FAG高速軸承的潤滑技術解析
高速FAG軸承的潤滑難點是潤滑劑容易飛散,而且不易粘附于滾動表面,或是被FAG軸承周圍的高速氣流所阻擋而不能進入FAG軸承,而進入FAG軸承的潤滑劑速度太高,有時會使FAG軸承受到損傷,例如保持架出現(xiàn)麻點,脫屑而加劇摩擦磨損。
高速FAG軸承的工作溫度大多在200℃左右,而且往往會更高,如不通過強力冷卻,則溫度會繼續(xù)上升而對FAG軸承的強度和硬度大為不利,F(xiàn)AG軸承一旦失去保持精確形狀的能力,必將加劇高速摩擦而使溫度迅速上升,進一步導致材料強度和硬度的降低而使FAG軸承很快失效。
由于高速FAG軸承對磨損很敏感,而又容易產(chǎn)生磨屑,如不及時從FAG軸承中排除,也將造成惡性循環(huán),使FAG軸承迅速失效。
因此,高速FAG軸承潤滑的任務必須有效地將潤滑劑送達FAG軸承中的運動表面,并從FAG軸承中將熱量帶走,同時將FAG軸承中的磨屑;蛭畚锴宄。
現(xiàn)將高速FAG軸承中常用的潤滑方法以及有效的潤滑劑有:
1.噴射潤滑法
噴射潤滑法是將潤滑油從接近FAG軸承的噴嘴小孔中,以10—20m/s的速度噴入FAG軸承,通常是噴入保持架與內(nèi)圈或外圈所形成的間隙中,以潤滑和冷卻FAG軸承的方法。
對內(nèi)徑為30-35mm的小型球FAG軸承,噴射潤滑所能達到dmn值極限為300萬,對于較大FAG軸承則為250萬。
雙孔或多孔噴嘴既可加大供油量,也可提高潤滑油的使用效率,而多噴嘴或在兩個端面都設噴嘴,可以提高潤滑與冷卻的效果,但當dmn值接近200萬時,由于離心慣性和風阻的影響,送入FAG軸承的油只有噴嘴流量的70%或更少。
2.環(huán)下潤滑法
環(huán)下潤滑法是利用離心慣性,直接將油經(jīng)由開設在內(nèi)圈上的許多徑向小孔而噴向滾道表面, 油的一部分沿內(nèi)圈下方作軸向流動而達到冷卻內(nèi)圈的目的。進入滾道的油分成左右兩條通道向外流出,順便將從保持架等零件落下的磨屑沖刷掉。
這種潤滑方法的用油量比噴油潤滑少得多,由于油的動力攪拌所導致的功率損失也少,F(xiàn)AG軸承的發(fā)熱情況也得到較大改善,甚至內(nèi)圈溫度可能低于外圈而降低FAG軸承故障率。
這種潤滑方法同樣可以用來冷卻外圈。當內(nèi),外圈都得到這樣的潤滑時,F(xiàn)AG軸承的允許dmn值還可以進一步提高。
現(xiàn)在這種環(huán)下潤滑法被廣泛用于各種超高速運轉場合。可達到的最大dmn值,對內(nèi)徑120~200mm的大型球FAG軸承為300萬;對內(nèi)徑120mm的圓錐滾子FAG軸承為240萬,而對組合內(nèi)圈的短圓柱滾子FAG軸承為300萬
3.雙重潤滑法
這種方法實質(zhì)上是將滾動FAG軸承的內(nèi)圈孔與軸頸構成靜壓油膜滑動FAG軸承,使得滾動FAG軸承 的轉速大為降低,從而達到減少離心力作用的目的,這樣的雙重潤滑F(xiàn)AG軸承可以顯著減少滾動FAG軸承內(nèi)圈的轉速,因而允許主軸有更高的轉速,相當于FAG軸承的dmn值可以進一步提高。
4.油氣潤滑法
油氣潤滑法的最大優(yōu)點是在不必更改FAG軸承結構的條件下,僅通過降低FAG軸承的摩擦就可能實現(xiàn)dmn值在80萬~150萬的高速,對于內(nèi)部滑動較多的FAG軸承,這種方法的優(yōu)點更為顯著。
(1)油氣潤滑的原理及其特點 油氣潤滑的原理是利用定量活塞式分配器將非常微量的油(例如0.01m1),以最佳的周期間歇地排出,排出的油在到達FAG軸承之前就形成連續(xù)液流 隨同空氣送入FAG軸承。
油氣潤滑的特點如下:
1)能將極微量的定量油連續(xù)穩(wěn)定地供給FAG軸承,故可以像潤滑脂那樣能控制必要的最小限度的油量。由于FAG軸承類型不同,而需要潤滑油量也不同,把定量活塞管道通到每套FAG軸承上,這樣可以調(diào)節(jié)各個FAG軸承的供油量。
這種潤滑方法的動摩擦損失大約是噴射潤滑的十分之一,它的動摩擦損失和溫升也比脂潤滑小。
2)由于油氣潤滑比噴射潤滑的油量更少,且潤滑油以合適的油滴流入FAG軸承,因而氣氛污染少。例如將油氣潤滑的主軸放在丙烯箱內(nèi)連續(xù)運轉約2h后,測量箱內(nèi)的空氣污染程度僅為0.03mg/m3。
3)外來塵;蚯邢饕弘y以進入主軸內(nèi),這是由于隨同微量油供給的大量空氣(每個FAG軸承20—30L/min),使主軸內(nèi)壓提高的緣故。
(2)油氣潤滑的油量和粘度 油氣潤滑應以必要的最小限度的油量供給FAG軸承,所以油量的選擇至關重要。
滑動較多的角接觸球FAG軸承比滑動少的圓柱滾子FAG軸承的油量要多一些。供油量的大致標準有公式可參考。
但油的粘度越低,或轉速越高,所需油量相應增多。實際上,油量應根據(jù)FAG軸承負荷和轉速等使用條件來決定。
就潤滑油粘度對FAG軸承溫升的影響而言,油氣潤滑要比循環(huán)供油小得多。但在供油量相同的條件下,粘度高時,溫升稍有提高。通常的油氣潤滑在40℃時,使用粘度為10—3Cmrn2/s的油。
氣潤滑是新研究成功的具有多種特點的潤滑方法,在滑動較多的FAG軸承例如角接觸嬸FAG軸承中使用,其dmn值可達150萬左右。
5.高速FAG軸承的潤滑劑
高速FAG軸承的潤滑劑應該按高溫FAG軸承的潤滑劑考慮,—即選用在高溫下也具有良好性能的合成油,或以這種合成油為基油的潤滑脂。日前二酯系的MIL—L—7808油和MIL—L—23699油,在噴氣發(fā)動機FAG軸承中應用較多。
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