軸承潤滑脂使用溫度的“交通燈”概念

軸承潤滑脂使用溫度的“交通燈”概念

所有潤滑脂產品在設計時都考慮到工作溫度的范圍，如果溫度太高，潤滑脂將會軟化變稀而喪失稠度和/或發生劇烈的氧化；如果溫度太低，將導致軸承的啟動轉矩非常高和/或潤滑脂分油很低，這可以用交通燈概念的圖1和圖2來說明。低溫極限(low temperature limit ，LTL)是潤滑脂能夠使軸承毫無困難地啟動時的最低溫度；高溫極限(high temperature limit ， HTL)是由潤滑脂稠化劑決定的，對于皂基潤滑脂來說，是由潤滑脂的滴點決定。滴點溫度表明，溫度高于滴點時潤滑脂的稠度損失是不可逆的，潤滑脂將變為液體。不建議潤滑脂在低溫極限和高溫極限之外工作（圖1和圖2）。

圖1 交通燈概念

圖2 球軸承和滾子軸承的溫度與潤滑脂壽命的關系，球軸承在低溫下有較長的壽命（來源：SKF）

在低溫性能極限(temperature performance limit，LTPL)和高溫性能極限(high temperature performance limit，HTPL)之間的溫度范圍，潤滑脂能可靠地發揮其性能特點，主要體現在油膜形成能力、分油性能、氧化速率以及流變性等。基礎油黏度、潤滑脂表觀黏度、氧化以及其他潤滑脂性能表現出“Arhenius”行為。即潤滑脂的性能與溫度或多或少地成指數關系。因此在綠色的溫度區域，潤滑脂壽命也表現出“阿倫尼烏斯”行為，那么在綠色溫度區域就可以合理地預測潤滑脂壽命。在高溫性能極限溫度( HTPL)與高溫極限( HTL)之間的黃色溫度區域內運行，潤滑脂壽命會非常短。低溫區域也存在著黃色溫度區域。

極限臨界溫度的確定是通過潤滑脂的試驗來測定。高溫極限由潤滑脂的滴點決定，低溫極限由潤滑脂的低溫轉矩和分油性能確定。綠色區域可通過潤滑脂壽命試驗確定，邊界溫度(LTPL和HTPL)由出現明顯Arhenius行為變化的臨界點來確定。McCusker建議，選擇最高工作溫度的準則是不得高于滴點以下55 ℃。標準潤滑脂的指導原則如圖3所示，但無論如何，都強烈建議要遵循潤滑脂產品具體的技術規范和使用說明。大多數軸承制造商都在他們的產品目錄中對具體的軸承潤滑脂的溫度范圍進行了規定。