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润滑油选用
二、各机械部位之选用适用油的要领
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二、各机械部位之选用适用油的要领
下列『各机械部位及设备之润滑油脂的适用油选用要领』,系译自日本能率协会之『机械适油表』。
该协会将主要机械组件,及重要机械设备的用油状况,按其不同操作条件,分项列表,介绍适合用油的规范,颇值机械设计者,或使用机械之制造厂商在无指明用油状况下作为参考。
唯其中为求简明之故,许多地方之推荐用油,均按JIS(日本工业规格)之润滑油规范编号而来,为了解其详细规范,可参阅日本规格协会出版之JIS润滑油详细规范。
(一)平轴承
平轴承按照其使用目的,分有轴颈轴承、止推轴承、导轴承等,当选定适油时,首先必须考虑其轴承在结构上是否正确。
即:
是否使用适切的轴承材料。
轴承面是否可分布到足够的油。
轴承的空隙是否正确。
轴承与轴的组合,在结构上是否正确。
轴承是否很精密。
轴承的故障,被视为因润滑油的缺点而起的情形很多,其实因构造上的条件以及尘埃、磨损粉等异物混入而起的情形也不少。
轴承油的选定,一般说来,必须考虑下列的要素。
1.适当的粘度
作为轴承用润滑油,最重要的是在使用温度下油的粘度。
在运转中,必须有足以支撑压力的充分粘度,倘若粘度不适当,势将发生动力的损失、温度过份上升、烧着等现象。
2.运转温度
润滑油必须按照运转中的轴承温度来选定。
理想的轴承润滑油应是低粘度、低流动点之油品。
此外,如需要长时间暴露在高温下的轴承,则必须要氧化安定性较好,并且不得有容易挥发或在轴承上碳化之油品。
这种情形在循环给油时特别重要。
3.轴承负荷
轴承负荷大时,轴承接触面的油膜容易破裂,因此必须有充分的油膜强度。
又如负荷重时,有时须要使用能制造出不易被挤压出来的强力油膜的高粘度油。
4.运转速度
要选定适当的润滑油时也必须考虑到运转速度。
对转速快的,为了防止因粘性摩擦而起的摩擦抵抗与温度上升,务须选定低粘度的润滑油。
又如对大型且在重负荷下运转的低速度轴颈轴承时,一般都使用高粘度的润滑油以便油膜支撑重负荷。
(二)抗磨轴承
1.油润滑抗磨轴承
要选定抗磨轴承用润滑油时,务须充分考虑负荷、回转数、运转温度、加油方法、周围环境等之后才决定适油。
作为轴承用润滑油,务须具备如下所举的性能:
条件
回转速(rpm)
轻负荷~中负荷(最高30kg/c㎡程度)
运 转 温 度(60℃以下)
加油方法
适油
cSt﹫40.0℃
ISO黏度等级
50以下
循环、油浴、油环、链
131~189
150
滴下、手动
131~234
150,220
50~100
循环、油浴、油环、链
99~144
100
滴下、手动
99~189
100,150
100~500
循环、油浴、油环、链
59~86
68
滴下、手动
59~108
68,100
500~1,000
循环、油浴、油环、链
54~72
68
滴下、手动
54~81
68
1,000~3,000
循环、油浴、油环、滴下、喷雾
27~54
32,46
3,000~5,000
循环、油浴、油环、喷雾
16~32
22
5,000以上
循环、喷雾
9~20
10,15
图表80.中、重负荷平轴承适油表
条件
回转速(rpm)
中负荷~重负荷(最高30kg/c㎡程度)
运 转 温 度(60℃以下)
加油方法
适油
cSt﹫40.0℃
ISO黏度等级
50以下
循环、油浴、油环、链
288~378
320
滴下、手动
288~396
320
50~100
循环、油浴、油环、链
180~279
220
滴下、手动
194~333
220,320
100~250
循环、油浴、油环
144~198
150
滴下、手动
144~234
150,220
250~500
循环、油浴、油环
99~171
100,150
滴下、手动
99~189
100,150
500~750
循环、油浴、油环
90~117
100
滴下、手动
90~135
100
耐负荷性优异。
氧化安定性优异(长期使用也不致于劣化)。
不致于腐蚀金属。
粘度指数要高(则温度变化,粘度变化要小)。
消泡性能必须优异(必须具有迅速消泡的能力)。
1.滑脂润滑抗磨轴承
因为滑脂具有特异的流动性,容易涂封,因此使得轴承构造得以简易化,又容易保养等的理由,所以抗磨轴承采用滑脂润滑的情形极多。
滑脂是以基础油与增稠剂所构成的,普通是前者用矿油,后者用金属皂所制成。
选定滑脂时,成为润滑主体的基础油的性质当然是重要的因素,但比这更重要的问题是增稠剂的性质。
一般称为杯脂的钙皂基滑脂是具有滑溜的奶油状外观,虽有耐水性,但滴点低,不能在有高温等危险性的场所当润滑使用。
使用温度的界限为约70℃~80℃左右。
纤维滑脂使用钠皂作为增稠剂,外观依增稠剂的状态,有纤维状到奶油状等外观。
这种滑脂与钙皂基滑脂比起来,滴点较高,因此使用温度范围广,可以使用最高温度为100℃左右。
可是因为耐水性不良,应避免在水份多的地方使用。
锂皂基滑脂的外观呈奶油状,耐热性与耐水性均极佳,机械上的安定性也良好,因此广被用在一般抗磨轴承及密封轴承。
工厂简化滑脂,选用该脂极佳。
作为抗磨轴承用滑脂,除上述之外,还有钙复合基滑脂。
