高速轴承应该使用什么润滑脂？

        许多工业设备都有高速轴承，高速轴承应专门选用合适的润滑脂。如果选用不当，对轴承会起到阻滞作用，使摩擦加大，容易引起轴承发热。

        高速轴承最容易引起高温，轴承运转中的高温不当对轴承有害，而且会加速润滑脂的氧化，使润滑脂变质。选择合适的润滑脂，可以延长轴承和润滑脂的使用寿命。一般的通用润滑脂不适用于高速轴承，要根据高速轴承的尺寸、转速、运行温度等因素，选择合适的润滑脂。

选择高速轴承润滑脂时，以下几个方面很重要：

1）基础油粘度/黏度：润滑脂就是稠化后的润滑油，润滑脂也是靠油来润滑，而粘度是润滑油最重要的指标，润滑油是按照粘度来划分牌号。基础油的粘度要找对（ISO粘度等级），粘度过大，会造成阻滞、摩擦加剧、发热；粘度太小，油膜厚度不足，容易引起轴承磨损。粘度要根据厂家的要求，选用正确的等级。

2）NLGI稠度等级：润滑脂是根据NLGI稠度等级来划分牌号。NLGI稠度等级也叫做锥入度、针入度。表现的是润滑脂的软硬程度，NLGI稠度等级也要根据设备厂家的要求选择正确等级。

3）成沟特性：用于高速轴承的润滑脂，应选择具有良好成沟特性的润滑脂，这类润滑脂在使用中不易造成阻滞作用，减少摩擦和发热。

4）滴点：润滑脂的滴点应尽可能的高过使用中遇到的最高温度。

5）稠化剂的种类：不同的稠化剂，会影响润滑脂的滴点、分油特性。应选择滴点高、分油特性好（静态分油和动态分油）的润滑脂。

下面，我们分别讨论这几个特性，还有选择高速轴承润滑脂相关的一些参数。

1.轴承的速度因子：

        轴承的速度因子，可以帮我们确定润滑脂的NLGI稠度等级，还有润滑脂的基础油粘度等级。轴承的速度因子有两种算法，一种是轴承的DN值，另一种是NDm值。其中：

轴承的DN值=轴的转速*轴承内径

轴承的NDm值=轴的转速*（轴承内径+轴承外径）/2

注：转速单位是rpm，轴承内径和外径都是按照直径算，单位是毫米。

        轴承厂家在设计轴承时，会根据轴承速度和尺寸算出适用的润滑脂稠度和基础油的粘度，而对于用户来说，一栏情况下，按照厂家的建议选用润滑脂就可以了。

 

2.润滑脂的基础油粘度：

 

        润滑脂就是稠化后的润滑油，油的粘度是润滑油最重要的指标。通用润滑脂的基础油粘度最常见的是ISO 220cSt(运动粘度)，这样的粘度对于中等负荷和中等转速的轴承来说没问题，但是轴承的转速越高，油的粘度需要降低，否则对轴承的运转会造成阻滞、引起摩擦增大，轴承因此发热。

 

        计算轴承所需的粘度，是根据轴承的速度因子，再结合轴承运转中的温度，从润滑油的粘度-温度曲线中找到对应的粘度值。例如，某轴承的NDm值为293125，需要的粘度为7cSt,轴承的运转温度为65℃，在粘度-温度曲线上，65℃时粘度为7cSt的油，在40℃时是ISO 22~32cSt(油的粘度指数为95)。注意，工业润滑油的粘度统一是在40℃时测试的。所以，选用时考虑设备的运转温度，需要适当换算一下。

 

        在这个例子中，如果我们使用通用润滑脂（基础油粘度220），那么粘度相当于实际所需要的10倍。粘度如果大得太多，会造成轴承发热，增加能耗，另外还会使润滑脂使用寿命缩短。

 

3.润滑脂的成沟特性（channeling characteristics）:

 

        对于高速轴承来说，成沟特性是一项重要指标。成沟特性可以反映润滑脂在高速运转下的润滑请况。成沟特性体现的是润滑脂在高速运转下的流动性和稠度保持性，以及在高速运转下产生的扭矩。检测润滑脂的成沟特性，国际上采用美国联邦检测标准791C-3456.2条方法（Method 3456.2 of Federal Test Method Standard 791C）。在这个检测中，把润滑脂涂在一个特定容器上，表面抹平，使用一条钢片压入润滑脂，压出一道沟，在一定的温度和条件下实验10秒。然后检查润滑脂是否流回沟内。如果润滑脂流回沟内，那么润滑脂的成沟特性不好（non-channeling）。如果没有润滑脂流回沟内，那么润滑脂的成沟特性合格（channeling）。

