由于使用方便、不易泄漏等优点,大多数滚动轴承使用润滑脂进行润滑。但是在某些工况恶劣的场合,比如高温,高速或者污染严重的情况下,经常推荐用油润滑,比如矿业设备和造纸机。


        以下这些因素,可以考虑用润滑油代替润滑脂进行润滑:

        1.如果用润滑油代替润滑脂,可以帮助轴承散热。

        2.在恶劣的使用条件下:换用润滑油能够冲走杂质(粉尘、金属磨屑以及水分)。

        3.一些由负载引起的问题可以通过使用润滑油来补救,如:滚子打滑。


        当然了,使用油润滑也有一些缺点,如下:

        1.油润滑系统相比脂润滑要贵——不但初次购买的成本贵,而且投入使用后的维护费用也贵。

        2. 潜在的泄漏隐患——润滑油比润滑脂更容易泄漏。

        3. 润滑油在使用中需要投入更多的人力物力,以保证油量在正常范围内。

        不过,如果轴承老出毛病,确实需要改用油润滑,那么油润滑的这些缺点就都不是事儿了。


一.静态油润滑(static oil)
        油润滑的系统可以分为两大类,静态油润滑(static oil)和油循环系统(circulating oil)。静态油润滑系统,又称为油浴式(oil bath)/油浸润滑,如果轴承从润滑脂改用润滑油,这是低成本的首选,尤其是中低速的场合。静态油润滑系统里,轴承座本身充当油池,当轴承静止时,油面应该位于最低的滚子/滚珠的水平中位线下面一点点。轴承运转起来,油就被带到滚动的轴承里,从而对轴承零件进行润滑,然后又流回轴承底部,如此反复。改用油浴式润滑,初次投入少,对轴承的改动也不大,建议给轴承室(bearing house)安装一只视镜(sight glass),便于检查油量。某些场合也可以考虑使用恒定液位加油器(oil leveler, 也叫constant level oiler),当油蒸发或者泄漏,自动加油器能自动补充油量。


图 1. 恒定液位加油器:当油泄漏或者蒸发,加油器能自动补充油量


二.油循环系统(circulating oil)

        在要求较高的场合,一般考虑使用油循环系统(circulating oil),比如在造纸机的干燥部和压榨部,高温、高速的汽轮机,污染较重的场合,如水泥厂(cement manufacturing)、矿业(mining)等重工业场合使用的振动筛(shaker screen),磨碎机(shredder)等等,油循环系统(circulating oil)就派上用场了。

图2:Oil Circulation油循环系统


        温度越高,油的氧化加速,循环油可以带走热量,延长换油周期。油先过滤干净,然后才进入轴承,条件允许的话,可以在油路上安装冷却器。

图3:油浴润滑(Oil Bath)


        最简单的油润滑系统,当轴承静止时,油面应该位于最低的滚子/滚珠的水平中位线下面一点点。轴承运转起来,油就被带到滚动的轴承里,从而对轴承零件进行润滑,然后又流回轴承底部,如此反复。适用于中低速场合。

图4:喷油润滑(Oil Injection)


        在高速轴承里,油会被挤出,不能正常地流入轴承,润滑和冷却效果会受到影响。因此最有效的润滑方式是喷油润滑。喷出的油速度必须在15m/s以上,因为轴承转动产生气旋,如果低于这个速度,油不能透过气旋进入轴承。


        从采用润滑脂润滑改用润滑油润滑需要对在用的轴承系统做一些改动。比如说,轴承室上要新钻一个排油口,或者把原来的排油口加大。理想情况下,油应该从轴承室上方的进油口注入,轴承室如果使用湿式油盘(wet sump),油处在静态时油面位于最下端一粒滚子的中位;如果使用干式油盘(dry sump),在轴承室的底部两侧最低处放两个出油口(位于轴承底部的两边),这样油从轴承流过后就能漏掉,避免轴承运转中剧烈地搅动油,引起高温,可以咨询轴承专员,对具体的改动进行指导。


        某些场合由于结构限制,只安装一个出油口,这种情况需要在这个出油口的反方向钻一个孔(比如出油口在正下方,则另一个孔钻在正上方),这样油就能从轴承的一边流到另一边。但是就算钻了孔,还是有可能在轴承的一边或者某个局部出现压力升高的情况,压力升高会影响油的流动,可以安装通气管(breather vent),有助于保持轴承内部的压力平衡,保证油的流量正常。

 图5: O型密封圈:密封件是由铝环和内圈的丁氰橡胶构成的组合垫圈。随着轴的旋转,这种密封圈能牢牢地附着在轴上,防止泄漏。


        安装了油循环系统之后,应当采取措施防止泄漏,特别要注意油很容易沿着轴发生泄漏,所以需要更换更可靠的密封件。建议使用这种O型密封圈:密封件是由铝环和内圈的丁氰橡胶构成的组合垫圈。随着轴的旋转,这种密封圈能牢牢地附着在轴上,防止泄漏。另外,静态油系统里也应该对密封件升级。

典型案例:造纸厂球面轴承打滑


        一家造纸厂,压榨部的球面滚柱轴承(spherical roller bearing)用润滑脂润滑,但是因为打滑,故障频发。滚子从离开负荷区域后,逐渐停止转动,但是随着转动,重新进入负载区时,打滑现象就发生了。结果造成振动加剧,引起故障,本来预期寿命为8年的轴承,一年都还没到就不行了。


图6:造纸厂压榨部的轴承,因为打滑引起的损伤


        造纸厂尝试了各种方法解决,包括调整轴承游隙(bearing clearance),也换用了黏度更高的润滑脂,但是问题还是发生。一年前,厂里安装了油循环系统,使用油润滑代替脂润滑。油循环系统给压榨部的四只轴承提供了持续的、经过控制的、油量稳定的润滑油,有效地解决了滚子间和滚子-滚道间的直接金属摩擦。自从改用了油润滑后,压榨部的轴承就没有再出现问题,振动监测也显示正常。


        结语:完成从润滑脂到润滑油的成功换用,需要对负责润滑和设备维护的人员进行培训,让他们知道如何监控油量,学习正确的维护方法和维护的要点,掌握各机器部件的润滑流程,对过渡期的润滑油使用情况进行特别关注。

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发布时间:[ 2016/2/16 ]      浏览量:[ 451 ]



文章关键词:润滑脂   润滑油   滚动轴承

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