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润滑实践:润滑脂润滑轴承的工作原理

带防尘盖的轴承不是密封轴承。对于防尘轴承,润滑脂可能很容易进入轴承,但灰尘会受到紧密配合的防尘盖的限制。密封设计的轴承不允许新润滑脂进入,而防尘轴承的润滑脂会随着轴承保持架组件的旋转而被吸入。然后通过离心力将润滑脂排放到外圈的滚珠轨道中。

如果该轴承背面没有防尘盖,多余的润滑脂可能会流入设备轴承箱的内轴承盖中。

单防尘盖轴承

如今,采用一流实践的工厂认为,带有面向润滑脂供应的常规单防尘轴承(图1)是最佳布置。他们的经验表明,这种简单的布置将延长轴承寿命。如果这样安装,它还允许使用极其简单的润滑和重新润滑技术。

图1 - 单防尘盖轴承,密封面向润滑脂腔

这种技术使得不必知道轴承箱中已有的润滑脂量。防尘盖起到阻挡搅动的作用。防尘盖到内圈的环形空间用作控制润滑脂流量的计量装置。这些功能可防止因油脂污染和油脂过多导致热量积聚而引起滚珠轴承过早失效。此外,仓库库存的滚珠轴承可以减少到一种轴承,以满足大量现有油脂润滑滚珠轴承的需求。对于其它服务,开放式轴承是“必须”的,如在某些直通式布置中,可以在现场拆除防尘盖。

双防尘盖轴承

一些制造商仍采用不同的配置,决定采用双防尘盖轴承,它们的布置通常如图2所示。轴承箱用作存放润滑剂并充满润滑脂。通过调节进入轴承的润滑脂流量,防尘盖起到防止过量润滑脂被迫进入轴承。护脂圈迷宫设计用于防止润滑脂到达轴承内侧。

图2 - 双防尘盖轴承,计量板面向润滑脂存储腔

在配备此类轴承时,无需在轴承旁边的箱体中填满润滑脂以进行适当的轴承润滑。但是,用油脂填充有助于防止灰尘和湿气的进入。在很长一段时间内,来自该存储腔内的油脂可以并且确实进入轴承,使防尘盖内的润滑脂恢复活力。轴承的旋转不会搅动静止防尘盖外部箱体中的润滑脂,因此不易氧化。

此外,如果存在异物,腔室中的润滑脂没有被搅动的事实降低了碎屑接触轴承滚动元件的可能性。

在许多配备有脂润滑的双防尘盖轴承的设备上,轴承箱通常不配备排放塞。当添加润滑脂并填满轴承箱时,一些润滑脂会被迫进入轴承。此时,多余的润滑脂将沿着轴和外盖之间的紧密间隙挤出,因为该路径的阻力小于轴承防尘盖、计量板和迷宫密封的阻力。

开式轴承

高负荷和/或高速轴承通常不带防尘盖,以允许工作温度更低和使用寿命更长。图3显示了一只这样的轴承。

图3 - 高负载/高速轴承通常不带防尘盖

如果润滑脂入口和出口位于同一侧,则该轴承通常被称为“常规润滑脂润滑”。如果润滑脂入口和出口位于相对的一侧,则称为“交叉流润滑”。图4所示为交叉流润滑轴承。

图4 - 交叉流润滑的开式轴承

终身润滑的“密封”轴承

终身润滑轴承采用紧密配合的密封件代替防尘盖,或除防尘盖外还采用紧密配合的密封件。这类轴承通常用于低功率设备或间隙运行的设备上。

尽管西弗吉尼亚州的一家大型石化公司对某些设备应用中的密封球轴承表示满意,只要轴承的工作温度保持在150℃(300°F)以下,并且速度系数DN不超过300,000。紧密配合的密封件会产生摩擦热,而松配合的密封件不能有效地排除大气和水分,这会导致润滑脂变质。

重新润滑设备轴承的程序

旋转设备轴承(在运行一段时间后)应重新加注润滑脂,该润滑脂应与原装润滑剂兼容。需要注意的是,设备制造商经常使用的聚脲润滑脂(polyurea greases)可能与锂基润滑脂不兼容。

单防尘盖轴承

对于单防尘盖轴承,Phillips石油公司提出了三项简单建议:

1. 在轴承同一侧具有注油口和排油口的设备上,安装单防尘盖滚珠轴承,使防尘盖面向润滑脂供应源。在装配过程中,用手指在轴承背面的滚珠轨道上加满润滑脂。

2. 装配后,应在设备闲置的情况下,平衡该单防尘盖轴承的初始润滑。拆下注脂塞和排脂塞,使用注脂枪或大容量注脂泵,注满油脂腔,直到新的润滑脂从排放口流出。然后重新安装上注脂塞和排脂塞,设备准备就绪。