 

        成沟特性好的润滑脂在使用中更容易被挤开，挤开后又能保持稳定的稠度，对于高速轴承来说，这一点很重要。成沟特性好的润滑脂可以减少高速运转中的扭矩，降低摩擦，减少运转中的发热量。成沟特性差的润滑脂容易流回运转部位，对滚子形成阻滞和摩擦。

 

4.稠化剂类型：

 

        润滑脂是以稠化剂命名的，所以润滑脂的类别就可以反映稠化剂的类别，例如锂基脂使用的稠化剂就是锂基稠化剂，粘土脂使用粘土作为稠化剂。

 

        润滑脂就是稠化后的润滑油，稠化剂的作用就像海绵，把润滑油保持在稠化剂的纤维网络里。稠化剂的类型不同，纤维结构也不同，会影响润滑脂多方面的性能，包括上面提到的成沟特性、分油情况、滴点、稠度的稳定性（剪切稳定性）。某些稠化剂的纤维较长，有些较短。稠化剂的纤维如果较短，那么润滑脂的外观看起来较为光滑细腻，锂基脂、钙基脂、聚脲脂、复合锂基脂、复合磺酸钙脂的稠化剂都属于短纤维，这些润滑脂的成沟特性通常较好，泵送较为容易，高速运转中造成的摩擦也相对较小。

 

        钠基脂、铝基脂、钡基脂的稠化剂纤维较长，这些润滑脂的成沟特性较差。纤维较长还有一个缺点——剪切稳定性差。在机械运转中，润滑脂经受不断的碾压剪切，长纤维更容易被剪断，剪断后润滑脂的稠度变稀。在高速运转中，机械剪切率更高，因此更要关注润滑脂的剪切稳定性。如果稠化剂的纤维较长，它们不但更容易被剪切，而且被剪断的部分还会聚集到轴承滚子的运动部位，加剧阻值和摩擦，进一步造成温度升高、加剧剪切效应。

 

5.NLGI稠度等级：

 

        轴承的速度因子、运行温度、负载等情况共同影响所需的NLGI稠度，设备制造商会给出推荐值，用户要按照推荐值再结合实际使用情况选择合适的NLGI稠度等级。

润滑脂的稠度也叫做锥入度、针入度，表征的是润滑脂的软硬程度，NLGI把稠度分为了9个等级，从000到6号稠度逐渐递增，硬度逐渐增加。数字越大，说明稠度越大，表示润滑脂越硬、反之就越稀。

6.轴承类别：

        滚动轴承也分为多种，滚子可以是圆珠，也可以是圆柱、圆锥形、纺锤形等。滚子的形状不同，影响基础油的粘度要求、NLGI稠度、换脂周期。其中的原因在于不同形状的滚子，和润滑脂的接触面积不同。接触面积较大的滚子，更容易把基础油从稠化剂里挤干，标准的滚珠轴承接触面积较小。接触面积大的轴承一般承受的负荷也大于滚珠轴承，这类轴承更容易造成基础油流失，要求润滑脂具有良好的分油特性。

7.润滑脂滴点：

        润滑脂的滴点必须高于最高使用温度，尤其对于高温下使用的润滑脂，高滴点是一个必要条件。滴点不等于润滑脂的最高使用温度，润滑脂允许的最高使用温度一般比滴点要低30℃~50℃。润滑脂滴点的测定标准是ASTM D2265（旧的标准是ASTM D566），在检测中，随着温度升高，润滑脂会从膏状的半固体，逐渐变成液态。测定时滴点时，润滑脂随着温度升高会逐渐变成流动液态，我们把润滑脂开始滴下第一滴油时的温度叫做滴点。当温度达到滴点时，稠化剂的胶体结构发生了变化，不能正常地吸附保持基础油。

        滴点虽然是润滑脂高温性能的一项重要指标，但不是唯一指标，挑选高温润滑脂不能只看滴点高。滴点表征的是稠化剂的一项高温性能，但基础油是否能经受这么高的温度却不能通过滴点说明，因此挑选高温润滑脂不但要看滴点，还应该把所有的成分在高温下的性能都考虑在内。

8.相容性：

        在使用润滑脂时，不同类型、不同品牌的润滑脂不能混用。如果改用其它润滑脂，要把旧脂尽量清除干净。如果条件允许，最好把轴承清洗干净后再添加新脂。

        润滑脂投入使用后，现场应关注轴承运行中是否发热、润滑脂是否出现流油、发干的现象，这些情况都说明润滑脂在使用中出现了不正常的情况。