軸承在運行時候的溫度與冷態(tài)溫度會存在一定差異,也就是軸承運行的時候有一定的溫升。產(chǎn)生軸承溫升的原因主要包含在兩個方面:
1、外界的傳導(dǎo)。由于外界機械零部件在運行時候產(chǎn)生的發(fā)熱而導(dǎo)致的整個機械各個零部件的溫度升高。這個熱量通過傳導(dǎo),傳遞給軸承,從而造成軸承的發(fā)熱。對于電機和齒輪箱而言,主要是:
①對于電機而言,電機運行的時候,自身最大的熱源是繞組和鐵芯本身。常說的電機運行時候的銅損就是電流流過導(dǎo)線而造成的發(fā)熱損耗;鐵損就是當(dāng)電機運行時候磁場變化而帶來的鐵芯自身的發(fā)熱。這兩部分是電機發(fā)熱的主要來源,這個發(fā)熱會通過機座、軸、端蓋傳導(dǎo)到軸承上,從而造成軸承的溫度上升。
②對于齒輪箱而言,齒輪嚙合會帶來摩擦發(fā)熱,這個熱量通過齒輪,軸,機座的傳導(dǎo)作用;潤滑油的攪動傳遞給軸承,也會造成軸承溫度的上升。
2、軸承自身的發(fā)熱。軸承在運行的時候,軸承內(nèi)部存在滾動摩擦、滑動摩擦、拖曳損失、密封摩擦等相應(yīng)的摩擦,這些摩擦以熱量的形式散發(fā)出去,造成軸承自身的溫度升高。
工程師十分關(guān)心軸承自身的溫度,因此有時候需要對軸承的溫度進行預(yù)估計算。本文針對這一問題選擇一個簡單的方法介紹給大家。
在進行具體的計算之前,首先對上述兩部分發(fā)熱的狀態(tài)可以大致進行一下預(yù)估。做這種預(yù)估的原因是,在現(xiàn)場如果不能進行具體計算的時候,至少可以對軸承發(fā)熱各部分原因的總體有一個大致的評估和認知,從而鑒別現(xiàn)場狀態(tài)的正常與否。
我們知道,對于滾動軸承而言,軸承內(nèi)部的摩擦大多數(shù)是滾動摩擦,滾動摩擦的性質(zhì)決定了滾動摩擦應(yīng)該是一個很小的值。
注意,這是滾動軸承的特點所決定的,否則要滾動軸承干嘛?千萬別忘了滾動軸承被發(fā)明的目的就是減小摩擦,減小阻轉(zhuǎn)矩。
滾動軸承內(nèi)部的滑動摩擦所占比例應(yīng)該很小,否則也不能被稱為滾動軸承。同時滾動軸承攪拌潤滑的損失,與其他摩擦比也應(yīng)該不是一個很大的值。這樣一來,滾動軸承運動是自身的發(fā)熱就不是發(fā)熱主體,應(yīng)該是整個軸承出現(xiàn)溫升的一個次要因素。
使軸承出現(xiàn)明顯溫升的主要因素是設(shè)備自身的發(fā)熱。設(shè)備自身的發(fā)熱量在設(shè)備進行設(shè)計的時候會有一個估算,這樣的發(fā)熱傳導(dǎo)到軸承上,考慮到散熱等因素,通常會小于等于設(shè)備自身發(fā)熱的總值。
基于上述知識,現(xiàn)場在面對軸承發(fā)熱的時候,首先可以檢查設(shè)備發(fā)熱的軸承溫度分布,然后再考慮軸承自身的發(fā)熱因素。如果軸承溫度明顯高于設(shè)備溫度,就應(yīng)該引起警惕,因為此時軸承的發(fā)熱成為了主要熱源,說明內(nèi)部摩擦狀態(tài)已經(jīng)不是正常狀態(tài)。
軸承自身的發(fā)熱的計算,是從計算軸承的摩擦開始。通常軸承自身的發(fā)熱可以通過自身摩擦轉(zhuǎn)矩進行計算,公式如下:
式中:M為軸承的總摩擦轉(zhuǎn)矩;n為軸承轉(zhuǎn)速。
有興趣的工程師可以根據(jù)自身設(shè)備發(fā)熱計算一下軸承發(fā)熱應(yīng)該占整個設(shè)備發(fā)熱的比例。有助于定性定量的了解軸承發(fā)熱的兩級。