润滑与密封bookmark0润滑脂流变性对滚动轴承振动性能的影响吴宝杰1刘庆廉1李兴林2周银生3（1.中国石化润滑油天津分公司天津300480 2.杭州轴承试验研究测试中心有限公司浙江杭州310022 3.浙江大学机械系浙江杭州310027）下的表观粘度偏低对轴承振动性能有利但润滑脂的表观粘度非常小时，在加工精度较差的中大型轴承上振动噪声性能反而不够理想；润滑脂的流变性能对中小型轴承振动噪声的影响有决定性作用，对微小型轴承的振动性能影响不明显，这符合摩擦学行为系统依赖性的规律。

　　滑原理究1！awb EleetoniePublish通过毛ie管表观粘度利用预先测定的流速和在系统bookmark4流变学是一门研究物质，特别是非牛顿流体或高分子化合物变形和流动的科学。润滑脂作为一种特种润滑剂在结构上有一些类似高分子聚合物的性能，它的流变性能数学模型一般符合Heishe-Bukley方程。采用该器对国产润滑脂的研究发现，润滑脂的流变参数受温度、基础油粘度及其稠化剂的影响较大。另一种为毛细管粘度仪，该器主要用来研究高剪切速度下的表观粘度，最高剪切速度可以测到nx10.但毛细管粘度计不能测试润滑脂表观粘度的时间依赖性。YougICho噪声轴承润滑脂的开发与研究，润滑脂流变性和轴承润滑脂润等用毛细管表观粘度对润滑脂的研究发现，对某种润滑脂而言，测试温度和剪切速度对表观粘度有决定性的影响。

　　润滑脂在机械工作中受到剪切作用，一般载荷的滚动轴承中接触部位的剪切速度通常为103~10以上，最高可到106~107.研究发现润滑脂在高剪切速度下表观粘度迅速降低，此时润滑剂的流动性得到很大改善。表观粘度大的润滑剂由于其表面张力和粘附力的作用难以进入接触区，这样会造成接触区油膜厚度和均匀性下降。滚动轴承中接触区油膜的形成直接影响被润滑轴承的噪声性能。为了模拟润滑脂在滚动轴承中受到的真实剪切过程，本研究作者使用毛细管型粘度计对几种通用轴承润滑脂进行了研究，结合在轴承振动上的测试结果，详尽分析了润滑脂流变性和轴承振动噪声性能之间的关系。

　　表1不同；润项目1样2样3样4样试验方法皂基类别锂基皂纤维密度稠度01mm滴点/C延长工作锥入度0.1mm轴承防锈（52C48h）一级2试验结果及讨论上，于20°C时分别测试不同剪切速率下的表观粘度。

　　2.1表观粘度的测试结果见表2试验中选择1234润滑脂在表观粘度表2 1润滑脂不同剪切速度下的表观粘度变化测试项目剪切速度AX100s'）稳定压力/MPa粘度系数八0表观粘度八，3-s表3 21润滑脂不同剪切速度下的表观粘度变化测试项目剪切速度AX100s'）稳定压力/MPa粘度系数“0表观粘度八，3-s表43润滑脂不同剪切速度下的表观粘度变化测试项目剪切速度AX100s'）稳定压力/MPa粘度系数八0表观粘度八，3-s表54润滑脂不同剪切速度下的表观粘度变化测试项目剪切速度AX100s'）稳定压力/MPa粘度系数八0表观粘度八，s 2.2润滑脂振动变化值的测试号为6201、6204和6308数量4套，运转10S口5 4种轴承润滑脂在不同型号轴承上的振动噪声性min后分别读取数值。实验结果见表6能试验于室温下在S910振动上测试。测试轴承型表64种润滑脂润滑时6201轴承振动性能的测试结果样品名称1轴承2轴承3轴承4轴承噪声描述1样品启动高5 s后稳定2样品无杂音，指针稳定后有上升趋势3样品杂音较少，指针向低处稳定4样品无杂音，指针稳定表7 4种润滑脂润滑时6204轴承振动性能的测试结果样品名称汽由承2，由承3轴承4轴承噪声描述样品指针有飘动，伴有较重叽哩声2样品无杂音，指针稳定后有上升趋势3样品杂音少，指针稳定4样品无杂音，指针稳定表8 4种润滑脂润滑时6 308轴承振动性能的测试结果样品名称1！由承2*轴承3轴承4轴承噪声描述样品指针有飘动上升，伴有较重叽哩声2样品无杂音，指针稳定后有上升趋势3样品杂音少，指针稳定样品无杂音，指针上升2.3讨论从润滑脂在高剪切速度下的表观粘度变化数据和相关的振动噪声数据，可以看出润滑脂的流变性能对中小型轴承振动噪声的影响有决定性作用，而对微小型轴承的振动性能影响不明显，这也符合摩擦学行为系统依赖性的规律n.另外，从测试结果还可以看出，当润滑脂在轴承运转剪切速度下的表观粘度相对较低时，轴承振动性能有变好的倾向，但是当润滑脂的表观粘度非常小时在加工精度较差的中大型轴承上其振动噪声性能反而直接影响到被润滑轴承的振动噪声性能。润滑脂对滚动轴承的润滑被认为是乏油润滑，润滑剂向滚道补充的能力直接控制着油膜的厚度及轴承的润滑状态。滚动轴承的滚子相继经过同一接触点的时间间隔非常短，在这段时间内润滑脂会靠表面张力和自身重力重新迁移回到轨道。另外，根据赫兹接触原理，在流体运动的反方向，即润滑剂的出口区，由于压力的骤然降低会产生负压，此压力为润滑脂的回流增加了动力。表观粘度大的润滑脂由于其表面张力和粘附力的作用进入接触区的迁移能力较差，这样会造成接触区不够理可见」动轴承承中接触区油膜的形盛Mblish的油膜厚度和均匀生下降。表现在振动上。为噪声分贝值高，声音较差。但是在轴承剪切接触区润滑脂的粘度太小时，虽然润滑剂进入接触区相对容易，但是根据弹流润滑原理可知，较小粘度的润滑剂在接触区形成的润滑油膜厚度也较小，这可能是4润滑脂在轴承测试中振动值相对较高的原因。所以，控制润滑脂的流变粘度在一个合适的范围是解决轴承振动问题的关键。

