軸承潤滑脂選型指南：從計算到實戰(zhàn)，告別“憑感覺”潤滑

在當(dāng)今高效率和精密工程的時代，軸承扮演著至關(guān)重要的角色，它們是幾乎所有機(jī)械系統(tǒng)不可或缺的組成部分。然而，軸承的性能和壽命極大程度上依賴于潤滑脂的選擇和應(yīng)用。潤滑脂的主要功能是減少摩擦和磨損，防止污染物質(zhì)入侵，同時保持軸承元件的冷卻。選擇不當(dāng)?shù)臐櫥粌H會縮短軸承的使用壽命，還可能導(dǎo)致能效下降和維護(hù)成本上升。

本文將詳細(xì)探討潤滑脂的科學(xué)選擇方法，從軸承的工作條件和物理需求出發(fā)，通過精確的計算和實際案例，解析如何根據(jù)不同的工作環(huán)境、負(fù)載條件和溫度選擇合適的潤滑脂。我們將深入討論潤滑脂的粘度選擇、添加劑的使用以及潤滑管理策略，以確保軸承在苛刻的應(yīng)用環(huán)境中也能表現(xiàn)出佳性能。這些知識和策略對于維護(hù)高效、可靠的機(jī)械運行至關(guān)重要，可以顯著延長設(shè)備的操作壽命并降低總體擁有成本。

以下我們以一個具體的工程實例來說明軸承潤滑脂的選型計算的具體使用方法。

案例：在化工生產(chǎn)工藝過程中，分離技術(shù)是至關(guān)重要的一環(huán)。離心機(jī)，一個高效工業(yè)設(shè)備，是這一技術(shù)的杰出代表，因為它能高效地進(jìn)行固液分離。

設(shè)備工況調(diào)查

設(shè)備參數(shù)：

軸承工作溫度：70-80 ℃ 

軸承轉(zhuǎn)速： 1450 RPM 

電流：500 A

軸承型號：22230CCK/W33 （SKF） 

內(nèi)徑：150 mm

外徑：270 mm 

厚度：73 mm 

動載荷：750 kN 

靜載荷：1130 kN

類型：圓錐孔調(diào)心滾子軸承 

軸承數(shù)量：5個

現(xiàn)場調(diào)查：

環(huán)境和工作溫度

ü     工作溫度70-80 ℃

ü     容易結(jié)焦積碳

ü     容易沾灰受污染

ü     軸承座內(nèi)廢舊潤滑脂多

? 維修維護(hù)工作

ü     潤滑脂補充周期短

ü     潤滑脂補充頻率高

ü     工作強度大

ü     殘留潤滑脂粘稠難清理

工作溫度下的粘度測算

為了測定基礎(chǔ)油粘度，使用標(biāo)準(zhǔn)操作條件下的平均軸承直徑dm（單位：[mm]）、軸承轉(zhuǎn)速和軸承溫度。所示圖表在工作溫度下所需的基礎(chǔ)油粘度=9 mm2/s。

經(jīng)過調(diào)查和初步分析，初步選定氟脂220，并做進(jìn)一步驗證。

潤滑脂的基礎(chǔ)油的粘溫關(guān)系

要計算機(jī)油和潤滑脂的正確粘度比，應(yīng)使用公布的40°C和100°C下的基礎(chǔ)油粘度，并將其應(yīng)用于?-T圖。現(xiàn)在算出基礎(chǔ)油在工作溫度下的粘度。

粘度比 k = υ/υ1

υ     – 油在工作溫度時的粘度

υ1 – 軸承實際需要的粘度

這張圖表展示的是粘度比 ( k ) 與軸承潤滑狀態(tài)的關(guān)系。粘度比 ( k ) 是指在給定工作條件下潤滑油的實際粘度與軸承所需的最低設(shè)計粘度之比。此圖主要描述不同的 ( k ) 值如何影響軸承的潤滑效果，包括邊界潤滑、混合潤滑和彈流潤滑（EHL，Elastohydrodynamic Lubrication）。

- 粘度比 ( k )：橫軸表示粘度比 ( k )，其值從極低（接近 0.04）到高（4以上）不等。粘度比越高，表明潤滑油在工作溫度下的粘度相對于軸承需要的最低粘度越高。

