對於不同轉速要求的電機產品,必然會涉及到與之配套的軸承性能和參數,在前面的文章中我們談過電機工況條件對於軸承絕緣性能、溫度、潤滑等要求方面的內容,我們今天的重點談滾動軸承轉速。

01滾動軸承能達到的轉速是有限的!

滾動軸承能達到的轉速是有極限的。其極限轉速通常是取決於所用的潤滑劑和軸承零部件的材料所能達到的工作溫度。軸承在達到工作溫度限制時的轉速,取決於軸承在滾動時因摩擦產生的熱量,當然也包括任何其它影響軸承溫度的外部條件熱量,最終又有多少熱量可以從軸承帶走。這就涉及一個發熱和散熱問題,關聯因素包括軸承本身的特性,也包括軸承系統零部件、軸承運行環境和工況等具體內容。

軸承的類型和尺寸、內部結構、承受的負荷、潤滑和冷卻條件、保持架的結構、製造的精度和遊隙等,對軸承能達到的轉速都有一定的影響。在大多數的軸承參數中通常列出兩個不同定義的額定轉速,即參考轉速和極限轉速,兩者是根據不同的考慮因素而定的參數。參考轉速與熱量有關是代表一個參考值,用於確定在給定的負荷及潤滑劑粘度下軸承的允許工作轉速;極限轉速與物理結構有關。

軸承的參考轉速在軸承的產品標準要求中有具體規定,軸承參考轉速是指在特定工作條件下的轉速,即軸承因摩擦而產生的熱量,以及從軸承通過軸、軸承室和潤滑劑(油或脂)帶走的熱量,兩者之間達到平衡。

02如何確定開式軸承的熱量平衡狀態?

根據標準規定,達到熱平衡的參考工作條件包括軸承溫升、負荷情況等具體內容。

(1)軸承溫升不超過50K。如在20℃的環境溫度下,軸承的溫升50℃,即在不轉動的外圈或軸承室測量的軸承溫度不超過70℃。

(2)普通組遊隙的開式軸承徑向和軸向負荷條件。對於徑向軸承,徑向負荷穩定在基本額定靜負荷的5%;對於推力軸承,軸向負荷穩定在基本額定靜負荷2%。

(3)潤滑劑條件:對於礦物油,沒有極壓(EP)添加劑的油潤滑軸承,70℃時的運動粘度爲:徑向軸承v=12mm2/s;推力滾子軸承v=24mm2/s。對於油浴潤滑,油位應控制在最低位置的滾動體的中心。

對於脂潤滑爲鋰皁礦物油潤滑脂的軸承,基油的粘度爲40℃時,v=100-200mm2/s。且潤滑脂填充量約軸承內自由空間的30%,脂潤滑的軸承在運作的起始階段,溫度可能會達到某一個峯值。因此,軸承可能需要運行10到20小時後才能達到正常的工作溫度。

在以上特定條件下,油潤滑和脂潤滑的軸承,參考轉速是相同的。在外圈轉動的工作情況,能達到的轉速會比較低。另外,某些軸承所能達到的轉速,並不是由於滾動體與滾道接觸產生的熱量所限制,例如帶接觸式密封圈的軸承。

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