軸承過熱與潤滑脂
軸承過熱與潤滑油量密切相關(guān),潤滑油量不足或過多均可能導(dǎo)致軸承溫度異常升高,具體影響機(jī)制及表現(xiàn)如下:
潤滑油的核心作用之一是通過形成油膜減少軸承滾動(dòng)體、滾道及保持架之間的直接摩擦,并帶走摩擦產(chǎn)生的熱量。若油量不足,會(huì)導(dǎo)致以下問題:
1. 潤滑失效,摩擦生熱加劇:油量不足時(shí),油膜厚度無法覆蓋接觸區(qū)域,軸承元件會(huì)發(fā)生邊界摩擦甚至干摩擦,摩擦系數(shù)大幅上升,摩擦損耗急劇增加,直接導(dǎo)致溫度升高。
2. 散熱能力下降:潤滑油不僅潤滑,還承擔(dān)冷卻功能。油量不足時(shí),參與熱交換的油量減少,無法有效將軸承內(nèi)部產(chǎn)生的熱量帶走,熱量在軸承內(nèi)部累積,進(jìn)一步推高溫度。
3. 油溫快速上升,油膜穩(wěn)定性破壞:摩擦生熱導(dǎo)致油溫升高,潤滑油粘度降低,油膜更易破裂,形成“摩擦生熱→油溫升高→油膜變薄→摩擦加劇→溫度更高”的惡性循環(huán),最終可能引發(fā)軸承燒損。
部分場景下,過量加注潤滑油同樣會(huì)導(dǎo)致軸承過熱,主要原因是攪拌損失與散熱失衡:
1. 油液攪拌損耗增加:軸承旋轉(zhuǎn)時(shí),過量的潤滑油會(huì)被高速旋轉(zhuǎn)的滾動(dòng)體或擋油環(huán)劇烈攪動(dòng),產(chǎn)生粘性剪切力,這部分能量最終轉(zhuǎn)化為熱量。尤其在高速軸承中,攪拌損失可能占總損耗的30%以上,顯著加劇發(fā)熱。
2. 散熱效率未同步提升:盡管理論上更多潤滑油可吸收更多熱量,但過量油液的循環(huán)路徑復(fù)雜,實(shí)際散熱效率提升有限,而攪拌產(chǎn)生的額外熱量可能超過散熱能力,導(dǎo)致整體溫度上升。
3. 油霧與氧化風(fēng)險(xiǎn):過量潤滑油在高速旋轉(zhuǎn)下可能霧化,形成油霧進(jìn)入軸承內(nèi)部,或因高溫加速氧化變質(zhì),進(jìn)一步劣化潤滑性能,間接加劇發(fā)熱。
為避免軸承過熱,需嚴(yán)格控制潤滑油量在設(shè)計(jì)推薦范圍內(nèi)。
具體判斷方法包括:
- 油位觀察:靜止?fàn)顟B(tài)下,油位應(yīng)處于軸承最低滾動(dòng)體中心以下。
- 溫度監(jiān)測:通過紅外測溫儀或軸承內(nèi)置溫度傳感器,監(jiān)測運(yùn)行溫度,一般滾動(dòng)軸承允許溫度≤80~100℃,高速軸承≤70℃。若油量異常時(shí)溫度持續(xù)高于閾值,需調(diào)整油量。
- 振動(dòng)與噪音輔助判斷:油量不足時(shí),軸承可能伴隨高頻振動(dòng)或異響;油量過多時(shí),可能因攪拌導(dǎo)致噪音渾濁、振動(dòng)幅值波動(dòng)。
潤滑油量對軸承溫度的影響呈“U型”曲線:不足或過多均會(huì)導(dǎo)致過熱,最佳油量需平衡潤滑與散熱需求。實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)嚴(yán)格遵循設(shè)備制造商推薦的油量標(biāo)準(zhǔn),并結(jié)合運(yùn)行溫度、振動(dòng)等參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整,以避免軸承因潤滑不良或攪拌損失引發(fā)故障。
常見軸承故障類型與對應(yīng)信號:
電機(jī)繞組和軸承允許的長期工作溫度常見的電機(jī)絕緣等級分A級,E級,B級,F(xiàn)級和H級三種,其中:
A級的最高允許溫度為100℃
E級的最高允許溫度為115℃
B級的最高允許溫度為130℃
F級的最高允許溫度為155℃
H級的最高允許溫度為180℃
對于電機(jī)的軸承溫度:
普通滾動(dòng)軸承最高允許溫度為95℃,滑動(dòng)軸承的最高允許溫度為80℃。
在實(shí)際生產(chǎn)中,電機(jī)外殼的正常工作溫度應(yīng)不超過環(huán)境溫度25℃,如果用手背觸碰電機(jī)外殼,感到嚴(yán)重發(fā)燙,說明電機(jī)的運(yùn)行電流過高,有過載現(xiàn)象。
滾動(dòng)軸承的正常工作溫度為20-50℃,滑動(dòng)軸承的正常工作溫度為40-80℃。
電機(jī)繞組和軸承的使用壽命和工作溫度有直接關(guān)系,溫度越高,使用壽命越短,所以在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)盡量降低電機(jī)繞組和軸承的工作溫度,延長電機(jī)的使用壽命。