·r/min ；A 值见表3。 d － 轴承内径，mm ；

n － 轴承转速，r/min ；

表

如果润滑脂的品质好、无尘埃、密封良好，润滑脂的实际使用寿命会高于上式的计算值，反之，将低于计算值。另外，对于使用量较大的润滑脂，还可以通过检测润滑脂的性能参数来判定润滑脂是否失效。润滑脂失效的判定指标见表4。

·再润滑量

当润滑脂的更换周期与机械的检修期一致时，可将轴承取出清洗后重新填入与新轴承等量的新脂，清洗时，注意不要损伤轴承，不要将杂质带入轴承内部，并连同轴承座一同清洗。

当机械未达到检修期，而润滑脂达到了更换周期，或者在机械中轴承不便拆卸，此时，应考虑采取定期向轴承内补充新润滑脂的方法进行再润滑，待达到机械的检修期后再将轴承取出清洗后重新润滑。

再润滑时，新填入脂的量应进行限制，一般再润滑周期越短，每次新补充的量越少，再润滑量可由经验公式进行估算：

m = xDB

式中

m －每次的新补充的润滑脂量，g；

D －轴承外径，mm；

B －轴承内径，mm；

X －填脂系数，见表5

表5

当轴承座的自由空间大、轴承转速低或在不良的环境条件下，需要利用润滑脂防止灰尘、水分等侵入时，可适当加大再润滑量。再润滑操作时，应保证补充的新脂准确地到达轴承零件工作表面，对于原来使用的旧脂应及时排出，理论上填入多少排出多少，但考虑到基础油的蒸发可适当稍多添一点。

4 油润滑

在以下情况下建议采用油润滑：

·轴承在高温高速工作条件下

·必须将轴承摩擦热或其它热量散出的场合

·脂润滑不能满足要求时

·相邻的机械装置上采用了油润滑的情况下

4.1油润滑的方式

·油杯滴油润滑

通过油杯中的节油口向轴承滴油进行润滑的一种润滑方式，见图（哈）×。油杯滴油润滑的优点是结构简单，使用方便，省油。而且供油量可以由节油口进行调节，一般滴油量以每3~8秒一滴为宜，因为，过多的油量会引起轴承温升增加。缺点是对润滑油的粘度有一定要求，不能使用粘度大的润滑油，没有散热功能。油杯滴油润滑适用于低速轻载工作温度较低的场合。

·油浴（浸油）润滑

把轴承部分浸入润滑油中，通过轴承运转后将油带入到轴承其它部分的一种润滑方式，见图（哈）×。油浴润滑是使用最为普遍而简便的润滑方式之一。

考虑到油浴润滑时的搅拌损耗及温升，对于水平轴，轴承部分侵入润滑油中的高度应有一定限制，一般将油面控制在轴承最下面滚动体的中心附近。油浴（浸油）润滑，润滑充分，但供油量不易调节，若油箱中没有过滤装置容易把杂质带入轴承内部损伤轴承，油浴（浸油）一般适用于低速或中速场合。

·飞溅润滑

通过其它运转零件将油飞溅后带入轴承的一种润滑方式，见图（哈）×。

飞溅润滑供油量不易调节，润滑油面也不能太高，否则容易产生搅拌损耗及温升，还容易将油箱中的杂质带入轴承内部损伤轴承。

·循环油润滑

通过油泵将润滑油从油箱吸油后输送到轴承需要润滑的部位，然后从回油口返回油箱，经过滤后重新使用的一种润滑方式，见图（哈）×。

循环油润滑润滑充分、供油量容易控制、散热和除杂质能力强。循环油润滑适用于以散热或除杂质为目的的场合，以及高速高温、重载的场合，使用可靠性高。循环油润滑是一种比较理想的润滑方式。但需要独立的供油系统，制造成本相对较高。

