軸承潤滑脂使用溫度的“交通燈”概念

軸承潤滑脂使用溫度的“交通燈”概念

所有潤滑脂產(chǎn)品在設(shè)計時都考慮到工作溫度的范圍，如果溫度太高，潤滑脂將會軟化變稀而喪失稠度和/或發(fā)生劇烈的氧化；如果溫度太低，將導(dǎo)致軸承的啟動轉(zhuǎn)矩非常高和/或潤滑脂分油很低，這可以用交通燈概念的圖1和圖2來說明。低溫極限(low temperature limit ，LTL)是潤滑脂能夠使軸承毫無困難地啟動時的最低溫度；高溫極限(high temperature limit ， HTL)是由潤滑脂稠化劑決定的，對于皂基潤滑脂來說，是由潤滑脂的滴點決定。滴點溫度表明，溫度高于滴點時潤滑脂的稠度損失是不可逆的，潤滑脂將變?yōu)橐后w。不建議潤滑脂在低溫極限和高溫極限之外工作（圖1和圖2）。

圖1 交通燈概念

圖2 球軸承和滾子軸承的溫度與潤滑脂壽命的關(guān)系，球軸承在低溫下有較長的壽命（來源：SKF）

在低溫性能極限(temperature performance limit，LTPL)和高溫性能極限(high temperature performance limit，HTPL)之間的溫度范圍，潤滑脂能可靠地發(fā)揮其性能特點，主要體現(xiàn)在油膜形成能力、分油性能、氧化速率以及流變性等。基礎(chǔ)油黏度、潤滑脂表觀黏度、氧化以及其他潤滑脂性能表現(xiàn)出“Arhenius”行為。即潤滑脂的性能與溫度或多或少地成指數(shù)關(guān)系。因此在綠色的溫度區(qū)域，潤滑脂壽命也表現(xiàn)出“阿倫尼烏斯”行為，那么在綠色溫度區(qū)域就可以合理地預(yù)測潤滑脂壽命。在高溫性能極限溫度( HTPL)與高溫極限( HTL)之間的黃色溫度區(qū)域內(nèi)運行，潤滑脂壽命會非常短。低溫區(qū)域也存在著黃色溫度區(qū)域。

極限臨界溫度的確定是通過潤滑脂的試驗來測定。高溫極限由潤滑脂的滴點決定，低溫極限由潤滑脂的低溫轉(zhuǎn)矩和分油性能確定。綠色區(qū)域可通過潤滑脂壽命試驗確定，邊界溫度(LTPL和HTPL)由出現(xiàn)明顯Arhenius行為變化的臨界點來確定。McCusker建議，選擇最高工作溫度的準則是不得高于滴點以下55 ℃。標準潤滑脂的指導(dǎo)原則如圖3所示，但無論如何，都強烈建議要遵循潤滑脂產(chǎn)品具體的技術(shù)規(guī)范和使用說明。大多數(shù)軸承制造商都在他們的產(chǎn)品目錄中對具體的軸承潤滑脂的溫度范圍進行了規(guī)定。

圖3 Smith和Wilson提出的潤滑脂壽命是溫度的函數(shù)以及標準潤滑脂的溫度范圍

顯然，也可以用其他方法來確定潤滑脂的使用溫度，如分油、流變性和抗氧化能力的測量結(jié)果等。

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作者Piet M.lugt博士是具有深厚的摩擦化學(xué)背景和軸承設(shè)計科學(xué)家，是全球最大軸承企業(yè)SKF工程研究中心的資深專家。著作中索引了640篇公開發(fā)表的軸承潤滑脂文獻，幾乎涵蓋2013年以前全球所有該領(lǐng)域的研究成果，對軸承潤滑脂的潤滑技術(shù)傳播具有劃時代的意義。

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