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超高速電主（zhǔ）軸采用（yòng）油氣（qì）潤（rùn）滑的條件分析
發布時間：2014-4-11
1、采用油氣潤滑滿足（zú）軸承的（de）超高速運轉（zhuǎn）要求
超高速運轉條件下的電主（zhǔ）軸軸承,軸承內部球滾動（dòng）體（tǐ）、保持器等零部件的運行速度非常高,接觸表麵相對滾動、滑動(包括自旋滑動)的速度很（hěn）大,導致潤滑油膜的拖動加速度和拖動力增加,加之自旋滑動導致湍流潤滑及油膜紊流的存（cún）在,潤滑油膜易破裂,因此潤滑油的粘度要適中,粘度大易導致發熱嚴重,但粘度小不易形成彈流油（yóu）膜,產生潤滑不足的現象(圖5)。理想的潤滑（huá）油粘度應該選擇圖5中點b偏右附近的粘度,實際中需根據轉速、冷卻等具體工況進行反複試驗確定,單純認（rèn）為“速度越高,潤滑油的粘度應越小”的概念有些片麵。
2、滿足主軸對（duì）軸承承（chéng）受較大載荷的要求
超高速電主軸的軸承不僅要承受必（bì）要的工作載荷,其內（nèi）部球滾動體（tǐ）的高速離心力會在外圈滾道上產生很大的接觸載荷,球滾動體與軸承內、外圈之間的接觸（chù）為赫茲空間點接觸,外圈滾道（dào）上的實際接觸應力往往達到較大（dà）的（de）值,因此,要求彈流潤滑油膜能夠承受足夠的接觸應力。
3、滿足軸承較高溫度的條件
由於超高速電主軸在工（gōng）作過程中軸承的內部溫度較高,潤滑油的（de）粘度受溫升（shēng）影響較大,因此在（zài）選擇潤滑（huá）時,還應充分（fèn）考慮軸承的實際工作溫度對潤滑油粘度（dù）的影響。
4 、滿足能耗小、低發熱量的要求
如前所述,除了潤滑油粘度（dù）對軸承的發熱有影響外,油量是影響軸承內部發熱量（liàng）和（hé）溫升（shēng）的主要因素之一,因此,精確控製供油量是減少（shǎo）能耗、降低發熱量和軸（zhóu）承溫升、提高潤滑效果和實現軸承高速穩定運行的條件之一（yī）,油氣潤滑是理想的（de）潤滑方式。
5、具有相應的冷卻（què）軸承的作用
超（chāo）高（gāo）速電主軸軸承（chéng）運行時發熱量大（dà）、散熱條（tiáo）件差（chà）,潤滑的選擇一方麵要能夠降低發熱量,另一方麵需（xū）要增加冷卻作用。油霧潤滑、油氣潤滑的壓縮空（kōng）氣都（dōu）具有冷（lěng）卻作用,適（shì）當增加通過軸承的壓縮空氣（qì）流量（liàng）,有利於降低軸承的工作溫（wēn）度和改善工作條件。
6、具有相（xiàng）應的熱穩定性和電化學穩定性
潤滑（huá）的熱穩定性包括潤滑（huá）油粘度對（duì）溫度的敏感性要小和在高溫下不易變質兩個（gè）方麵,此外,由於超高速電主軸軸承內部（bù）潤滑油膜易發生電容放電擊穿現象,因此所選潤滑油還應具有（yǒu）相應的電穩（wěn）定性（xìng）,在（zài）這一方麵還（hái）有待進一步研究（jiū）。
7 、潤滑油的輸送應易進（jìn）入軸承內部
如前所述,高速運轉（zhuǎn）所形成的高壓區（qū）和高壓氣幕以及潤滑油的高速（sù）離心效應,使得（dé）外（wài）部潤滑油難以（yǐ）進（jìn）入軸承內部,內部潤滑油易積聚於外圈滾道（dào）附近,因此要求（qiú）外部供油時保持（chí）較高的（de）壓力,並噴至（zhì）內圈滾道內較（jiào）為理想,另外,采用(油氣潤滑)滾道噴油的（de）軸承,也（yě）有利於保持超高速電主軸軸承的良好潤滑狀態。