·油雾润滑

将润滑油在油雾发生器中，利用压缩空气与少量的润滑油混合后形成油雾，然后输送到轴承润滑部位的一种润滑方式，见图（哈）×。

油雾润滑搅拌损耗及温升小，省油，油中的杂质少，而且油雾喷射时产生的气流具有一定的降温效果，还可以有效地防止杂质侵入或排出杂质。但润滑装置成本较高，对使用油的粘度有一定要求，一般不应高于340㎜2/ s，否则将达不到雾化效果。另外，润滑时如果密封不严，有部分油雾可能会散逸到空气中污染环境，必要时应使用油气分离器来收集油雾。油雾润滑适用于高速场合。

·喷油润滑

采用高压喷射的方法，将润滑油喷射至轴承内，对轴承实施润滑的一种润滑方式，见图（哈）×。

当轴承高速运转时，滚动体和保持架也以相当高的转速旋转，从而在轴承的周围形成空气涡流，若采用一般润滑方式，润滑油不易到达润滑部位。另一方面，由于高速产生的离心力，润滑油很难保持在润滑部位。为确保有足量而不过量的润滑油供给高速运转的轴承，必须从轴承一端将润滑油强制喷入进行润滑，然后再由另一端重新流入油箱。

润滑系统设计时，应使高压喷嘴的位置位于内圈和保持架中心之间，并通过离心作用将润滑油甩向外滚道。为了有效地进行润滑轴承，润滑油的喷射速度应不低于15m/s。

从保证和延长轴承寿命方面考虑，无论采用何种润滑方式，都必须确保润滑油的清洁。

4.2润滑油的选择

润滑油的选择与润滑脂基本相同，主要根据是在工作温度下，能够为轴承提供足够润滑所需的粘度。润滑油的粘度随温度上升而降低，为使滚道与滚动体接触表面间形成足够厚度的润滑油膜，油的粘度应保证在工作温度下不丧失其最低粘度。在正常工作条件下，各类轴承的最低运动粘度应不低于15mm2/s。

不含任何添加剂的矿物油适合于一般工作条件的轴承润滑。而含添加剂的润滑油和合成油则适合于特殊工作条件。但使用有添加剂的润滑油会给轴承零件带来一定的负面影响，如腐蚀等。

一般来说，轴承转速高时，选用低粘度的润滑油。轴承承受的载荷重时，则应使用较高粘度的润滑油。

常用的润滑油有机械油、高速机械油、汽轮机油、压缩机油、变压器油和汽缸油等。

4.3 更换周期

为了保证轴承润滑始终维持在良好的状态下，采用油润滑时也应定期更换润滑油。

润滑油的更换周期取决于轴承的工作条件、环境条件、油量、油的污染情况及润滑油的种类等。但适时更换润滑油的时间并不容易掌握，换油过早、过频繁会造成浪费。

当采用循环润滑、油浴润滑、飞溅润滑或喷油润滑时，油箱的储油250升以下的小型润滑系统，润滑油的更换周期可参考表6进行。对大于250升以上的润滑系统可定时检测润滑油的理化性能或机械杂质含量变化来确定更换周期，润滑油的理化性能或机械杂质含量的允许范围见表7。油气润滑时，润滑油属一次性使用，不存在更换问题。

表7

5 固体润滑

当使用油润滑和脂润滑达不到或无法满足某些特定工作条件时，如工作温度超过270℃的陶瓷焙烧炉轴承、真空度高于10－9托的卫星装置（防蒸发和污染环境）、核辐射中的装置（润滑油等容易变质）以及不允许污染的食品、纺织、医疗等机械，可以采用固体润滑剂。

使用固体润滑剂可以避免油或脂润滑时产生的污染和泄漏现象，固体润滑剂还可以简化供油或供脂设施，降低制造成本和维修费用。但是，固体润滑剂粉末本身还存在摩擦系数较高、无冷却作用以及使用寿命短等缺点。

固体润滑剂是利用固体润滑剂粉末、涂层或用低摩擦系数的抗磨材料来替代润滑油和润滑脂，隔离相互接触的零件表面达到减磨的目的。滚动轴承常用的固体润滑剂有铅、银、石墨、二硫化钼、氧化铅、聚四氟乙烯、尼龙等