SKF關(guān)于滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)速
2020-01-01 滾動(dòng)軸承能達(dá)到的轉(zhuǎn)速是有限制的。通常軸承的轉(zhuǎn)速會(huì)受潤滑劑和軸承零件材料能達(dá)到的工作溫度限值的限制。軸承在達(dá)到極限工作溫度時(shí)的轉(zhuǎn)速，取決于軸承產(chǎn)生的熱量，任何外熱以及可以從軸承帶走的熱量。
軸承產(chǎn)生的熱量取決于軸承的類型、尺寸、內(nèi)部設(shè)計(jì)、載荷、潤滑以及對(duì)中情況。同時(shí)還受到其它因素的影響，包括保持架設(shè)計(jì)、精度和內(nèi)部游隙等。
SKF的產(chǎn)品目錄中列出了兩種轉(zhuǎn)速，參考轉(zhuǎn)速（與熱量有關(guān)）和極限轉(zhuǎn)速（與機(jī)械結(jié)構(gòu)有關(guān)）。
一般情況下，軸承的極限轉(zhuǎn)速高于參考轉(zhuǎn)速。然而，對(duì)于某些軸承系列，由于摩擦特性好于軸承的機(jī)械能力而允許保持高轉(zhuǎn)速，因此，參考轉(zhuǎn)速可能高于極限轉(zhuǎn)速。但是在任何情況下，必須始終考慮軸承的極限轉(zhuǎn)速，即使是軸承在利的工作條件下運(yùn)行。
1、極限轉(zhuǎn)速
軸承的極限轉(zhuǎn)速（與機(jī)械結(jié)構(gòu)有關(guān)）取決于某些特定的條件，包括保持架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性或強(qiáng)度、保持架引導(dǎo)面的潤滑條件、作用在滾動(dòng)體上的離心力和回轉(zhuǎn)力、軸承座精度和其它對(duì)轉(zhuǎn)速造成限制的因素，例如密封軸承的密封件和潤滑劑等。
經(jīng)驗(yàn)表明，即使是軸承在利的載荷和摩擦條件下運(yùn)行，也會(huì)由于技術(shù)原因或由于在一定時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定的工作條件所需的成本太高，而不應(yīng)超過轉(zhuǎn)速。
產(chǎn)品列表中所列的極限轉(zhuǎn)速適用于基本的軸承設(shè)計(jì)。在極限轉(zhuǎn)速高于參考轉(zhuǎn)速的情況下，工作溫度可能明顯高于參考值。在這些條件下，可能需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y量（保持架、密封、預(yù)緊及潤滑劑是否可以承受高溫）。如果這些測量還不足夠，則需要驗(yàn)證軸承內(nèi)部游隙以及軸承座與軸頸的精度，并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整以滿足更苛刻的工作條件。
此外還必須考慮軸承系統(tǒng)中的材料是否滿足軸承工作溫度和所需使用壽命的要求。當(dāng)穩(wěn)定工作溫度高于軸承材料穩(wěn)定級(jí)數(shù)建議的溫度（例如，對(duì)于SN級(jí)數(shù)，建議的高溫度為120℃）時(shí)，可能需要具有更高穩(wěn)定級(jí)數(shù)的軸承以維持安裝應(yīng)力和軸承內(nèi)部游隙。
對(duì)于潤滑脂，還應(yīng)考慮其它因素，如在工作溫度下保持架引導(dǎo)面的潤滑條件和潤滑脂的稠度。
部分開式球軸承的摩擦非常低，在產(chǎn)品表中所列的參考轉(zhuǎn)速可能會(huì)高于極限轉(zhuǎn)速。因此需要計(jì)算調(diào)整后的參考轉(zhuǎn)速并與極限轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，然后取兩者之間的較低值。在某些特殊情況下，例如對(duì)于一些圓柱滾子軸承，如果選擇其它保持架，則可使軸承在高于表中所列的標(biāo)準(zhǔn)極限轉(zhuǎn)速的情況下運(yùn)行。
若需要軸承在高于產(chǎn)品列表中的極限轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，必須要改進(jìn)一些對(duì)轉(zhuǎn)速造成限制的因素。如要對(duì)軸承、潤滑系統(tǒng)或應(yīng)用進(jìn)行修改。所做的修改可能包括提高軸承旋轉(zhuǎn)精度；更改保持架材料和結(jié)構(gòu)、潤滑條件和散熱方式等。
在某些應(yīng)用中，其它因素比極限轉(zhuǎn)速更為重要。如：
◆低轉(zhuǎn)速。在轉(zhuǎn)速非常低的情況下，滾動(dòng)體和滾道之間的接觸面很難形成彈性液動(dòng)潤滑膜。在這些應(yīng)用中，應(yīng)考慮使用包含極壓（EP）添加劑的潤滑劑或者固態(tài)油。