潤滑狀態(tài)：

- 邊界潤滑（Boundary Lubrication）：圖中最下方的區(qū)域，通常出現(xiàn)在 ( k )值很低的情況下。在這種狀態(tài)下，潤滑膜很薄，無法完全防止金屬表面間的直接接觸，導(dǎo)致較高的磨損和摩擦。潤滑劑：必須使用含EP添加劑的潤滑劑

- 混合潤滑（Mixed Lubrication）：隨著 ( k ) 值的增加，潤滑狀態(tài)進(jìn)入混合潤滑區(qū)域，潤滑膜部分能夠防止表面接觸，減少磨損和摩擦，但仍有部分金屬接觸。潤滑劑：建議使用含EP添加劑的潤滑劑 

- 彈性流體潤滑（EHL）：在 ( k ) 值較高的情況下，形成厚重的潤滑膜，完全防止表面間的直接接觸，從而顯著降低摩擦和磨損。這是理想的潤滑狀態(tài)，通常需要 ( k ) 值大于約1。潤滑劑;含EP添加劑的潤滑劑可增加大中型滾子軸承的可靠性

依據(jù)以上參數(shù)計算粘度比k = υ1 / υ= 45.3 / 9≈ 5,

k > 1,含EP添加劑潤滑劑可增加大中型滾子軸承的可靠性。

軸承潤滑脂初裝量計算

軸承的加脂量對溫度的影響

紅線代表“過量”情況下的溫升，它很快上升到接近100攝氏度，并且在接下來的時間里保持穩(wěn)定。

綠線表示“適量”情況下的溫升，溫度緩慢上升并在較低水平穩(wěn)定下來。

粉紅線代表“不足”情況下的溫升，溫度上升較快但沒有紅線那么高，并逐漸趨于平穩(wěn)。

這個圖表可能用于分析和比較不同潤滑油脂添加量對軸承運行溫度的影響，以確定恰當(dāng)?shù)募又?，確保軸承運行效率和壽命。

軸承自動注脂優(yōu)化建議

為了進(jìn)一步優(yōu)化軸承的潤滑管理，可以考慮以下建議：

1. 引入自動化控制系統(tǒng)： 安裝自動化潤滑系統(tǒng)可以實現(xiàn)潤滑脂的定時和定量注入。這樣的系統(tǒng)不僅提高了潤滑的精確性，還確保了潤滑過程的一致性，減少因人為操作不當(dāng)造成的潤滑不足或過量。

2. 定期維護(hù)與校準(zhǔn)： 定期對自動注脂系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)，以保持系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。這包括檢查注脂泵、管路和控制器等關(guān)鍵部件。

3. 員工培訓(xùn)與操作規(guī)范： 確保操作人員對自動注脂系統(tǒng)有足夠的了解和培訓(xùn)。制定清晰的操作和維護(hù)指南，確保每一步操作都能符合標(biāo)準(zhǔn)，從而減少錯誤和設(shè)備故障。

通過實施這些措施，不僅可以提升軸承的運行效率和延長其使用壽命，還能顯著減少因潤滑問題導(dǎo)致的停機(jī)時間，從而提高整體設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。

