軸承潤(rùn)滑脂使用溫度的“交通燈”概念

  所有潤(rùn)滑脂產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)都考慮到工作溫度的范圍，如果溫度太高，潤(rùn)滑脂將會(huì)軟化變稀而喪失稠度和/或發(fā)生劇烈的氧化；如果溫度太低，將導(dǎo)致軸承的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩非常高和/或潤(rùn)滑脂分油很低，這可以用交通燈概念的圖1和圖2來(lái)說(shuō)明。低溫極限(low temperature limit ，LTL)是潤(rùn)滑脂能夠使軸承毫無(wú)困難地啟動(dòng)時(shí)的最低溫度；高溫極限(high temperature limit ， HTL)是由潤(rùn)滑脂稠化劑決定的，對(duì)于皂基潤(rùn)滑脂來(lái)說(shuō)，是由潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)決定。滴點(diǎn)溫度表明，溫度高于滴點(diǎn)時(shí)潤(rùn)滑脂的稠度損失是不可逆的，潤(rùn)滑脂將變?yōu)橐后w。不建議潤(rùn)滑脂在低溫極限和高溫極限之外工作（圖1和圖2）.

圖1  交通燈概念

圖2 球軸承和滾子軸承的溫度與潤(rùn)滑脂壽命的關(guān)系，球軸承在低溫下有較長(zhǎng)的壽命（來(lái)源：SKF）

  在低溫性能極限(temperature performance limit，LTPL)和高溫性能極限(high temperature performance limit，HTPL)之間的溫度范圍，潤(rùn)滑脂能可靠地發(fā)揮其性能特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在油膜形成能力、分油性能、氧化速率以及流變性等。基礎(chǔ)油黏度、潤(rùn)滑脂表觀黏度、氧化以及其他潤(rùn)滑脂性能表現(xiàn)出“Arhenius”行為。即潤(rùn)滑脂的性能與溫度或多或少地成指數(shù)關(guān)系。因此在綠色的溫度區(qū)域，潤(rùn)滑脂壽命也表現(xiàn)出“阿倫尼烏斯”行為，那么在綠色溫度區(qū)域就可以合理地預(yù)測(cè)潤(rùn)滑脂壽命。在高溫性能極限溫度( HTPL)與高溫極限( HTL)之間的黃色溫度區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，潤(rùn)滑脂壽命會(huì)非常短。低溫區(qū)域也存在著黃色溫度區(qū)域。

  極限臨界溫度的確定是通過(guò)潤(rùn)滑脂的試驗(yàn)來(lái)測(cè)定。高溫極限由潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)決定，低溫極限由潤(rùn)滑脂的低溫轉(zhuǎn)矩和分油性能確定。綠色區(qū)域可通過(guò)潤(rùn)滑脂壽命試驗(yàn)確定，邊界溫度(LTPL和HTPL)由出現(xiàn)明顯Arhenius行為變化的臨界點(diǎn)來(lái)確定。McCusker建議，選擇最高工作溫度的準(zhǔn)則是不得高于滴點(diǎn)以下55 ℃。標(biāo)準(zhǔn)潤(rùn)滑脂的指導(dǎo)原則如圖3所示，但無(wú)論如何，都強(qiáng)烈建議要遵循潤(rùn)滑脂產(chǎn)品具體的技術(shù)規(guī)范和使用說(shuō)明。大多數(shù)軸承制造商都在他們的產(chǎn)品目錄中對(duì)具體的軸承潤(rùn)滑脂的溫度范圍進(jìn)行了規(guī)定。

圖3  Smith和Wilson提出的潤(rùn)滑脂壽命是溫度的函數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)潤(rùn)滑脂的溫度范圍

  顯然，也可以用其他方法來(lái)確定潤(rùn)滑脂的使用溫度，如分油、流變性和抗氧化能力的測(cè)量結(jié)果等。

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 作者Piet M.lugt博士是具有深厚的摩擦化學(xué)背景和軸承設(shè)計(jì)科學(xué)家，是全球最大軸承企業(yè)SKF工程研究中心的資深專家。著作中索引了640篇公開(kāi)發(fā)表的軸承潤(rùn)滑脂文獻(xiàn)，幾乎涵蓋2013年以前全球所有該領(lǐng)域的研究成果，對(duì)軸承潤(rùn)滑脂的潤(rùn)滑技術(shù)傳播有劃時(shí)代的意義。

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