轴承油气润滑实验结论与分析|加工中心

4. 6实验结论与分析

4. 6. 1轴承油气润滑最佳供油量实验研宄

上面计算了轴承的理论供油量，单个轴承理论供油量为0.032ml,查阅资料了解到，轴承的油膜大约40s — 100s后会破碎，轴承滚动体与圈套会直接摩擦。

当每隔40s油膜破损时，单个轴承1小时理论供油量为：

(3600+40) x0.032=2.88ml/h

当每隔100s油膜破损时，单个轴承1小时理论供油量为：

(3600+100) x0.032=l_152ml/h

铣头使用的轴承为成对安装，所以轴承理论供油量范围为2.30ml/h—5.76ml/h。油气润滑装置中油泵的每次输出油量为0.4ml，通过改变油泵的运行时间间隔改变轴承供油量。

油杲每隔5min运行一次，铁头内部轴承总供油量为：（60+5)x0.4=4.8ml/h 油泵每隔8min运行一次，洗头内部轴承总供油量为：（60+8)x0.4=3ml/h 油泵每隔lOmin运行一次，铣头内部轴承总供油量为：（60+10)x0.4=2.4ml/h

三个供油量均在理论供油量计算范围内。

表4.1 m_a、m_b取值表 Table4.1 Value Table of m_a> m_b

F{p)	^ma	^mb
0.9980	14.25	0.212
0.9955	10.53	0.246
0.9930	8.92	0.268
0.9905	7.93	0.284
0.9880	7.25	0.297
0.9730	5.28	0.349
0.9705	5.09	0.355
0.966	4.81	0.365
0.961	4.56	0.376
0.956	4.34	0.386
0.951	4.15	0.394
0.942	3.88	0.409
0.932	3.63	0.423
0.924	3.47	0.433

图4.5为在转速n=900r/min时的供油量与轴承温升关系图。从图中可以看出，轴承在供油时间Omin—70min内，轴承温升比较明显，此时轴承处于热传递的初期，轴承摩擦的放热量大于压缩空气对流换热的吸热量；在70min —150min内，轴承的温升比较平缓；在150min — 180min内，轴承的温升可以看成是基本不变，此时，轴承达到热平衡。在达到热平衡时，每5min供一次油和每lOmin供一次油的轴承温升比每 8min供一次油的轴承温升高，结合以上分析，轴承在n=900r/min的情况下，每8min 供油一次为最佳供油时间间隔，润滑效果最好。

轴承的温升与供油量有着直接的关系，当供油量过小时，轴承处于不完全润滑状态，摩擦生热多，轴承温升高；当供油量过大时，轴承转动会对润滑油产生搅动现象，使润滑油摩擦生热，使得轴承温度升高；油气润滑在不同的条件下，最佳供油量不同，只有在最佳供油量时，轴承的温升才能达到最低，润滑效果最好。

4.6. 2轴承油气润滑与喷油润滑对比研宄

为了了解油气润滑的优势，进行了油气润滑和喷油润滑的对比实验。实验中，轴承转速为正常工作转速n=900r/min,油气润滑供油时间间隔为8min,轴承的供油量为 3ml/h。

喷油润滑单个轴承供油量计算公式为Q=[(轴承孔径X列数）/254] xK，其中，查间歇供油手册得k=1.98。
如图4.6所示，在转速相同，润滑条件最优的情况下，喷油润滑曲线斜率比油气润滑曲线斜率大，轴承温升达到稳定时，油气润滑的温升比喷油润滑的温升低，而且油气润滑比喷油润滑更快达到温度平衡，综上所述，油气润滑效果更好。

轴承的油气润滑与普通的油润滑相比，在相同的情况下，油气润滑中的压缩空气不仅作为动力源帮助油气混合物输送到轴承上，还可以使普通油膜变成两相膜形式，两相油膜比普通油膜承载能力更强，更有利于润滑；而且压缩空气还对轴承进行空气冷却，使轴承温升相对于普通的油润滑更低，润滑效果更好。

4.6. 3轴承转速与温升关系研宄

根据轴承供油量与温升实验结果知轴承每8min供一次油，润滑效果最好，所以在转速与温升的实验中，轴承供油时间间隔为8min,轴承供油量为3ml/h。铣头正常工作转速n=900r/min,为了不影响铣头的正常工作，实验时转速不超过铣头正常工作时的转速，实验转速分别为n^OOr/min，n₂=700r/min，n₃=500r/min的情况下，测量轴承的温度。

如图4.7所示，轴承在运转初期，温升上升明显，随着运转时间的增加，温升趋
于平缓，最终达到稳定值，此时达到轴承的热平衡；达到热平衡时，转速n=900r/min 时轴承温升最高，转速n=700r/min时轴承温升次之，转速n=500r/min时，轴承温升最低。由此可知，轴承在相同润滑条件下，转速越高，摩擦生热越多，温升越高。

在轴承相同，润滑条件相同的情况下，轴承转速与温升有着密切的联系。轴承转速越大，轴承的摩擦力矩越大，摩擦生热越明显，所以轴承转速越大，轴承温升越高。
最低。由此可知，轴承在相同润滑条件下，转速越高，摩擦生热越多，温升越高。

4. 6. 4润滑油运动粘度与轴承温升关系研宄

由式（3.1)可知润滑油运动粘度与轴承是发热量有着密切的关系。其与决轴承

类型、转速一样是的轴承摩擦力矩影响因素。

在转速相同的情况下，润滑油运动粘度越大轴承温升越高。这是因为润滑油运动粘度增大，使得滚动体对润滑油搅动变得困难，搅动阻力变大。搅动阻力的升高会增大轴承摩擦损失，使得轴承摩擦热变大。

3. 6. 5压缩空气压力与轴承温升关系研宄

压缩空气会对进行轴承强制对流换热，转移掉一部分轴承摩擦热量，轴承温升减
小。一般油气润滑装置都会给出压缩空气的压力范围，图4.9给出了轴承在不同压缩空气压力下的温升，压缩空气压力分别为：0.35MPa、0.4MPa、0.45Mpa。

由图4.9可知在转速相同的情况下，随着压缩空气压力的增大，强制对流换热作用也增强，转移走的轴承摩擦热变大，使轴承温升降低。

4. 7本章小结

本章通过公式计算出油气润滑的供油量，并且进行了油气润滑轴承与油润滑轴承的对比实验，实践性的证明了油气润滑的润滑效果更好。并且通过实验研究油气润滑系统参数（如润滑油种类、润滑油量、压缩空气压力等）对轴承外圈温升的影响。

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