◆往復(fù)擺動(dòng)。在這種運(yùn)動(dòng)方式中，軸承轉(zhuǎn)動(dòng)的方向在旋轉(zhuǎn)一圈之前已經(jīng)改變。因?yàn)檩S承在逆向轉(zhuǎn)動(dòng)的一瞬間，轉(zhuǎn)速為零，所以不可能維持一個(gè)完整的液動(dòng)潤滑膜。在這些情況下，為了得到能夠承受負(fù)荷的邊界潤滑膜，應(yīng)使用含有效極壓（EP）添加劑的潤滑劑?；旌咸沾奢S承能夠在潤滑不足的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)良好，因此存在著快速加速、減速和載荷逆轉(zhuǎn)（方向變化）的應(yīng)用中，具備良好的性能。通常在往復(fù)擺動(dòng)的工況下，沒法給出一個(gè)具體的額定轉(zhuǎn)速或現(xiàn)代的轉(zhuǎn)速。因?yàn)槟苓_(dá)到的轉(zhuǎn)速不是取決于熱平衡，而是取決于作用在軸承的慣性力。在每次逆向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體可能會(huì)因慣性而滑動(dòng)一段距離，導(dǎo)致與滾道之間的磨損。允許的加速度和減速度取決于滾動(dòng)體和保持架的質(zhì)量、潤滑劑的類型和使用量、工作游隙和軸承載荷。
2、參考轉(zhuǎn)速
SKF產(chǎn)品列表中的參考轉(zhuǎn)速是代表一個(gè)參考值，用于確定在給定的負(fù)荷及潤滑劑粘度下軸承的允許工作轉(zhuǎn)速。參考轉(zhuǎn)速（與熱量有關(guān)）是根據(jù)ISO 15312中建立的熱流密度的標(biāo)準(zhǔn)參考值，對(duì)軸承的轉(zhuǎn)速性能進(jìn)行快速評(píng)估。ISO標(biāo)準(zhǔn)提供了參考工作條件以及在這些參考條件下熱流的標(biāo)準(zhǔn)值。圖表中所示的標(biāo)準(zhǔn)參考熱流密度位于軸承應(yīng)用的范圍值之內(nèi)，如陰影部分所示。
某一個(gè)軸承的參考轉(zhuǎn)速是指在特定工作條件下的轉(zhuǎn)速，即軸承因摩擦而產(chǎn)生的熱量，以及從軸承通過軸、軸承座和潤滑劑帶走的熱量，兩著之間達(dá)到平衡。要評(píng)估特定應(yīng)用中的實(shí)際溫升和熱流，需要對(duì)軸承周圍的冷卻條件進(jìn)行詳細(xì)分析。參考轉(zhuǎn)速的數(shù)值是基于ISO 15312標(biāo)準(zhǔn)。為油潤滑制定的ISO標(biāo)準(zhǔn)也適用于脂潤滑。ISO標(biāo)準(zhǔn)不包括外圈轉(zhuǎn)動(dòng)的情況。因此，在外圈轉(zhuǎn)動(dòng)的應(yīng)用中，可能需要降低額定參考轉(zhuǎn)速。對(duì)于帶接觸式密封的軸承，轉(zhuǎn)速并非是由滾動(dòng)體/滾道接觸面摩擦產(chǎn)生的熱量決定的。因此，這些軸承不包括在ISO參考轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，并且產(chǎn)品表中是僅列出極限轉(zhuǎn)速。
ISO參考轉(zhuǎn)速是基于開式軸承及以下工作條件：
◆輕載荷
-對(duì)于徑向軸承，徑向載荷P=0.05Co
-對(duì)于推力軸承，軸向載荷P=0.02Co
◆在20℃的環(huán)境溫度下，軸承的溫升為50℃，即在不轉(zhuǎn)動(dòng)的外圈或座圈（推力軸承）測量的軸承溫度為70℃。
◆普通組游隙的開式軸承
◆對(duì)于油潤滑軸承
潤滑劑：礦物油，沒有極壓（EP）添加劑，70℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為：
ν=12mm2/s（ISO VG 32）徑向軸承
ν=24mm2/s（ISO VG 68）推力滾子軸承
潤滑方法：油浴潤滑，油位在位置的滾動(dòng)體的中心
◆對(duì)于脂潤滑軸承
潤滑劑：鋰皂礦物油潤滑脂，基油的粘度為40℃時(shí)，100-200mm2/s（例如ISO VG 150）
潤滑脂填充量：約為軸承內(nèi)自由空間的30%。
當(dāng)負(fù)荷和粘度高于參考轉(zhuǎn)速的特定工作條件時(shí)，軸承內(nèi)的摩擦?xí)黾?。除非允許軸承有更高的工作溫度，否則將不能達(dá)到產(chǎn)品列表中的參考轉(zhuǎn)速。反過來說，在粘度較低的情況下，有可能達(dá)到較高的轉(zhuǎn)速。如果把軸承的轉(zhuǎn)速提高到參考轉(zhuǎn)速以上工作，但沒有采取任何預(yù)防措施，軸承的溫度可能會(huì)急劇上升。軸承溫度上升會(huì)降低潤滑劑的粘度，使有效的油膜更難于形成，因而導(dǎo)致摩擦增加，軸承的溫度會(huì)進(jìn)一步升高。如果由于軸承內(nèi)圈同時(shí)升高而導(dǎo)致軸承工作游隙的減小，最終會(huì)把軸承卡住。任何高于參考轉(zhuǎn)速的情況，通常表示內(nèi)、外圈之間有較大的溫差，因此一般需要使用較大游隙組別的產(chǎn)品如C3，并密切觀察軸承溫度的分布。
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2019.07.01
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