轴承的极限转速是选择轴承时一项至关重要的性能参数,它直接决定了轴承能否在预期的高速工况下安全运行。极限转速主要受轴承类型、尺寸、润滑方式、保持架材料和设计以及散热条件的限制。超过极限转速会导致轴承内部摩擦力矩急剧增加、温升失控、离心力过大,从而引发润滑剂失效、保持架破裂和滚动体打滑等严重问题。因此,在高速应用中,必须选择具有高极限转速的轴承类型,并采取油雾或喷射润滑等高效散热措施。

一、极限转速的限制因素与温升风险
✅ 保持架与离心力的限制: 极限转速是轴承在满足一定温升限制下可以达到的最高转速。主要限制因素是保持架的强度和滚动体的离心力。
1.保持架应力: 随着转速升高,滚动体对保持架的冲击和离心力增大,导致保持架承受的动态应力急剧增加。如果转速过高,可能导致保持架疲劳断裂。
2.滚动体打滑: 极高的离心力会减小滚动体与外圈滚道之间的接触压力,可能导致滚动体与内圈之间产生打滑,而非纯滚动。打滑会产生剧烈摩擦、温升和磨损。
✅ 摩擦发热与润滑剂失效: 超过极限转速,轴承的摩擦力矩会非线性地增大,产生大量的热量。
●热破坏: 如果摩擦产生的热量超过了系统的散热能力,轴承温升会失控。高温会导致润滑脂氧化变质、碳化或润滑油粘度下降,油膜失效,最终引发轴承烧毁。
二、轴承类型的选择与润滑方式的匹配
✅ 轴承类型对极限转速的决定性影响: 不同类型的轴承具有不同的极限转速,这是选择轴承时必须首要考虑的。
1.接触角影响: 例如,深沟球轴承由于滚动接触摩擦小,极限转速高于调心滚子轴承。在高速精密应用中,常选用角接触球轴承,其独特结构允许更高的转速。
2.滚动体影响: 滚动体更轻的轴承(如陶瓷球轴承)由于离心力小,具有更高的极限转速。
✅ 润滑方式对实际转速的决定作用: 润滑方式对轴承的实际运行转速具有决定性的影响。
●高效润滑: 极限转速通常是基于油润滑甚至喷射润滑来定义的。如果采用脂润滑,轴承的实际运行转速必须大幅降低,因为润滑脂本身会产生更大的搅拌摩擦,且散热效率远低于油润滑。
三、高速应用的优化措施与验证
✅ 保持架材料与设计优化: 在高速应用中,必须选择轻质高强度的保持架材料。
1.材料升级: 例如,使用酚醛树脂或聚酰亚胺等工程塑料保持架,以减轻质量,降低惯性力和离心力。
2.导向优化: 保持架的导向方式(如由内圈导向改为外圈导向)也对提高转速极限至关重要。
✅ 温升监测与预紧力控制: 在选择高速轴承型号后,必须通过实际监测来验证其安全性。
●温升控制: 持续监测轴承的温升,确保其在安全范围内。温升是判断轴承是否达到极限转速的最直接指标。
●预紧力: 对于角接触球轴承等,必须精确控制预紧力,过大或过小的预紧力都会导致额外的摩擦和温升,降低实际运行转速。
总结: 极限转速是轴承选型的关键,它受离心力、摩擦发热和保持架强度限制。选择时必须优先考虑轴承类型(如角接触球轴承),并根据实际运行转速匹配合适的润滑方式(如喷射润滑)。在高速工况下,必须采取优化保持架、精确控制预紧力和持续温升监测等措施来保障运行安全。本文内容是上隆自动化零件商城对“轴承”产品知识基础介绍的整理介绍,希望帮助各行业用户加深对产品的了解,更好地选择符合企业需求的优质产品,解决产品选型中遇到的困扰,如有其他的疑问也可免费咨询上隆自动化零件商城。

