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高速電機(jī)的合理潤(rùn)滑

 

主軸軸承常見(jiàn)的潤(rùn)滑方式有脂潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑、油氣潤(rùn)滑、噴射潤(rùn)滑及環(huán)下潤(rùn)滑等。

 

脂潤(rùn)滑不需任何設(shè)備，是低速主軸普遍采用的潤(rùn)滑方式。dn值在1.0×106以上的主軸，多采用油潤(rùn)滑的方式.

 

油霧潤(rùn)滑是將潤(rùn)滑油(如透平油)經(jīng)壓力空氣霧化后對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑的。這種方式實(shí)現(xiàn)容易，設(shè)備簡(jiǎn)單，油霧既有潤(rùn)滑功能，又能起到冷卻軸承的作用，但油霧不易回收，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，故逐漸被新型的油氣潤(rùn)滑方式所取代。

 

油氣潤(rùn)滑是將少量的潤(rùn)滑油不經(jīng)霧化而直接由壓縮空氣定時(shí)、定量地沿著專(zhuān)用的油氣管道壁均勻地被帶到軸承的潤(rùn)滑區(qū)。潤(rùn)滑油起潤(rùn)滑的作用，而壓縮空氣起推動(dòng)潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)及冷卻軸承的作用。油氣始終處于分離狀態(tài)，這有利于潤(rùn)滑油的回收，而對(duì)環(huán)境卻沒(méi)有污染。實(shí)施油氣潤(rùn)滑時(shí)，一般要求每個(gè)軸承都有單獨(dú)的油氣噴嘴，對(duì)軸承噴射處的位置有嚴(yán)格的要求，否則不易保證潤(rùn)滑效果，油氣潤(rùn)滑的效果還受壓縮空氣流量和油氣壓力的影響。一般地講，增大空氣流量可以提高冷卻效果，而提高油氣壓力，不僅可以提高冷卻效果，而且還有助于潤(rùn)滑油到達(dá)潤(rùn)滑區(qū)，因此，提高油氣壓力有助于提高軸承的轉(zhuǎn)速。

 

實(shí)驗(yàn)表明，加大壓力比采用常規(guī)壓力進(jìn)行油氣潤(rùn)滑可使軸承的轉(zhuǎn)速提高20%。噴射潤(rùn)滑是直接用高壓潤(rùn)滑油對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻的，功率消耗較大，成本高，常用在dn值為2.5×106以上的超高速主軸上。

 

環(huán)下潤(rùn)滑是一種改進(jìn)的潤(rùn)滑方式，分為環(huán)下油潤(rùn)滑和環(huán)下油氣潤(rùn)滑。實(shí)施環(huán)下油或者油氣潤(rùn)滑時(shí)，潤(rùn)滑油或油氣從軸承的內(nèi)圈噴入潤(rùn)滑區(qū)，在離心力的作用下潤(rùn)滑油更易于到達(dá)軸承潤(rùn)滑區(qū)，因而比普通的噴射潤(rùn)滑和油氣潤(rùn)滑效果好，可進(jìn)一步提高軸承的轉(zhuǎn)速，如普通油氣潤(rùn)滑，角接觸陶瓷球軸承的dn值為2.0×106左右，采用加大油氣壓力的方法可將dn值提高到2.2×106，而采用環(huán)下油氣潤(rùn)滑則可達(dá)到2.5×106。

 

影響角接觸球軸承高速性能的主要原因是高速下作用在滾珠上的離心力和陀螺力矩增大。

 

離心力增大會(huì)增加滾珠與滾道間的摩擦，而陀螺力矩增大則會(huì)使?jié)L珠與滾道間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，使軸承摩擦發(fā)熱加劇，因而降低軸承的壽命。

 

為了提高軸承的高速性能，常采用兩種方法：

 

一是減小滾球的直徑，如采用已標(biāo)準(zhǔn)化的71900系列主軸軸承；

 

另一種則是采用新型的陶瓷(Si3N4)材料做滾珠，由于Si3N4陶瓷材料的密度僅為軸承鋼的40%，因而這種軸承的高速性能明顯高于全鋼軸承。抑制振動(dòng)及高速回轉(zhuǎn)時(shí)滾珠公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的滑動(dòng)，提高軸的回轉(zhuǎn)精度等，在主軸上使用的滾動(dòng)軸承均需預(yù)緊。預(yù)緊的方式主要有恒位置預(yù)緊和恒力預(yù)緊。

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