轴承润滑脂的温度怎么选(校核计算)?
在设备设计、安装、使用的过程中,轴承润滑脂温度的选择是十分重要的。对于电机而言,常用的润滑介质是润滑脂。
一般油脂供应商在油脂技术参数上会标注一些数据,包括滴点、使用温度范围等等。
另一方面,不同的技术资料上又有很多的温度计算。
有时候,各种计算的结果,以及轴承其他零部件温度限值与润滑脂标称的那些参数不大相同。众多的概念和计算,导致工程师在选取的时候陷入迷局。
下面我们针对这些概念做一个梳理,帮助工程师在润滑脂温度选择的时候有更清晰的思路。
润滑脂的标称数据
润滑脂供应商有时候会给出一些油脂温度参数:
在上面的常见参数中有两个温度标称:滴点和最佳使用温度范围。
滴点是常用的油脂在不同温度下物理性能的标称参数。当油脂被加热的时候,油脂随着温度的升高而变软(油脂稠度变小)。当油脂在规定条件下加热,从仪器的油脂杯中滴下第一滴或者柱状触及试管底部时的温度,成为油脂的滴点。
从滴点的定义不难看出,这个温度标志油脂物理性能从固态变成液态的临界点温度。
很显然,原来半固体的油脂,变成了液态,那么其润滑性能一定发生变化。那么在润滑脂变成液态之前,润滑脂的性能是否随温度变化?答案显然是肯定的。那么,当油脂性能随温度变化之后,是否满足润滑性能?答案是“不一定”。
从上面分析可以看到,润滑脂的使用温度超过滴点,是不行的。但是温度低于滴点,也不一定可以。因此不能用滴点来直接选择润滑脂。
有时候,油脂供应商会给出最佳使用温度范围。从滴点的概念以及给定值不难看出,滴点仅仅给出了一个温度,是固态到液态的温度临界,是一个温度上限。而一般油脂供应商给出的温度范围考虑了温度上限,同时也给出了温度下限值。
从油脂的基本性能可知,油脂的稠度随着温度的升高而变小,而随着温度的降低而变大。当油脂的升高,润滑脂变软(稠度降低,基础油黏度降低);温度降低润滑脂变硬(稠度升高,基础油黏度升高)。油脂的最佳使用温度范围,就是一个大致的温度范围,在这个范围里,润滑脂的基本稠度和基础油粘度在某个范围内,大概率可以提供一定的润滑性能。
问题来了,这个温度范围内的润滑性能是不是满足设备设计者所选择的工况范围呢?答案是不一定!因此真正的润滑脂温度选择是要经过一定的计算。
润滑脂的温度选择
通常选择润滑脂是为了在给定工况下能为轴承提供足够润滑。此时需要对“给定工况”和“满足润滑性能”进行校核。这就是通常的润滑选择校核计算。
以往曾经讲过(亦可以查阅《电机轴承应用技术》、《电机轴承故障诊断与分析》、《齿轮箱轴承应用技术》,以及本公号其他文章),润滑脂的选择校核计算本质上是校核卡帕系数。当卡帕系数为1至4之间的时候,说明所选润滑满足润滑需求。
在计算的过程中,可以注意到其中有很多的温度影响。比如黏度变化曲线,其实是黏度对温度的变化曲线。
这个校核计算的本质就是校核所选润滑脂在当前温度下,是否可以满足卡帕系数落到1-4之间。如果答案是肯定的,那么选择就是恰当的,否则则需要进行调整。
总结
从上面的介绍感觉温度选择和标称温度没有直接的关系。事实上,标称的温度与油脂的选择是有一定联系的。因为油脂的滴点等性能决定了黏度曲线,而卡帕系数的计算也来自于黏度曲线。
通过本文的介绍不难发现,直接将使用温度和油脂标称数据进行对比的方式往往是不准确的。
问题来了,为什么油脂供应商不给一个可对比的参数呢?答案是,这不可能。因为油脂供应商不知道设备设计者选择的工况条件。而油脂的性能是随着工况(温度)变化的。因此无法给出一个定值。