超高速運轉條件下的電主（zhǔ）軸軸承,軸承內部球滾動（dòng）體（tǐ）、保持器等零部件的運行速度非常高,接觸表麵相對滾動、滑動(包括自旋滑動)的速度很（hěn）大,導致潤滑油膜的拖動加速度和拖動力增加,加之自旋滑動導致湍流潤滑及油膜紊流的存（cún）在,潤滑油膜易破裂,因此潤滑油的粘度要適中,粘度大易導致發熱嚴重,但粘度小不易形成彈流油（yóu）膜,產生潤滑不足的現象(圖5)。理想的潤滑（huá）油粘度應該選擇圖5中點b偏右附近的粘度,實際中需根據轉速、冷卻等具體工況進行反複試驗確定,單純認（rèn）為“速度越高,潤滑油的粘度應越小”的概念有些片麵。
2、滿足主軸對（duì）軸承承（chéng）受較大載荷的要求
超高速電主軸的軸承不僅要承受必（bì）要的工作載荷,其內（nèi）部球滾動體（tǐ）的高速離心力會在外圈滾道上產生很大的接觸載荷,球滾動體與軸承內、外圈之間的接觸（chù）為赫茲空間點接觸,外圈滾道（dào）上的實際接觸應力往往達到較大（dà）的（de）值,因此,要求彈流潤滑油膜能夠承受足夠的接觸應力。
3、滿足軸承較高溫度的條件
由於超高速電主軸在工（gōng）作過程中軸承的內部溫度較高,潤滑油的（de）粘度受溫升（shēng）影響較大,因此在（zài）選擇潤滑（huá）時,還應充分（fèn）考慮軸承的實際工作溫度對潤滑油粘度（dù）的影響。
4 、滿足能耗小、低發熱量的要求
如前所述,除了潤滑油粘度（dù）對軸承的發熱有影響外,油量是影響軸承內部發熱量（liàng）和（hé）溫升（shēng）的主要因素之一,因此,精確控製供油量是減少（shǎo）能耗、降低發熱量和軸（zhóu）承溫升、提高潤滑效果和實現軸承高速穩定運行的條件之一（yī）,油氣潤滑是理想的（de）潤滑方式。
5、具有相應的冷卻（què）軸承的作用
超（chāo）高（gāo）速電主軸軸承（chéng）運行時發熱量大（dà）、散熱條（tiáo）件差（chà）,潤滑的選擇一方麵要能夠降低發熱量,另一方麵需（xū）要增加冷卻作用。油霧潤滑、油氣潤滑的壓縮空（kōng）氣都（dōu）具有冷（lěng）卻作用,適（shì）當增加通過軸承的壓縮空氣（qì）流量（liàng）,有利於降低軸承的工作溫（wēn）度和改善工作條件。
6、具有相（xiàng）應的熱穩定性和電化學穩定性
潤滑（huá）的熱穩定性包括潤滑（huá）油粘度對（duì）溫度的敏感性要小和在高溫下不易變質兩個（gè）方麵,此外,由於超高速電主軸軸承內部（bù）潤滑油膜易發生電容放電擊穿現象,因此所選潤滑油還應具有（yǒu）相應的電穩（wěn）定性（xìng）,在（zài）這一方麵還（hái）有待進一步研究（jiū）。
7 、潤滑油的輸送應易進（jìn）入軸承內部
如前所述,高速運轉（zhuǎn）所形成的高壓區（qū）和高壓氣幕以及潤滑油的高速（sù）離心效應,使得（dé）外（wài）部潤滑油難以（yǐ）進（jìn）入軸承內部,內部潤滑油易積聚於外圈滾道（dào）附近,因此要求（qiú）外部供油時保持（chí）較高的（de）壓力,並噴至（zhì）內圈滾道內較（jiào）為理想,另外,采用(油氣潤滑)滾道噴油的（de）軸承,也（yě）有利於保持超高速電主軸軸承的良好潤滑狀態。