所谓多用途滑脂通常是指锂皂基滑脂,但有时也包括使用其它具有同等性能的增稠剂的滑脂。
使用于温度特高场所的滑脂,则有非皂基滑脂。
这种滑脂所含增稠剂,使用经过特别处理的无机物,可以使用到约150℃左右。
此外,视需要,有时也可能加入石墨、二硫化钼等的填料与氧化防止剂、防锈油、极压添加剂等的添加剂,也有使用合成油、合成增稠剂的耐热耐冷兼用滑脂,但价格高昂,主要都使用于航空机用。
滑脂的稠度是用针入度来表示,但是一般通用NLGI号数是依照针入度,自000号分类到6号。
针入度越大,则稠度越稀,脂号数越小。
反则亦然。
(参考第三章中润滑脂之针入度一节)。
普通的抗磨轴承大多使用2号及3号,高速大型的轴承则使用3号。
又如近年来已经用的非常多的集中润滑装置,则一方面必须满足轴承润滑上的要求,同时也必须满足加油装置的要求。
在稠度方面,由于考虑到加油管中的压送性,大多使用0号滑脂。
图表81.油润滑抗磨轴承适油表
轴承运转温度(周围温度)℃
速度指数
dn*
适油
普通负荷
重负荷或冲击负荷
cSt﹫40.0℃
cSt﹫40.0℃
ISO黏度等级
-10~0
全种类
9~32
10,22,32
20~54
22,32,46
15,000以下
36~63
46
77~108
100
0~60
15,000~80,000
27~50
32,46
50~72
68
80,000~150,000
16~32
22
27~41
32
150,000~500,000
9~11
10
16~32
22
60~100
15,000以下
99~149
100
162~234
220
15,000~80,000
77~108
100
99~144
100
80,000~150,000
45~63
46
72~144
100
150,000~500,000
27~36
32
45~63
46
100~150
全种类
216~387
220,320
0~60
自动调心平轴承
32~100
32,46,68,100
60~100
95~460
100,150,220,320,460
*dn值乃指轴承内径d(mm)×回转数n(rpm)
图表82.滑脂润滑抗磨轴承适油表(手涂、压力枪、滑脂杯)
运转温度℃
(周围温度)
速度指数(dn)
环境
适油(NLGI号数)
-10~40
80,000未满
干燥空气
1号、2号
水份或湿度
1号、2号
80,000以上
干燥空气
2号
水份或湿度
2号
40~80
80,000未满
干燥空气
2号
水份或湿度
2号
80,000以上
干燥空气
2号、3号
水份或湿度
2号、3号
80以上
-
-
2号、3号
〔注〕对水份或湿气的环境,尤应选定耐水性良好的。
图表83.滑脂润滑抗磨轴承适油表(集中润滑)
运转温度℃(周围温度)
速度指数(dn)
适油(NLGI号数)
-10~40
80,000以下
0号、1号
80,000以上
0号、1号
40~80
80,000以下
0号、1号
80,000以上
0号、1号
80以上
-
0号、1号
图表84.滑脂润滑抗磨轴承(密封轴承)
运转温度℃(周围温度)
速度指数(dn)
适油(NLGI号数)
-10~40
80,000未下
1号、2号
80,000~150,000
1号、2号
150,000以上
2号、3号
40~80
80,000以下
1号、2号
80,000~150,000
2号、3号
150,000以上
2号、3号
图表85.使用耐热用滑脂的润滑处所
运转温度℃(周围温度)
适油(NLGI号数)
120~150
1号、2号
150以上
1号、2号
(三)齿轮
密闭式齿轮
齿轮的润滑油,必须依照齿轮的种类、运转温度、减速比、回转数、负荷及加油方法等来选择适油。
齿轮的使用状态是千差万别,如周围温度、湿度、气氛等环境条件都不同,因此,要选定润滑油时,这些状态都必须一并加以考虑才行。
实际的情形是,如机器制造商的润滑油推荐基准也应视为重要的项目,综合起来,这些都有检讨的必要。
又如,虽然是齿轮油,其实种类繁多,齿轮油的代表性规格有:
API、JIS、AGMA及SAE等,若从一般的品质面加以分类则有纯矿物油或R&O齿轮油、螺旋齿轮油、极压EP齿轮油及多用途齿轮油,这些齿轮油又依其粘度再加以细分。
因此,重要的是必须先检讨使用条件之后,再来选定工业用齿轮油的粘度及其它特性,以求得最适合之油品。
图表第86系可在运转温度(油温)10~50℃的范围内使用的正齿轮、螺旋齿轮、斜齿轮、螺旋斜齿轮等,主要就工业用密闭式齿轮,从减速比、回转速、传达马力,以及加油方法等供选择适当粘度油而作成表的。
图表86.密闭式齿轮适油表
齿轮的型式:
正齿轮、螺旋齿轮、斜齿轮、螺旋斜齿轮
运转温度(油温)10~50℃
副齿轮回转数
(rpm)
马力
(PS)
加油法
减速比
10:
1以下
10:
1以上
适油
cSt﹫40.0℃
cSt﹫40.0℃
ISO黏度等级
300以下
30以下
循环或
拨溅
135~234
150,200
180~279
220
30~100
180~279
220
216~360
220,320
100以上
279~378
320
360~522
460
300~1,000
20以下
81~15
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