　　在一定的表观粘度范围内，稠化剂含量高的润滑脂和稠化剂含量低的润滑脂相比，可以在一定程度上阻尼滚动体在轴向的窜动，反映在轴承测试上综合表现为振动值和噪声的稳定性好。轴承的滚动体在运动中产生振动的激励力来源于3个方向：一个为滚子径向跳动，该运动主要受接触区油膜形成状况的影响，油膜稳定性高、厚度大对径向跳动有决定性的贡献；另一个为水平方向上滚子和保持器周期的碰撞而产生的振动波，润滑脂流动性差会使该振动波产生无序的波动，从而使轴承在噪声测试时产生有规律的叽哩声；最后一种振源为滚子在轴向的窜动，滚动体和内外圈密合度小的轴承该类振动要小一些，一般中高速轴承受设计额定转速的限定，密合度要大一些，所以滚动体在轴向有一定的窜动。由电子显微镜观察到的润滑脂照片可以看到，稠化剂浓度的提高使纤维变短，密度增加。稠化纤维由有机盐结晶而成，其韧性比基础油要高得多，对外来力量的缓冲能力也相应较强。通过特定的工艺合成的3润滑脂比一般润滑脂的稠化剂浓度高1倍，在轴承振动测试中3润滑脂在中小轴承中表现出了较为理想的效果。

　　加工精度相对较低的中型轴承和加工精度高的微小型轴承相比轴承表面粗糙度大，零部件的配合游隙范围宽，同样转速下相邻两个滚子通过一点的时间间隔要小几倍。表观粘度高的润滑脂相对粘度小的润滑脂要经过较长时间才能补充到轨道中去，润滑剂进入接触区的困难会造成乏油润滑加剧，从而引起平均油膜厚度形成的不稳定，反映在轴承振动上会出现数值的飘动和异常的声音。在加工精度较高的微小轴承中，表面加工精度非常高，配合游隙相对较小，由于润滑脂的纤维颗粒度要大于该类轴承的表面粗糙度和游隙配合尺寸，这样滚动轴承的润滑油膜主要由润滑脂分离出的基础油组成，润滑脂的流动性对之影响不大。

　　3结论润滑脂在一定剪切速度下的表观粘度相对较低时轴承振动性能有变好倾向，但是当润滑脂的表观粘度非常小时，在加工精度较差的中大型轴承上振动噪声性能反而不够理想。

　　润滑脂的流变性能在中小型轴承上对其振动噪声的影响有决定性作用，而对微小型轴承的振动性能影响不明显，这也符合摩擦学行为系统依赖性的规律。

　　在一定的表观粘度范围内，稠化剂含量高可以在一定程度上阻尼滚动体在轴向的窜动，反映在轴承测试上综合表现为振动值的稳定性高。