軸承潤(rùn)滑與負(fù)載、溫度
2023-11-23
簡(jiǎn)單明了的說(shuō)明軸承潤(rùn)滑與負(fù)載、和溫度之間關(guān)系的話題。
一、軸承潤(rùn)滑與負(fù)載
依然會(huì)到滑水運(yùn)動(dòng)的例子。在前面的文章中我們用滑水運(yùn)動(dòng)的例子講述了軸承潤(rùn)滑的基本原理、軸承轉(zhuǎn)速與潤(rùn)滑的關(guān)系。滑水運(yùn)動(dòng)的例子還可以很好的解釋軸承潤(rùn)滑與負(fù)載的關(guān)系。
首先，滑水運(yùn)動(dòng)員在水面上滑行，在牽引快艇的速度一樣的時(shí)候，運(yùn)動(dòng)員的吃水深度與運(yùn)動(dòng)員自身的重量有關(guān)系。運(yùn)動(dòng)員自身體重越大，吃水越深；反之，運(yùn)動(dòng)員體重越小，吃水越淺。
在這里，可以將運(yùn)動(dòng)員的滑行速度類比做軸承轉(zhuǎn)速；運(yùn)動(dòng)員自重類比做軸承的負(fù)載；而運(yùn)動(dòng)員滑水板底板與水底之間的距離可以類比做軸承內(nèi)潤(rùn)滑油膜的厚度。
這樣看來(lái)，運(yùn)動(dòng)員吃水越深，那么滑水板底板與水底之間距離越近，對(duì)于軸承而言，也就是油膜厚度越小；運(yùn)動(dòng)員吃水越淺，那么滑水板與水底之間的距離就越遠(yuǎn)，對(duì)于軸承而言，油膜厚度越大。
因此可以得到一個(gè)結(jié)論，在其他條件相同的時(shí)候，軸承負(fù)載越大，軸承內(nèi)部油膜厚度越?。惠S承負(fù)載越小，軸承內(nèi)部油膜厚度越大。
軸承油膜厚度小到一定程度的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)混合潤(rùn)滑，甚至出現(xiàn)邊界潤(rùn)滑狀態(tài)，軸承滾動(dòng)體和滾到之間的金屬就有可能出現(xiàn)直接接觸的情況，軸承磨損風(fēng)險(xiǎn)增加。所以在合適的負(fù)載情況下，才能有限的延長(zhǎng)軸承的使用壽命。
二、軸承潤(rùn)滑與溫度
事實(shí)上，如果單獨(dú)說(shuō)軸承內(nèi)部潤(rùn)滑和溫度兩個(gè)因素，本來(lái)是不直接相關(guān)的，但是由于軸承的潤(rùn)滑介質(zhì)（潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑油）中一個(gè)重要的因素——粘度與溫度緊密相關(guān)，而潤(rùn)滑介質(zhì)的粘度又與潤(rùn)滑關(guān)系十分緊密，因此溫度稱為影響潤(rùn)滑的關(guān)鍵因素。
在介紹軸承潤(rùn)滑與溫度之間的關(guān)系之前，需要一個(gè)前序的基本概念，就是潤(rùn)滑劑粘度與溫度的關(guān)系。一般的情況下，潤(rùn)滑劑粘度隨著溫度上升而下降。這幾乎是一個(gè)確定的關(guān)系，因此軸承潤(rùn)滑與溫度的關(guān)系本質(zhì)上是軸承潤(rùn)滑與潤(rùn)滑劑粘度的關(guān)系。
我們重新回到滑水運(yùn)動(dòng)員的例子來(lái)看這個(gè)關(guān)系。我們假設(shè)有一個(gè)水池里面裝的是水，另一個(gè)水池里面裝的是蜂蜜。顯然蜂蜜比水更粘稠。那么當(dāng)其他條件一樣的時(shí)候（運(yùn)動(dòng)員體重一樣，牽引速度一樣）的時(shí)候，上述兩個(gè)池子中哪個(gè)更容易將運(yùn)動(dòng)員浮起來(lái)？
憑感覺(jué)都可以得到一個(gè)答案，那就是蜂蜜的池子里運(yùn)動(dòng)員更容易浮起來(lái)。當(dāng)然，你也可以通過(guò)浮力的公式有一個(gè)定量的感受。
滑水運(yùn)動(dòng)員更容易從裝有蜂蜜的池子里浮起來(lái)，對(duì)比到軸承上而言，就是更大的粘度有利于形成油膜（浮起來(lái)）。如果聯(lián)系溫度與潤(rùn)滑劑粘度的關(guān)系，不難得到結(jié)論，溫度低的時(shí)候，潤(rùn)滑劑粘度大，更容易形成油膜。
事實(shí)上，潤(rùn)滑劑粘度的增大除了容易形成油膜這個(gè)正面因素以外，還有一個(gè)負(fù)面因素。依然聯(lián)想滑水運(yùn)動(dòng)員的例子，牽引船希望拉動(dòng)滑水運(yùn)動(dòng)員在葉面上浮起來(lái)，在兩個(gè)池子中哪個(gè)的阻力更大？想必，答案也是清楚的，那就是蜂蜜的池子阻力大。對(duì)比到軸承上就是軸承的阻轉(zhuǎn)矩更大了。宏觀上來(lái)看，就是軸承滾動(dòng)的阻力大了?？梢岳斫鉃槟Σ赁D(zhuǎn)矩大了。軸承的摩擦阻轉(zhuǎn)矩臨末以發(fā)熱的方式散發(fā)出去，因此，潤(rùn)滑劑粘度大，會(huì)帶來(lái)軸承溫度的升高。
中間有個(gè)小問(wèn)題，軸承溫度升高了，那么潤(rùn)滑劑粘度又降下來(lái)了，這樣不就不會(huì)繼續(xù)高溫了么？這個(gè)問(wèn)題留給工程師自己去梳理邏輯，一個(gè)小提示，就是粘稠的潤(rùn)滑劑發(fā)的造成的溫度降低了自身粘度，臨末會(huì)不會(huì)形成一個(gè)平衡？從這個(gè)平衡的角度去想，你不難找到答案。
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