润滑油粘度对轴承的影响,为什么粘度对轴承润滑很重要?
润滑——或者更准确地说,润滑不当或不足——是工业应用中设备故障的主要原因之一。没有它,滑动、滚动或啮合表面会经历显着的摩擦、热量和磨损,从而导致噪音增加、精度损失和设备寿命缩短。
润滑剂最重要的特性之一是它的粘度(或者,在润滑脂润滑剂的情况下,是基础油的粘度)。但粘度类似于流体中的摩擦。那么为什么需要摩擦(在润滑中)来减少摩擦(在轴承中)?摩擦学是对相对运动的两个表面之间的摩擦、润滑和磨损原理的研究和应用。
1、粘度=流体摩擦
粘度是流体的一种特性,是由它们对剪切的内部阻力引起的。当流体在层流条件下移动时,没有湍流——就像大多数轴承润滑场景一样——流体的微观层相互流动,就像一叠纸,每张纸的移动速度都比一张略快在它下面。当这些层彼此移动时,必须克服这些微观薄流体层之间的内聚力。这些内聚力引起的阻力是流体粘度的主要决定因素。
2、粘度在减少轴承摩擦中的作用
轴承表面,无论加工、精加工和清洁得多么好,总会有凹凸不平(峰)和谷。当两个轴承表面接触时(例如,球和滚道或滚子和滚道),表面的粗糙会相互干扰。润滑的主要作用之一是分离表面并减少或消除其凹凸不平的干扰,从而显着降低摩擦和磨损。
但是当表面静止(或以非常低的速度移动)时,它们之间的压力基本上会“挤压”表面之间的润滑。有一层很薄的润滑膜,但不足以将两个表面的凹凸分开,仍然存在明显的接触。这被称为边界润滑。在边界润滑中,摩擦、热量和磨损主要取决于表面之间的相互作用,尽管润滑剂和表面之间的化学反应也会导致磨损。在边界润滑条件下花费的时间会显着影响轴承性能和寿命。
随着速度的增加,更多的润滑剂被“吸入”轴承表面之间的空间,从而形成更厚的润滑膜。这会导致润滑膜上的压力增加,进而增加润滑剂的粘度(根据润滑剂的压力-粘度系数)。但是有一个过渡期,随着速度的增加,表面在某些地方分离,但在其他地方,粗糙之间的干扰仍然存在。这被称为混合润滑。
最后,当达到足够的速度时,润滑层变得足够大以分离两个表面的凹凸不平,并且通过使轴承表面弹性变形,增加的粘度使润滑剂膜具有足够的强度来支撑负载。这种润滑方式被称为弹性流体动力润滑。