高速主軸軸承的微量脂潤滑介紹
微量脂所提供的潤滑膜如能將軸承接觸表面隔開,軸承就能在其整個工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)以穩(wěn)定的低摩擦力矩和低摩擦熱持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),由于它不致因攪動多余的潤滑劑造成液體摩擦發(fā)熱,或引起軸承元件熱膨脹產(chǎn)生附加應(yīng)力,所以處置得宜,微量脂潤滑可用于高速甚至超高速軸承的潤滑。
此外,微量脂潤滑不需計量和監(jiān)控裝置或精密供油管道及其他附件,也不產(chǎn)生油霧,這使它優(yōu)于油霧潤滑和噴油潤滑,不但費用低廉,而且維護(hù)簡便,特別是它的潤滑系統(tǒng)幾乎不占多少空間和重量,這對航空機(jī)械無疑有很大的吸引力。
與微量油潤滑相比,微量脂潤滑的蒸發(fā)速度低,滲漏少,而承載能力更高,阻尼作用更好,工作溫度低而穩(wěn)定,摩擦力矩也穩(wěn)定,同時能起到密封作用,防止液體和固體污物進(jìn)入軸承,故障較少,因此使用微量脂潤滑的機(jī)床主軸,在不維護(hù)保養(yǎng)的情況下可運(yùn)轉(zhuǎn)五年多,甚至長達(dá)十年。而且,由于發(fā)熱量少,容易保持主軸系統(tǒng)的精度。
以低粘度油品作為基油的皂基潤滑脂,常用來實行微量脂潤滑,這種脂具有由細(xì)微纖維交織而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),起到蓄油池的作用,其貯油方式與多孔燒結(jié)金屬軸承十分相似,借助毛細(xì)管作用將潤滑油提供給軸承,所形成的潤滑膜厚度達(dá)到一個穩(wěn)定值后,便不再隨轉(zhuǎn)速的增加而增加,所以摩擦力矩穩(wěn)定。
為保證在高速條件下成功地實現(xiàn)微量脂潤滑,必須控制好清洗、填充潤滑脂和跑合這三個環(huán)節(jié)。
在施加潤滑之前,軸承的各元件工作表面必須洗凈并完全干燥,任何殘存的原有潤滑油、潤滑脂或防銹劑都必須用揮發(fā)性溶劑徹底去除。
潤滑脂的填充量按所用的軸承結(jié)構(gòu)、工作轉(zhuǎn)速、貯油空間以及密封和防塵的效果等因素綜合確定,必須保證接觸表面有足夠的油膜厚度,以防止金屬與金屬直接接觸,并提供充分的液體潤滑。潤滑脂本身也必須極其純凈。
跑合是三個環(huán)節(jié)中的最重要一環(huán),必須從低速跑合開始,當(dāng)溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時再逐步提高轉(zhuǎn)速,直到溫度有迅速上升現(xiàn)象時停止跑合,在軸承系統(tǒng)冷卻至室溫后,以停止前的跑合速度重新進(jìn)行跑合,如此不斷反復(fù)跑合,直至主軸在以工作轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下,達(dá)到35~40℃的熱平衡溫度為止。
如果不具備溫度監(jiān)控器,跑合的轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在最高工作轉(zhuǎn)速以下,每次跑合其速度增量取為10r/min,每次增速都持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)15min,隨即冷卻至室溫,如此周而復(fù)始。
如果軸承轉(zhuǎn)速不能變化,可將主軸以工作轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)15min,隨后停車?yán)渲潦覝,如此反?fù)跑合,直到達(dá)到上述熱平衡溫度為止。
跑合成功后,在主軸最高工作轉(zhuǎn)速的條件下,軸承系統(tǒng)的溫升將會低于10℃。為將溫升控制在這樣小的范圍內(nèi),需用自調(diào)控軸承游隙的擋圈,或適當(dāng)選擇滾動體的形狀和尺寸,使其在受熱膨脹之后與滾道的接觸無附加應(yīng)力。
在跑合期間,過量的潤滑脂被強(qiáng)制排入軸承座的空腔內(nèi),在軸承的接觸區(qū)只留下微量潤滑所需的適量的潤滑脂,其他接觸表面,例如擋邊、兜孔等處的潤滑油膜,通過跑合也得到了相應(yīng)的合適調(diào)整。
微量脂潤滑如與冷卻法結(jié)合使用,有可能提高微量脂潤滑所適應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍。
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