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滚动轴承的润滑和密封

发布时间:2022-10-27发布人: 小编


滚动轴承各元件在外载荷作用下产生弹性变形,接触面上各点都有相对滑动,而且由于接触面小,所以单位面积的压力往往大于20~30MPa,因此,如果润滑不良,元件就很容易发生胶合、磨损或磨解擦使温度过高引起滚动体回火导致轴承失效。

在轴承工作区添加润滑剂(润滑油或润滑脂)除了润滑减摩作用外,一般还有散热、减振和防锈的功能。

从轴承润滑和散热效果看,油润滑较好,但需有较复杂的供油系统和密封装置。一般齿轮箱轴承可利用齿轮溅油得到油润滑,这种润滑方法很经济。高精度或高速轴承常采用压力供油,保证润滑良好,以提高轴承的寿命。

脂润滑结构简单、密封性能好,但阻力大,高速时摩擦发热严重、散热效果差。一般用于速度较低的情况。随箸润滑脂的发展,目前在滚动轴承中应用得越来越多。若无特殊要求,d<200000~300000mm·r/min的滚动轴承都可采用脂润滑。dr称“速度因素”,是衡量轴承线速度的参数,d为轴承内径(mm),n为工作转速(r/ma)

当油、脂润滑都不适用时,可采用固体润滑。如以二硫化铝喷涂或用自润滑材料制成滚动体或保持架,润滑效果也很好。

润滑油根据速度因素和工作温度来选用,dn值低、载荷大、工作温度高时应选高粘度淘滑油,图9-31为球轴承和滚子轴承选油的参考图线。

润滑脂的选用考虑载荷、速度、工作温度和工作环境。载荷越大,选用的脂越稠。低速、工用温度<70°C的可选钙基脂,工作温度在100~200℃以下的可选钠基脂或钙钠基脂,100°C以上高温工作或dn>400000mm·r/min的轴承要用二硫化钼锂基或特殊的高温润滑脂;在50-70°C下工作的轴承应海硅油等合成润滑油稠化的润清脂。有水的环境用铝基脂及钡基脂,不可用钠基脂,使用滑脂时,脂的装入量不要超过轴承空间的1/3~1/2。以免因内摩擦严重急剧升温,影响轴承的正常工作。

为了防止润滑剂泄漏及防止灰尘、水份进入润滑部位,轴承部件必须有密射装置。轴承部件的密封装置主要解决旋转轴与静止件(轴承盖、机体等)之间的密封,它既要保证密封,也要控制相对运动元件之间的摩擦发热和磨损,以维持一定的使用寿命。

轴承部件常用的密封形式按其原理不同有接触式密封和非接触密封两大类,接触式密封只能用于线速度较低的场合,对轴接触这的硬度和表面粗糙度要求较高,非接触密封不受速度限制。

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1、接触式密封

(1)毡圈密封

毡圈密封是用羊毛毡圈作填料,装进轴承盖的梯形槽内,使压紧在轴上(图9-32),或用压盖轴向压紧使毡圈受压缩而产生径向压力抱在轴上(图9-32),达到密封的目的。

毡圈为矩形戴面,有标准规格。毡圈密封结构简单,便于安装加工,但压紧力小,且不宜调整,摩擦力较大,一般只用在滑动速度小于4~5m/s的脂润滑处。

(2)唇形密封圈密封

它是用耐油橡胶或皮革、塑料制成的密封圈,橡胶唇形密封圈是标准件,其密封唇与轴接触,图9-32)是其中一种,它是用螺旋弹簧圈使密封唇贴紧轴,它密封住更好。若为防止漏油,按装时密封唇应向着轴承,欲防止外界灰尘杂质侵入,密封唇应背向轴承,如需同时满足以上两项要求则需双向密封,使两个密封圈的唇分别向着和背营触承,见图9-32d)。当其中一个方向密封要求不太高时可以采用有割唇的密封圈。

唇形密封图常用于使用润滑油或润滑脂而负荷较重的轴承部件。当用于精密加工的轴上时,唇形密封圆密封允许轴的圆周速度达15m/s。

(3)机械密封(端面密封)

机械密封是近年来迅速发展起来的密封装置。最简单的机械密封如图9-32)所示,它是由低摩擦材料制成的密封环1、2及弹簧3等组成的。动环1固定于轴,随轴转动。静环2固定于机座增盖。由于动环与静环端面在弹簧压力下互相贴合,起到很好的密封作用,故文称墙面密封。

机械密封对轴没有磨损,密封环磨损后能自动补偿,保持密合,密封性能可靠,使用寿命长。缺点是组成的罗件较多,加工装配较复杂。机械密封主要用于高速、高压、高低温或腐蚀介质工作条件下的轴承部性上。

2、非接触式密封

(1)圆形间隙式密封

它是在轴和轴承盖间留有0,1~0.3mm的间隙(图9-32f),有时为增加密封效果在轴承盖轴孔上加工环形槽(图9-32g),在间隙和槽中填满润滑脂。它结构简单,密封效果一般。间隙式密封只能用于脂润滑并工作环境清洁的轴承部件中,轴的圆周速度可稍高,但润滑脂的熔化温度(滴点)应高于轴承工作温度。

(2)挡油圈和油沟式密封

挡油圈和油沟都是将顺轴流出的润滑油沿挡油圈或轴上油沟的边缘甩到轴承盖的油腔中去,再从曲腔中的回油孔流回轴承腔或机体内(图9-32、)。这种结构常和圈形间隙式密封联合使用。

(3)迷宫式密封

当环境较脏和比较潮湿或转速较高时宜采用迷宫式密封。它在旋转零件和固定零件之间形成了曲折、细窄的缝隙,并在缝隙中填满润滑脂。它工作可靠,而且没有附加磨擦阻力,因此工作速度不受限制,但是图9-32)的结构只能用于剖分式壳体。

上述各种密封型式特点不同,因此应根据实际情况选择密封装置。特别在重载和条件恶劣、要求较高时,常要用联合密封装置,设计时可将各种形式作适当组合。


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