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溫度對(duì)軸承的影響
溫度對(duì)軸承的影響是多方面的,它不僅會(huì)影響軸承的材料性能、潤滑效果,還會(huì)對(duì)軸承的配合精度和整體壽命產(chǎn)生作用。具體如下:
對(duì)材料性能的影響:當(dāng)溫度升高時(shí),軸承的金屬材料會(huì)發(fā)生熱膨脹,尺寸會(huì)相應(yīng)增大。不同材料的熱膨脹系數(shù)不同,如果內(nèi)外圈的膨脹程度不一致,會(huì)導(dǎo)致軸承的游隙發(fā)生變化。例如,在高溫環(huán)境下,軸承的內(nèi)圈膨脹可能比外圈更明顯,從而使游隙減小,增加摩擦和磨損。而且,過高的溫度會(huì)降低金屬材料的硬度和強(qiáng)度,使軸承更容易受到磨損和疲勞破壞。當(dāng)溫度超過一定限度后,材料的金相組織會(huì)發(fā)生變化,進(jìn)一步降低材料的性能。
對(duì)潤滑效果的影響:溫度對(duì)軸承的潤滑性能有顯著影響。對(duì)于潤滑脂來說,溫度過高會(huì)使其稠度降低,潤滑脂變稀,容易流失,從而失去潤滑作用;溫度過低則會(huì)使?jié)櫥兊眠^于黏稠,增加摩擦阻力,影響軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性。潤滑油也存在類似的問題,溫度過高會(huì)使油的黏度降低,油膜厚度減小,承載能力下降;溫度過低時(shí),油的黏度增大,流動(dòng)性變差,同樣會(huì)影響潤滑效果。
對(duì)配合精度的影響:由于溫度變化會(huì)引起軸承及相關(guān)部件的尺寸變化,進(jìn)而影響軸承的配合精度。在過盈配合中,溫度升高會(huì)使過盈量減小,可能導(dǎo)致配合松動(dòng),影響軸承的穩(wěn)定性和傳遞載荷的能力;在間隙配合中,溫度升高可能使間隙變小,增加摩擦和磨損。此外,溫度不均勻還可能導(dǎo)致軸承部件的變形,破壞軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
對(duì)振動(dòng)和噪聲的影響:溫度異常會(huì)導(dǎo)致軸承的振動(dòng)和噪聲增大。當(dāng)軸承溫度過高時(shí),由于熱變形和潤滑不良等原因,軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)變得不穩(wěn)定,產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。這些振動(dòng)和噪聲不僅會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行,還可能對(duì)周圍環(huán)境造成污染。
對(duì)使用壽命的影響:長期處于高溫或溫度波動(dòng)較大的環(huán)境中,會(huì)加速軸承的疲勞和磨損,縮短軸承的使用壽命。高溫會(huì)使軸承材料的疲勞極限降低,增加疲勞裂紋的產(chǎn)生概率;同時(shí),潤滑不良也會(huì)加劇磨損,使軸承的性能逐漸下降。因此,控制軸承的工作溫度在合適的范圍內(nèi),對(duì)于延長軸承的使用壽命至關(guān)重要。
GB3215-82:泵工作期間,軸承最高溫度不超過 80℃;內(nèi)裝式軸承處外表面溫度不應(yīng)高出輸送介質(zhì)溫度 20℃,最高溫度不高于 80℃;外裝式軸承處外表面溫升不應(yīng)高出環(huán)境溫度 40℃,最高溫度不高于 80℃。
JB/T5294-91:軸承溫升不得超過環(huán)境溫度 40℃,最高溫度不得超過 80℃。
JB/T6439-92:泵在規(guī)定工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),內(nèi)裝式軸承處外表面溫度不應(yīng)高出輸送介質(zhì)溫度 20℃,最高溫度不高于 80℃;外裝式軸承處外表面溫升不應(yīng)高出環(huán)境溫度 40℃,最高溫度不高于 80℃。
JB/T7255-94:軸承溫升不得超過環(huán)境溫度 35℃,最高溫度不得超過 75℃。
JB/T7743-95:軸承溫升不得超過環(huán)境溫度 40℃,最高溫度不得超過 80℃。
JB/T8644-1997:軸承溫升不得超過環(huán)境溫度 35℃,最高溫度不得超過 80℃。
規(guī)程規(guī)定,滾動(dòng)軸承最高溫度不超過 95℃,滑動(dòng)軸承最高溫度不超過 80℃,并且溫升不超過 55℃(溫升為軸承溫度減去測(cè)試時(shí)的環(huán)境溫度。
JB/T50013-2000:滾動(dòng)軸承壽命及可靠性試驗(yàn)規(guī)程中規(guī)定,軸承外圈溫度脂潤滑時(shí),不允許超過 80℃;油潤滑時(shí),不允許超過 95℃。
金屬材料:軸承的套圈、滾珠等通常由鉻鋼、不銹鋼等金屬材料制成。例如,鉻鋼可以承受高達(dá) 120°C 恒定和 150°C 間歇的相同負(fù)載,在此之上,負(fù)載能力明顯下降;440 級(jí)不銹鋼可承受 250°C 恒定和 300°C 間歇的負(fù)載4。
保持架材料:標(biāo)準(zhǔn)保持器若為鋼材質(zhì),可承受與鉻鋼軸承相同的溫度;而尼龍或聚酰胺固定器,會(huì)將溫度上限限制在 100°C-120°C,具體取決于材料4。
密封件材料:軸承護(hù)罩可承受與環(huán)和球相同的溫度,但橡膠密封件一般不應(yīng)在 110°C 以上使用4。
轉(zhuǎn)速:轉(zhuǎn)速高會(huì)使軸承摩擦加劇,產(chǎn)生更多熱量,導(dǎo)致溫度升高。如高速電機(jī)軸承,為保證其在較高轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定工作,運(yùn)行溫度通??刂圃?80°C-100°C 之間,短時(shí)間內(nèi)可達(dá)到 120°C。
負(fù)載:負(fù)載越大,軸承內(nèi)部的摩擦和應(yīng)力也越大,溫度隨之上升。對(duì)于重載設(shè)備的軸承,溫度約束會(huì)更嚴(yán)格。
散熱條件:設(shè)備的散熱設(shè)計(jì)會(huì)影響軸承溫度。若軸承周圍通風(fēng)良好或有冷卻裝置,可有效降低軸承溫度,散熱條件差的情況下,需降低軸承的溫度約束。
確保設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行,需將軸承溫度控制在合理范圍內(nèi),以減少材料的磨損和老化,延長軸承和設(shè)備的使用壽命。若對(duì)設(shè)備的可靠性要求較高,軸承溫度的約束會(huì)更嚴(yán)格。
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