轴承转速对设备效率和耐久性至关重要，其承载能力通常可通过运行温度来衡量。

过高的 摩擦 热量表明转速可能已超出设计范围，进而导致咬死等失效。

除温升因素外，部分轴承还存在固有的机械极限，这些极限同样会影响其转速。

本文将深入解析轴承转速的重要性、其与温度之间的关系，以及机械约束在其中的作用。

轴承类型

轴承产品样本中的转速额定值

在评估轴承性能边界时，专业人员通常会查阅轴承产品样本。

这些表格清晰列出了轴承可安全运行的转速范围。

下面简要说明几个关键转速额定值：

参考转速

  • 热条件：该额定值用于说明轴承在不发生过热的情况下可运行的转速。

  • ISO 15312 标准：遵循这一国际标准，可确保轴承在规定热条件下实现最佳运行。

  • 适用于开式轴承：参考转速主要针对开式轴承，用于强调其在特定工况下的运行极限。

极限转速

  • 机械约束：该转速指标反映了轴承的机械临界值，超过此限，其完整性可能受到影响。

  • 该值具有提示性而非绝对禁止性：极限转速属于参考边界，当接近或达到该数值时，应对工况进行深入分析。

  • 对于带接触式密封的轴承至关重要：对于带接触 式密封的轴承，其极限转速通常决定了轴承的最高运行能力。

带接触式密封的轴承

带接触式密封的轴承，其最高轴承转速通常主要由极限转速决定。

与其他 类型的轴承不同，其产品样本中通常不列参考转速。

密封结构在提供污染防护的同时，也会因附加摩擦而影响轴承转速。

因此，准确把握这一平衡，对于轴承的高效应用至关重要。

ISO标准条件

ISO 15312标准为轴承参考转速的确定提供了明确指导，确保工程师和用户能够就轴承转速能力作出有依据的决策。

影响ISO参考转速的参数

  • 散热：参考转速以预先规定的参考散热条件为基础，确保轴承在热平衡状态下运行。

  • 载荷 条件：轻载工况是必要前提，其中径向轴承（如 深沟球轴承）的载荷为 P = 0.05 C0P=0.05C0，推力轴承（如 推力球轴承）的载荷为 P = 0.02 C0P=0.02C0。

  • 温升：以环境基准温度 20°C（70°F）为参考，上升 50°C（90°F）作为基准。

  • 润滑要求：油润滑至关重要，且应采用不含EP添加剂的矿物油。径向轴承采用 ISO VG32，而推力轴承则选用 ISO VG68。

适用于开式轴承

ISO 参考转速仅严格适用于开式轴承。其应满足以下条件：

  • 清洁的运行环境，以确保最佳性能。

  • 适当的运行 游隙，并由初始内部游隙的选定结果确定。

  • 轴水平布置，内圈旋转、外圈静止的安装工况。

密封轴承缺少参考条件

由于密封件会带来额外摩擦并可能造成热量积聚等特殊影响，大多数产品样本中并未为密封轴承规定参考转速。

脂润滑与温升峰值

ISO 标准未对密封轴承规定参考条件。

该标准最初针对油润滑制定，在脂润滑条件下同样适用，但前提是采用锂基润滑脂，其矿物油基础油粘度范围为 100 和 200 mm²/s。

在脂润滑条件下，轴承在初始启动阶段可能出现温度峰值。

因此，轴承需要经过磨合期，待其达到稳定的工作温度，从而确保最佳运行性能和使用寿命。

修正参考转速

在轴承应用中，理解修正参考转速至关重要；与标准化的 ISO 参考转速相比，它能提供更具针对性的选型依据。

  • 计算方法：结合实际工况和设备运行条件，对参考转速进行修正。

  • 载荷与 润滑剂 粘度：这些因素会显著影响轴承转速，必须进行精确修正，以确保设备最佳运行。

  • 保守原则：对计算结果应采取审慎态度，以安全性和使用寿命为优先。

  • 热分析：除载荷与润滑条件调整外，热分析对于理解散热过程并确保最佳性能至关重要。

机械极限转速

产品表中明确列出了标准轴承配置的极限转速。

除非对轴承设计进行相应改进以适应更高转速，否则不应超过该转速。

要充分利用轴承的极限转速：

润滑

适当润滑至关重要。随着转速接近上限，可能需要改用油润滑。

极限转速的决定因素

影响转速边界的因素主要包括：

  • 保持架 完整性：保持架的结构稳定性与韧性发挥着重要作用。

  • 保持架表面润滑：保持架导向表面获得充分润滑，可确保运行平稳。

  • 作用力：滚动体所承受的离心力和回转力会影响转速上限。

  • 外部因素：特定密封件以及润滑剂的选用，尤其是在密封轴承中，也会影响轴承的转速潜力。

在考虑开式 球轴承时，需要注意其设计与结构在极限转速方面可能需要特别考量。

超出转速极限运行轴承

使轴承超出标准转速极限运行，需要精确控制并进行审慎分析。在继续之前：

热分析

应开展全面评估，以准确把握 轴承对 更高转速的承受能力。

超越额定转速运行时应考虑的措施

温度管理：采取额外冷却措施，以抵消轴承温升。

  • 轴承游隙：针对高温导致的游隙减小进行相应调整。

  • 轴承座配合公差：适当调整，以保持非定位轴承外圈的轴向窜动能力。

  • 轴承精度：应确保轴承公差及相关零部件的几何精度能够有效避免过大振动。

  • 保持架因素：可考虑适用于更高转速的其他保持架设计。

  • 润滑匹配性：需确认润滑方式与润滑脂/润滑油类型是否与保持架设计及升高的工作温度相匹配。

  • 补脂间隔：对于脂润滑轴承，应重新评估补脂周期，并在必要时考虑改用油润滑。

总的来说，轴承超速运行在技术上是可行的，但必须采取经过计算且审慎的应对措施。

结论

严格遵守轴承转速极限，对于实现最佳性能与运行安全至关重要。

在考虑更高转速时，必须提前落实必要的安全防护措施。

只有保持这种严谨性，才能确保轴承具有更长的使用寿命和稳定的运行表现。

在 Lily-bearing，我们高度重视这些极限要求，并提供以持久性能与安全性为优先的产品。