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轴承的润滑及密封方法

     轴承在运动过程中,轴承内外圈以及滚动体之间必然产生相对运动,这样运动体之间就要产生摩擦,消耗一部分动力,引起内外圈和滚动体之间发热、磨损。为了减少摩擦阻力,减缓轴承的磨损速度并控制轴承的温升,提高轴承的使用寿命,在使用轴承的机构设计中必须考虑轴承的润滑问题,而为了使轴承保持润滑,还必须考虑轴承的密封。
      润滑的作用
      减少摩擦、磨损 在摩擦面之间加入润滑剂,在相对运动体之间形成液体或半液体摩擦,降低相对运动体之间的摩擦系数,从而减少摩擦力。由于在相对运动体之间形成油膜隔离,避免两摩擦面之间相互接触导致磨损。
      降低温升
      由于摩擦系数降低,减少了两摩擦面的摩擦,相应减少轴承的发热;同时润滑油流过润滑面时,可以带走一部分热量。
      防止锈蚀和清洗作用  润滑油能够形成油膜,保护零件表面免受锈蚀,同时滚动体带动润滑油流过零件表面时可以把摩擦面之间的赃物带走,起到清洗作用。
密封 润滑剂可以形成密封的作用,并与密封装置在一起,阻止外界的灰尘等杂物进入轴承,保护轴承不受外物的入侵。
      润滑剂的选用原则
      为了获得良好的润滑效果,润滑剂必须具备:较低的摩擦系数,良好的吸附能力以及渗入能力,以便能够很好地渗入到摩擦副的微小间隙内,牢固吸附在摩擦面上,形成具有一定强度的抗压油膜。在机械结构的设计中,应该根据轴承的类型、速度和工作负荷选择润滑剂的种类和润滑方式,如果润滑剂和润滑方式选择得合适,可以降低轴承的工作温度并延长轴承的使用寿命。
      滚动轴承的润滑
      滚动轴承可以用润滑脂或润滑油来润滑。试验说明,在速度较低时,用润滑脂比用润滑油温升低;速度较高时,用润滑油较好。一般情况下,判断的指标是速度因数dn。d为轴承内径(mm),n为转速(r/min)。各种滚动轴承适用脂润滑或油润滑,油润滑适用什么样的润滑方式的dn值,可以查《机床设计手册》。
      1. 脂润滑
      脂润滑可用于dn值较低,又不需要冷却的场合。脂润滑的结构比较简单,不存在漏油问题。使用润滑脂进行润滑,润滑脂的充填量不宜过多,不能把轴承填满。否则将引起轴承发热并把脂熔化流出,润滑效果将适得其反。另外填充油脂时不要用手抹(因手上有汗,会腐蚀轴承),应该用针筒注入,使滚道和每个滚动体都粘上脂。
      2.  油润滑
      油润滑适用一切转速,既可以起润滑作用,又能起冲洗降温作用。润滑油的粘度,是随油温的升高而降低的。为了保证滚动体与滚动道接触面内有足够强度的油膜,应使润滑油在轴承工作温度下的粘度为12-23cst。转速越高,粘度应越低;负荷越重,粘度应越高。如果轴系机械结构中使用普通轴承,而且轴系运行速度不是很高,润滑一般采用油浴方式;对于精度较高的设备,要求使用精密轴承,建议使用滴油或循环方式供油润滑,因为采用这两种润滑方式,可以对润滑油进行更好的过滤,减少赃物进入轴承,同时这两种润滑方式可以使润滑油充分散热,可以更好使轴承降温。
      3.  密封结构
      机械系统中的密封结构,对于油润滑的轴承结构来说,为的是防止润滑油外漏和灰尘屑末切削液等进入;对于脂润滑的轴承结构来说,由于脂不会外泄,主要是防止上述外物。脂润滑的机械结构对防止外物进入的要求高些。因此对于密封结构的设计主要是考虑防漏和外物的侵入。                   
      润滑油的防漏主要靠疏导,同时也要设计合理的结构。由于角接触轴承有泵油作用,而轴承一般是背靠背安装,所以主轴箱和端盖之间要有回油通道,以便润滑和防漏。如图所示的甩油环密封结构,在工作时就能起到防漏和疏导作用。润滑油经轴承后,向右经螺母2外流。螺母的外园有锯齿形环槽。主轴旋转时将油泵向压盖1内的空腔,然后经回油孔流回主轴箱。锯齿的方向应逆着油流的方向。环形槽应有2-3条。回油孔直径应尽量大一些。
       4.  一种新型的密封结构
      新型机械式密封
对于油润滑或脂润滑,为了有效防止外物侵入,主轴组件中甩油环密封结构,其基本原理是:主轴上螺纹Mb、螺纹Mc同方向,螺纹Ma、Md同方向,但方向与Mb相反。当主轴旋转时,Ma、Mc把油甩向轴承,与此同时由于Mb、Md旋转方向与Ma相反,把外面的赃物挡在外面,防止异物的侵入。设计这种密封结构必须注意几个问题:最好把螺纹设计成锯齿形,其外径可以做成平型结构,根据主轴旋转方向确定锯齿形螺纹的朝向;注意螺纹压盖的孔与螺纹的配合间隙的选定,一般选取主轴直径的千分之二到千分之三之间,在工艺允许的情况下尽量取小值;主轴的旋转方向固定。(厦门银华机械有限公司技术中心\黄文贤)