4. 6实验结论与分析
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 ma、mb取值表 Table4.1 Value Table of ma> mb
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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。
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。
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。
本文采摘自“数控加工中心主轴轴承油气润滑机理研究”,因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示,有需要者可以在网络中查找相关文章!本文由伯特利数控整理发表文章均来自网络仅供学习参考,转载请注明!
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