轴承的摩擦与温升
发表时间：2019-10-19
轴承的摩擦
轴承的重要性能之一就是要求摩擦小。通常使用条件下，滚动轴承比滑动轴承摩擦小，特别是起动摩擦低。主要由：滚动接触摩擦、滚动体与保持架在其接触区域的滚动摩擦和滑动摩擦、润滑剂的摩擦、接触式密封的滑动摩擦等组成。
如果轴承的载荷接近于基本额定动载荷的10%，即P=0.1C，向心轴承承受纯径向载荷，推力轴承承受纯轴向载荷，其转速n≈0.5nj（nj为极限转速）。在充分润滑，油的粘度为30~35cst和运转正常的情况下，摩擦力矩M按下式计算：
M=0.5μF•d
式中
M=轴承摩擦力矩，N•mm
μ=轴承摩擦系数，
F=轴承载荷，N
d=轴承内径，mm
对于上述工作条件不同时，轴承总的摩擦力矩必须由与轴承载荷无关的摩擦力矩M0和与载荷有关的摩擦力矩M1相加，即
M= M0+ M1
M0的计算
摩擦力矩M0主要由于在高速度轻载荷下轴承润滑流体动力损耗引起，与载荷无关。其取决于充分的润滑，润滑粘度和轴承运转速度。
M0按下式计算：
M0=f0×10-7（γn）2/3dm3
式中
dm=轴承平均直径（=d+D2），mm
f0=轴承类型和润滑系数，
n=轴承转速，r/min
γ=在工作温度时油的运动粘度，mm2/s（脂润滑时应以油润滑为基础计算）
本公式适于γn≥2000，如果γn＜2000，须用下列公式：
M0=160×10-7 f0 dm3
M1的计算
摩擦力矩M1主要由于在载荷作用下，轴承运转速度低，接触表面的弹性变形并有微量的滑动引起。
M1按下式计算：
M1= f1p1 dm
式中
f1=轴承类型和载荷系数，
p1=确定轴承摩擦力矩的计算载荷，N
dm=轴承平均直径（= d+D2），mm
有起动力矩要求时，一般取2倍M1值或更高。
轴承的温升
滚动轴承的摩擦是决定轴承发热和运行温度的关键因素。滚动轴承的摩擦损失在轴承内部几乎都转变为热量，因而致使轴承温度上升。摩擦力矩造成的发热量可用公式表示：
Q=0.105×10-6M•n
式中：
Q：发生热量 kW
M：摩擦力矩 N•mm
n：轴承转速 rpm
发热量与排出热量平衡，则轴承温度稳定。一般运转初期温度急剧上升，但达到正常状态则基本稳定。达到稳定状态的时间，随轴承的发生热量、轴承箱等热容量，冷却面积，润滑油量，周围温度等不同而不同。
温升异常的原因有：游隙过小预压过大，润滑剂过多或不足，异物混入及密封装置的发热等。
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