注意:设备运行时,不得尝试进行这种初始润滑。

3. 可以在设备运行或闲置时进行重新润滑(补脂,补脂量应限制在接近轴承孔1/4的体积以内)。测试结果表明,新润滑脂沿着楔形路径穿过旧润滑脂,围绕轴进入滚珠轨道。因此,即使在几次重新润滑后,溢入内部储脂空间的润滑脂也非常少。因此,电机中定子绕组不会接触到具有潜在破坏性的润滑脂。此外,由于这种布置的滚珠和保持架组件不必强制通过润滑脂填充,因此轴承发热保持在最低限度。事实上,据观察,在注满润滑脂储脂空间20分钟后,最大温升仅20°F。两小时后又恢复到5°F。相比之下,双防尘布置导致温度上升超过100°F(在90°F环境温度下,产生的温度为190°F),并保持100°F的温升超过一周。

双防尘盖轴承

1. 滚珠轴承

A. 完全填充轴承附近的空腔。在设备组装之前,采取必要的预防措施以防止污染这些润滑脂。

B. 组装后,润滑静止设备,直到支架上的排放口处的轴周围出现一圈润滑脂。

2. 圆柱滚子轴承

A. 组装前用手填充轴承。

B. 对于双防尘盖轴承,按照单防尘盖轴承中的1和2概述进行操作。

如果安装后润滑不足,则认为双防尘盖轴承的使用寿命比采用相同处理的开放式(非防尘)轴承长,因为润滑脂保留在防尘盖内(加上初次加注时残留在轴承箱中的润滑脂)。

如果安装后润滑过度,双防尘盖轴承可以正常运行而不会过热。只要允许多余的润滑脂通过防尘盖和内圈之间的间隙逸出,并且靠近轴承的箱体内的润滑脂没有被搅动和导致过热。

在固定(注脂)周期结束时,无需拆卸设备来润滑轴承。不需要更换轴承防尘盖。

不应冲洗双防尘盖轴承进行清洁。如果已知由于洪水或其它情况导致轴承防尘盖内部存在水和污垢,则是应停止使用该轴承。

所有领先的滚珠轴承制造商都在提供翻新服务,翻新的滚珠轴承通常比全新轴承更不容易发生故障。这是因为磨痕和其它凹凸不平的地方被磨光滑了,使得运转更平稳,产生的热量更少。

开式轴承

带有开式传统润滑轴承的设备,其驱动端和非驱动端的润滑程序通常略有不同。

图5 - 双防尘盖轴承

1. 驱动端轴承的润滑程序

A. 应在轴静止时进行重新润滑。如果可能,设备应该处于温暖状态。

B. 拆下螺塞、换上油脂嘴。

C. 移除随设备一起提供的大排放塞。

D. 使用低压手动润滑脂枪,注入推荐量(或占脂腔容积1/4)的润滑脂。

E. 如果需要净化系统,继续注入直到轴周围或排放口处出现新的润滑脂。出现新润滑脂后停止注入。

F. 在大型设备上,通常规定移除外盖以进行检查和清洁。此时,应防止灰尘进入轴承腔。

G. 润滑后,让设备运行15分钟,然后更换螺塞。

H. 如果设备有专用的润滑脂释放装置,则注入推荐量的润滑脂,或直到在任何一个释放口中出现一英寸长的润滑脂串。更换螺塞。

I. 擦去油脂释放口出现的多余油脂。

2. 非驱动端轴承的润滑程序

如果轴承轮毂是可触及的,例如在带有大型联轴器或防滴设备的较小设备中,则遵循与驱动端轴承相同的程序。

电机轴承的润滑脂入口和出口位于相对侧,称为交叉流润滑。重新润滑是在设备运行时完成的。应遵守以下程序:

2.1 启动设备并运行,直到达到正常的设备温度。

2.2 内侧轴承(联轴器端):

A. 拆下润滑脂进口塞或接头。

B. 拆下出口塞。一些设备设计配备了位于轴承正下方的多余油脂杯。取下杯子并清除旧油脂。

C. 用于净的探针去除入口和出口处的硬化油脂。

D. 检查从进油口清除的润滑脂。如果观察到锈迹或其它磨损物,请勿润滑轴承。贴上标签进行检修。

E. 带有出口的轴承箱:1)将探针插入出口,深度与轴承底部滚珠相同;2)更换注脂嘴,用注脂枪缓慢加注润滑脂。添加油脂时计算枪的行程;3)当出口端的探针开始移动时停止注脂。这表明润滑脂腔已满。

F. 带(收集)多余油脂杯的轴承箱:1)更换注脂嘴并用注脂枪缓慢加注润滑脂。添加润滑脂时计算枪的行程,并且2)当润滑脂腔已满时停止注脂。

3. 外侧轴承(风扇端):

A. 如果可以接触到出口油脂端口或多余的油脂杯,则遵循内侧轴承(注脂)程序。

B. 如果无法接触到油脂出口或多余的油脂杯,请添加内侧轴承所需油脂量的2/3。

C. 保持润滑脂出口打开,不要更换螺塞。多余的润滑脂将通过端口排出。

D. 如果轴承配有(收集)多余的油脂杯,则更换油脂杯。多余的润滑脂会排入杯中。

注:文章译自PUMPS&SYSTEMS.

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