Il film d'olio è il mezzo principale per la riduzione dell'attrito, la resistenza all'usura e la resistenza al carico dei cuscinetti radenti. Lo spessore stabile e uniforme del film d'olio e una distribuzione ragionevole della pressione sono la chiave per garantire un funzionamento affidabile del cuscinetto ad alta velocità e con carichi pesanti a lungo termine. Nel processo di utilizzo, lo spessore del film d'olio determina l'efficacia della separazione delle superfici di attrito, mentre la pressione del film d'olio determina direttamente la capacità di carico-di carico del cuscinetto. Entrambi i parametri sono influenzati da fattori di accoppiamento quali condizioni di lavoro, parametri strutturali, olio lubrificante e ambiente operativo. Combinando il funzionamento effettivo delle apparecchiature industriali, questo documento classifica e analizza i fattori chiave che influenzano lo spessore e la pressione del film d'olio e fornisce riferimenti tecnici per la progettazione dei cuscinetti, la selezione del tipo e l'ottimizzazione del funzionamento e della manutenzione delle apparecchiature.
1. Fattori di carico operativo
Il carico è il principale fattore dinamico che modifica la pressione e lo spessore del film d'olio, che influisce direttamente sullo stato di funzionamento del film d'olio del cuscinetto. In condizioni di velocità e lubrificazione costanti, maggiore è il carico radiale, maggiore è l'effetto di compressione del collo dell'asse sul film lubrificante, con conseguente aumento significativo della pressione di picco del film d'olio e una concentrazione della distribuzione della pressione per bilanciare il carico esterno. Tuttavia, l’aumento del carico comprime lo spazio di flusso dell’olio lubrificante, il che porta direttamente alla diminuzione dello spessore del film d’olio. Se il carico supera il limite critico, il film d'olio viene compresso eccessivamente, provocando un contatto locale tra il collo dell'albero e il guscio del cuscinetto, causando attrito limite e persino attrito a secco. Al contrario, quando il carico diminuisce, diminuisce lo stress di estrusione sul film d'olio, per cui lo spessore del film d'olio aumenta moderatamente e la distribuzione della pressione è più uniforme. Le improvvise fluttuazioni del carico-comuni durante l'avvio, la chiusura e il funzionamento di apparecchiature industriali pesanti-sono anche una delle principali cause dell'instabilità del film d'olio e dell'usura accelerata dei cuscinetti.
2.Fattori di velocità di rotazione
La velocità del collo dell'asse è la premessa per la formazione di un film d'olio idrodinamico e svolge un ruolo importante nell'aumentare lo spessore del film d'olio. Secondo il principio della lubrificazione idrodinamica, una velocità più elevata accelera il lubrificante condotto dal collo dell'albero allo spazio convergente a forma di cuneo-. Ciò migliora l'effetto idrodinamico, consentendo l'aspirazione di una maggiore quantità di lubrificante nello spazio tra le superfici di attrito e aumentando lo spessore del film d'olio. Allo stesso tempo, l'aumento della velocità favorisce una distribuzione più uniforme della pressione del film d'olio, ampliando di fatto l'area attiva del cuscinetto. Tuttavia, una velocità più elevata non è sempre migliore: in condizioni di ipervelocità, la forza centrifuga porterà alla perdita di lubrificante, l'attrito ad alta-velocità produrrà una grande quantità di calore e aumenterà la temperatura dell'olio. Ciò riduce indirettamente la viscosità del lubrificante, il che può portare ad un leggero assottigliamento del film d'olio e ad una leggera diminuzione della pressione di picco. Al contrario, a bassa velocità o a riposo, l’effetto idrodinamico scompare, impedendo la formazione di un efficace film d’olio che rende i cuscinetti vulnerabili all’usura durante l’avviamento.
