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軸承潤滑與負載、溫度
2023-11-23
簡單明了的說明軸承潤滑與負載、和溫度之間關系的話題。
一、軸承潤滑與負載
依然會到滑水運動的例子。在前面的文章中我們用滑水運動的例子講述了軸承潤滑的基本原理、軸承轉速與潤滑的關系。滑水運動的例子還可以很好的解釋軸承潤滑與負載的關系。
首先，滑水運動員在水面上滑行，在牽引快艇的速度一樣的時候，運動員的吃水深度與運動員自身的重量有關系。運動員自身體重越大，吃水越深；反之，運動員體重越小，吃水越淺。
在這里，可以將運動員的滑行速度類比做軸承轉速；運動員自重類比做軸承的負載；而運動員滑水板底板與水底之間的距離可以類比做軸承內潤滑油膜的厚度。
這樣看來，運動員吃水越深，那么滑水板底板與水底之間距離越近，對于軸承而言，也就是油膜厚度越小；運動員吃水越淺，那么滑水板與水底之間的距離就越遠，對于軸承而言，油膜厚度越大。
因此可以得到一個結論，在其他條件相同的時候，軸承負載越大，軸承內部油膜厚度越小；軸承負載越小，軸承內部油膜厚度越大。
軸承油膜厚度小到一定程度的時候，就會出現混合潤滑，甚至出現邊界潤滑狀態，軸承滾動體和滾到之間的金屬就有可能出現直接接觸的情況，軸承磨損風險增加。所以在合適的負載情況下，才能有限的延長軸承的使用壽命。
二、軸承潤滑與溫度
事實上，如果單獨說軸承內部潤滑和溫度兩個因素，本來是不直接相關的，但是由于軸承的潤滑介質（潤滑脂、潤滑油）中一個重要的因素——粘度與溫度緊密相關，而潤滑介質的粘度又與潤滑關系十分緊密，因此溫度稱為影響潤滑的關鍵因素。
在介紹軸承潤滑與溫度之間的關系之前，需要一個前序的基本概念，就是潤滑劑粘度與溫度的關系。一般的情況下，潤滑劑粘度隨著溫度上升而下降。這幾乎是一個確定的關系，因此軸承潤滑與溫度的關系本質上是軸承潤滑與潤滑劑粘度的關系。
我們重新回到滑水運動員的例子來看這個關系。我們假設有一個水池里面裝的是水，另一個水池里面裝的是蜂蜜。顯然蜂蜜比水更粘稠。那么當其他條件一樣的時候（運動員體重一樣，牽引速度一樣）的時候，上述兩個池子中哪個更容易將運動員浮起來？
憑感覺都可以得到一個答案，那就是蜂蜜的池子里運動員更容易浮起來。當然，你也可以通過浮力的公式有一個定量的感受。
滑水運動員更容易從裝有蜂蜜的池子里浮起來，對比到軸承上而言，就是更大的粘度有利于形成油膜（浮起來）。如果聯系溫度與潤滑劑粘度的關系，不難得到結論，溫度低的時候，潤滑劑粘度大，更容易形成油膜。
事實上，潤滑劑粘度的增大除了容易形成油膜這個正面因素以外，還有一個負面因素。依然聯想滑水運動員的例子，牽引船希望拉動滑水運動員在葉面上浮起來，在兩個池子中哪個的阻力更大？想必，答案也是清楚的，那就是蜂蜜的池子阻力大。對比到軸承上就是軸承的阻轉矩更大了。宏觀上來看，就是軸承滾動的阻力大了。可以理解為摩擦轉矩大了。軸承的摩擦阻轉矩臨末以發熱的方式散發出去，因此，潤滑劑粘度大，會帶來軸承溫度的升高。
中間有個小問題，軸承溫度升高了，那么潤滑劑粘度又降下來了，這樣不就不會繼續高溫了么？這個問題留給工程師自己去梳理邏輯，一個小提示，就是粘稠的潤滑劑發的造成的溫度降低了自身粘度，臨末會不會形成一個平衡？從這個平衡的角度去想，你不難找到答案。
來源： 電子開發網
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