含杂质污染的润滑条件下评估轴承性能的实验和分析 |
Harvey Nixon,Thomas Springer,Michael Hoeprich,Douglas Clouse (铁姆肯公司)
本文提供了润滑剂中杂质污染的一个概述。本文还提供了关于不同圆锥滚子轴承在杂质污染的操作条件下寿命试验结果和预测分析方法比较的最新数据。作为基准,对在这些领域先前所做的研究作了概要的总结并已被引用。近来的研究改进了那种分析方法(使用一种表面特征方法),使得这种方法与杂质条件下轴承试验寿命相关联,并指出要如何对轴承本身进行设计和制造改良。这在设计中已产生了效果,使杂质污染环境下的轴承寿命得到了改善。 单独的外观比较显示:润滑剂分析并未说明预期的表面损害的等级。通过将表1中的数据与观测到的损坏情况进行比较,润滑剂样品很显然未预测到尺寸比300um大得多的任何颗粒。但是,某些压痕直径接近于6mm的外观比较显示了大颗粒杂质的存在,这些颗粒的尺寸比润滑剂样品中300um颗粒的尺寸大约大100倍。这一杂质印记分析方法,即由文献资料[6]提及的详细方法,可应用于更加精确地描述其表面损害。该直接的表面分析方法指出:预测的寿命降低率为42%,而润滑剂分析结果并未显示出任何重大的有害影响。另外,表面分析结果与实际的现场性能更加相配。该实例说明了在将性能与污染损害相关联时,表面特征分析很必要。可以得出这样的结论:至少对于严重污染的系统,单一的润滑剂分析,就轴承损害与最终的现场使用关系而言,它不是一种可靠的方法。 产品性能比较
图3表示杂质损害试验的标准化结果,其试验条件与图2中试验的条件完全相同。这些结果在先前的文献资料[7]中曾作过报导。这表明:来自一家制造厂的常规加工工艺的轴承A,其寿命试验结果略高于来自另一家制造厂的特殊的抗杂质加工工艺的寿命试验结果。 图4表示杂质损害试验的标准寿命试验结果,除了试验介质改变外,其它试验条件与图2中试验条件相似。这一试验仅产生了轻微的杂质损害。杂质特征分析应用于常规的轴承A,且仅用于预测因杂质而产生的、最低寿命降低。在这些条件下,来自一家制造厂的、釆用常规加工工艺的轴承A,其性能结果相等于来自另一家制造厂的、特殊的抗杂质加工工艺轴承的性能。
应用了一组不同的寿命试验条件,还应用了一种新的杂质介质和新的方法。这些变化的产生,其部分原因是由于采用了较大的试验轴承,并导致中等至严重的杂质损害。杂质特征分析应用于常规的轴承A,并预测到寿命降低率为3倍。在这些条件下,轴承A的寿命试验结果大大地超过了另外一家制造厂的、特殊的抗杂质工艺的试验结果。从此试验中得出的一个结论是:在由不同制造厂制成的轴承中所使用的制造工艺、材料和冶炼方法上的差别影响着在高杂质环境中运行的轴承疲劳寿命。三泰 SUNTHAI , 飞帆 F&F
抗杂质的轴承所显示的性能远高于基本组别的轴承性能,对于不带有杂质损害的预测的寿命而言,65%置信带的上半部分与在没有杂质环境下的轴承预测寿命线相交。因此,对于给定的试验严格性,新的抗杂质的轴承降低了杂质的影响,并将轴承的总体平均寿命比由常规加工工艺制作的两组基本轴承的寿命提高了2.3倍。该抗杂质的轴承目前在杂质环境中的寿命提高了2倍。 第2种方法是从现场实际使用中获取轴承,并通过光学映像来描述这些轴承上压痕的尺寸和表面密度,以供今后寿命分析之用。通常,这些轴承尺寸较大,在比较严重污染的条件下运行,这些轴承尚不能以ISO4406的规范加以十分透彻地描述。 在重载条件下,杂质等级改变后的影响会被降低,因为,当与轻载荷条件下对改进总体应力水平的较大的影响相比,其对总体应力水平的基本影响会降低。
致谢:全体作者向铁姆肯公司允许发表本结果表示衷心感谢!
[1] Anderson, D. P., “Wear Particle Atlas (Revised),”Predict/DLI, Cleveland, OH, 1995. 宁波三泰轴承有限公司 NINGBO SUNTHAI BEARING COMPANY 商标 BRANDS:三泰 SUNTHAI , 飞帆 F&F |
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