軸承維修建議

1，采用專用氟溶劑清洗軸承，徹底清洗干凈之后再注全氟潤滑脂。

2，單個軸承大概加330 ~ 670 g油脂，用刮刀慢慢的往軸承里擠壓進(jìn)去，一邊旋轉(zhuǎn)軸承  一邊往里擠壓油脂。 

3，更換新軸承初裝全氟潤滑脂后，如果24小時開機(jī)，建議客戶2.5~3個月注脂1次，每  次注脂100g / 個軸承。

4，剛更換軸承后，他們建議客戶在7-15天必須補加1次潤滑脂，補脂50g / 個軸承，這  樣軸承才能保證有足夠的潤滑。 

5，使用全氟聚醚潤滑脂的軸承清洗、注脂、安裝都有一定的講究和要求，正常的潤滑  脂加進(jìn)去運行后顏色為白色或灰色屬于正常狀態(tài)。

離心機(jī)軸承潤滑優(yōu)化效益

優(yōu)化離心機(jī)軸承的潤滑可以帶來一系列的運營效益，不僅提高設(shè)備的整體性能，還能顯著降低運營成本。以下是這些優(yōu)化措施的具體效益：

 1. 減少補脂頻率

- 成本節(jié)約：降低補脂頻率意味著使用更少的潤滑脂，從而直接減少采購成本。

- 勞動力節(jié)約：減少人工補脂的次數(shù)，可以釋放維護(hù)人員的時間，讓他們能夠?qū)Ｗ⒂谄渌P(guān)鍵的維護(hù)工作。

- 環(huán)境影響：減少潤滑脂的使用也有助于減少廢物和環(huán)境污染，符合可持續(xù)發(fā)展的企業(yè)實踐。

 2. 減少非計劃停機(jī)

- 提高生產(chǎn)率：減少因軸承故障引起的非計劃停機(jī)，可以顯著提高生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率。

- 增加產(chǎn)出：連續(xù)運行的設(shè)備意味著更高的生產(chǎn)量，有助于提高企業(yè)的市場響應(yīng)速度和客戶滿意度。

- 避免經(jīng)濟(jì)損失：非計劃停機(jī)往往伴隨著高昂的維修成本和生產(chǎn)損失，優(yōu)化潤滑可以減少這類事件的發(fā)生，保護(hù)企業(yè)免受不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

 3. 提高運行效率

- 能效提升：良好的潤滑減少摩擦，提高機(jī)械效率，降低能耗。

- 延長設(shè)備壽命：適當(dāng)?shù)臐櫥Ｗo(hù)機(jī)械部件，延長設(shè)備的整體使用壽命，減少更換設(shè)備的頻率和成本。

 4. 降低工作強度

- 改善工作環(huán)境：減輕維護(hù)工作的體力勞動，減少因潤滑不當(dāng)造成的緊急維修工作，改善維護(hù)人員的工作環(huán)境。

- 提高安全性：適當(dāng)?shù)臐櫥瑴p少機(jī)械故障和意外事故的風(fēng)險，增加工作場所的安全性。

 5. 減少潤滑脂品牌規(guī)格、庫存數(shù)量

- 簡化庫存管理：標(biāo)準(zhǔn)化潤滑脂產(chǎn)品可以減少庫存的復(fù)雜性，簡化采購和存儲流程。

- 降低庫存成本：減少潤滑脂種類可顯著降低庫存空間需求和相關(guān)成本，提高物料管理的效率。

通過這些優(yōu)化措施，不僅能夠改善設(shè)備的運行性能和可靠性，還能為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和操作便利性。

結(jié)語

在選擇潤滑脂時，結(jié)合科學(xué)的計算和理解不同潤滑狀態(tài)的需求顯得尤為重要。正確的潤滑脂選型不僅依賴于經(jīng)驗，更需要精確的計算，如粘度比的分析，以確保軸承在各種操作條件下都能獲得優(yōu)的潤滑效果?？茖W(xué)的選型方法使得潤滑脂的選擇不再是一種猜測，而是一個基于性能需求和工作環(huán)境的精確決策過程。通過精確計算和合理應(yīng)用，潤滑脂能顯著提高軸承的效率和壽命，同時降低維護(hù)成本，保證設(shè)備在各種工況下的穩(wěn)定性和安全性。因此，科學(xué)地選擇和計算潤滑脂的應(yīng)用，是實現(xiàn)機(jī)械設(shè)備高效、可靠運行的關(guān)鍵步驟。

MOLYKOTE?（摩力克 ?）始于 1948 年，逾 75 年發(fā)展中先由道康寧推出，后經(jīng)陶氏化學(xué)收購，2019 年陶氏杜邦重組后歸入杜邦旗下。其使命不止于潤滑，更致力于為設(shè)備提供 “摩” 力無限的解決方案，可應(yīng)對化學(xué)腐蝕、高負(fù)載、極端環(huán)境等問題，產(chǎn)品線涵蓋潤滑脂、油膏、減摩涂層等 6 大類潤滑劑，廣泛應(yīng)用于智能制造、汽車、機(jī)器人、泛半導(dǎo)體、食品制藥、航空航天等多行業(yè)。上海匯平是摩力克在中國的代理商。