3. Caratteristiche del mezzo lubrificante
La viscosità dell'olio lubrificante è il parametro fondamentale che determina la stabilità del film d'olio e influenza direttamente la formazione del film d'olio e la capacità di mantenere la forma del film d'olio. I lubrificanti ad alta-viscosità hanno una bassa fluidità, ma una resistenza all'estrusione superiore. Non è facile perdere dal gioco dei cuscinetti. I lubrificanti a bassa-viscosità presentano buona fluidità e dissipazione del calore e costituiscono un materiale ideale per applicazioni ad alta velocità e con carichi leggeri. Tuttavia, la sua resistenza all'estrusione è debole, il che tende a rendere il film più sottile e meno pressurizzato. Inoltre, anche la pulizia e la qualità dell'olio lubrificante hanno un impatto, la presenza di inquinamento o impurità interromperà la continuità del film d'olio, aumenterà l'attrito e l'usura, mentre l'invecchiamento e il degrado della viscosità dell'olio lubrificante ridurranno direttamente la capacità di carico, danneggiando la distribuzione della pressione.
4. Parametri di spazio strutturale dei cuscinetti
Il gioco dell'assemblaggio dei cuscinetti è un parametro statico chiave nella fase di progettazione e svolge un ruolo importante nella qualità della formazione del film d'olio. Uno spazio adeguato fornisce spazio sufficiente per il flusso dell'olio lubrificante e la formazione del film e stabilisce un campo di pressione del film uniforme e stabile. Un gioco eccessivo porta a una rapida perdita di olio lubrificante, spessore del film non uniforme, dispersione di pressione, capacità portante notevolmente ridotta, spesso produce vibrazioni e rumore durante l'uso. Al contrario, un gioco insufficiente aumenta la resistenza al flusso e limita lo spazio di dissipazione del calore; una diffusione insufficiente del film d'olio porta ad alta pressione locale, rapido aumento della temperatura dell'olio, rottura del film d'olio e possibile bruciatura dell'alloggiamento del cuscinetto. Inoltre, la precisione della lavorazione, il gioco a forma di cuneo del cuscinetto- e il design della struttura della scanalatura dell'olio influenzeranno anche il flusso convergente dell'olio lubrificante, alterando così lo spessore e la distribuzione della pressione del film d'olio.
5. Temperatura di lavoro e condizioni della superficie
La temperatura operativa dell'apparecchiatura modificherà la viscosità dell'olio lubrificante, influenzando indirettamente le prestazioni del film d'olio. L'aumento della temperatura farà diminuire rapidamente la viscosità del film d'olio, il che porterà a una diminuzione dello spessore del film d'olio, a una diminuzione della stabilità della pressione e il guasto del film d'olio sarà spesso causato da un funzionamento prolungato ad alta temperatura. Anche la rugosità superficiale del collo dell'asse e del guscio del cuscinetto è importante; un'eccessiva ruvidità può compromettere l'integrità del film d'olio, poiché la microcoarificazione può forare il film e causare usura da contatto locale, mentre un'adeguata microstrutturazione superficiale può trattenere una piccola quantità di lubrificante e aiutare a mantenere la stabilità del film. Inoltre, le deviazioni della coassialità e la deformazione del guscio del cuscinetto nel processo di assemblaggio porteranno a una distribuzione non uniforme del gioco, con conseguenti aree locali di film d'olio troppo sottili e una pressione troppo elevata, il sovraccarico locale può causare usura.
In conclusione, lo spessore del film d'olio e la pressione dei cuscinetti radenti sono il risultato di molteplici fattori e i parametri operativi, l'olio lubrificante, la progettazione strutturale e le condizioni operative si influenzano a vicenda. Le dimensioni del funzionamento industriale richiedono che la velocità, il carico e il grado dell'olio lubrificante corrispondano alle condizioni operative specifiche, controllando con precisione gli spazi di assemblaggio, gestendo rigorosamente le temperature di esercizio, garantendo la stabilità completa del film d'olio e prolungando la durata di servizio dei cuscinetti.