隨著工業生產對效率的追求,生產設備的精度和速度都不斷地提高,這便對設備關鍵部位的潤滑提出了更好的要求。
早年間設備運轉的要求并不苛刻,常見的鋰皂基等潤滑脂基本上就可以滿足軸承、鏈條都部件的潤滑。但隨著效率的提高,各個部位的運轉速度越來越快,速度、溫升等都對潤滑有了直接的影響。這時,常見的潤滑脂就很難在滿足運轉要求。常常會出現甩飛、滴落或是短時間內氧化變黑的現象。
機加工方面尤為如此。工序間隔、加工工時越來越短,加工速度越來越快,機床的運轉速度也就越高。這就要求負責要求傳輸的主軸軸承的轉速越來越快。早先的潤滑脂在涂抹后,就很難適應軸承的高轉速環境,很快便會被甩落,造成軸承潤滑不良卡死。只能選用有針對性的高速軸承。但隨著轉速的越來越快,高速潤滑脂雖然能適應高轉速環境,卻對軸承散熱有一定影響。所以在更高轉速的情況下,機床的主軸都采用油潤滑或油氣潤滑。
這里需要先介紹下衡量速度高低的數值——DN值。它表示是軸承的速度極限,由軸承的內徑或軸的外徑(mm)與軸承的轉速(r/min)相乘得到,在潤滑行業常取內外徑的平均值。一般DN值超過30萬算可以算作高速運轉,當高于60萬時就可以定義為超高速。
DN值的采用相當于變相地把軸承的角速度轉變成線速度,這不僅是對速度的衡量,也是對離心力體現。如果一個軸承轉速并不快,但它的直徑很大,那么起到潤滑作用的潤滑脂在軸承腔里面受到的離心力也是十分巨大的,甚至可能超過高轉速、小直徑的軸承。所以將DN值引入速度對比是更科學的比較方法。
現在的高速潤滑脂基本上都可以滿足DN值在80萬以上的要求。目前常見的高速脂大致分兩種,按皂基的不同,可分為單皂鋰和復合鋇。基礎油是一樣的,多為合成油與礦物油的混合物。兩者的不同在于復合鋇的耐溫更高,且DN值可以高達100萬以上。但價格要更高一些。不過由于鋇是重金屬,所以在歐盟諸國是禁止使用的。KLUBER公司曾開發過一款復合鈣的高速脂來替代復合鋇,但效果相對一般。
目前高速脂在我國應用最多的行業就屬紡織了。無論是毛紡、棉紡還是人工化纖,在紡線設備上都存在著大量高速軸承。最早這種設備都是從歐洲蘇拉集團進口過來的,現在多以巴馬格、春田等設備為主。它比我國早先使用的紡線機速度更快,效率更好。由于我國最早使用的都是以錠子油為潤滑的紡織設備,廠房環境無法做到十分清潔,并且時不時會把紡好的線沾染上油污。而這些進口設備更多的是電機直連的,不需要靠皮帶傳遞。所以能源消耗更小,而且哪怕一處出現問題,也不會影響到整個設備的運行。
這幾年,國內仿作的設備越來越多,質量也越來越好。主要都是以高速軸承為主的紡線設備。針對這種情況,恩歐凱公司(www.enokai.com )和ARDDECA推出復合鋇基的高速潤滑脂,在實際使用中達一年之久,得到多家毛紡、化纖企業的認可。
而在這種工況下,前面提到的單皂鋰高速潤滑產品就不適用了。因為紡線設備的軸承被包裹在設備上面,散熱并不好。所以大部分單皂產品很難滿足溫升后的要求,容易出現變稀流走的現象。而且軸承的位置也不便于拆卸,故對潤滑脂的壽命要求較高。
高速潤滑脂的壽命不僅和速度有關,溫度、壓強都對其有直接影響。好在正常的工作條件下,空氣壓強會有十分巨大的變化。所以在溫度相同的情況下,潤滑脂的壽命主要看軸承的速度。速度越快,使用壽命越短。同樣,速度相同的情況下,溫度和壽命也成正比的。一般來說,每升高10~15攝氏度,潤滑脂的壽命就要減半。
目前在紡織行業能夠滿足長時間(至少一年)潤滑壽命的潤滑脂,除ARDDECA產品外,更多的是進口品牌。如:KLUBER ISOFLEX NBU 15。但受到經濟利益的驅動,KLUBER等產品的假貨居多,魚目混雜。這對使用的企業客戶造成了極大的侵害。但由于客戶沒有相關的潤滑脂知識,更沒有相應的檢測設備,只能是從顏色、感官上出發,就讓山寨品鉆了控制。這中情況在南方極為普遍。
不光是在紡織化纖行業,其他使用到高速潤滑脂的地方也受到了波及。例如:電路板SMT行業。在進入焊接爐前,需要進行貼片工藝,即把需要的集成塊、電阻等放置到設定好的位置。這是項精度要求非常高的工藝,主要靠三條高精密的滾珠絲桿來定位。這里面便需要到高速潤滑脂。可一旦使用的潤滑達不到要求,便會磨損絲桿里的滾珠,造成無法在準確位置急停。或者出現顛簸、爬行等情況,影響到最終的產品精度及質量。
除了上述行業外,使用到潤滑脂的高速軸承在很多行業都有應用。如:精密的陶瓷制造設備。很多座便器、洗浴池等在上釉等工藝上,現代化的設備中都是依靠高速軸承來帶動的。這里面還需要潤滑脂有一定的抗水性和抗化學性能。另外,一些食品加工、電力輸送、精密儀器以及其他特種行業多有高速潤滑脂的身影。
當然,高速潤滑脂也可以應用于非高速的地方。因為他的潤滑性、粘度性較普通潤滑脂都要優良,所以能體現出更好的潤滑效果。而且高速潤滑脂稠化劑的顆粒度都很精細,基礎油的粘度又很低,所以在低溫方面以及降低噪音方面都有很好的應用。
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