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影响轴承摩擦因数的各种因素

2017-06-07 浏览量 422

轴承的摩擦因数受到多种因素的影响,这些因素可以归纳为以下几个方面:

一、材料性质

  1. 材料选择:轴承材料的硬度、表面粗糙度、组织结构以及润滑膜的形成情况等都会直接影响摩擦因数。不同材料的抗剪强度、耐磨性、润滑性能等特性不同,从而导致摩擦因数的差异。

  2. 表层性质:由于污染、化学热处理、电镀和润滑剂的作用,金属表面可能形成一层极薄的表面膜(如氧化膜、硫化膜等)。这层膜的性质会影响实际接触面积和摩擦副之间的抗剪强度,从而影响摩擦因数。表面膜太薄可能容易被压破,导致基体材料的直接接触;而表面膜太厚则可能因膜较软而增大实际接触面积,或产生犁沟效应,这些都会改变摩擦因数。

二、轴承设计

  1. 结构设计:轴承的结构设计、尺寸和形状等也会影响摩擦因数。合理的结构设计可以减少不必要的摩擦和磨损,提高轴承的传动效率和使用寿命。

  2. 配对材料:金属摩擦副的摩擦因数随配对材料的性质不同而异。相同金属或互溶性较大的金属摩擦副容易发生粘着,其摩擦因数较大;反之,摩擦因数较小。不同结构的材料具有不同的摩擦特性,如石墨因具有稳定的层状结构且层间的结合力小,容易滑动,故摩擦因数较小。

三、润滑条件

  1. 润滑方式:轴承的润滑条件包括油膜润滑、干涉润滑和边缘润滑等。不同润滑方式下的摩擦因数会有所不同。良好的润滑可以减少摩擦副之间的直接接触,从而降低摩擦因数和磨损。

  2. 润滑剂性能:润滑剂的类型、粘度、温度稳定性等性能也会影响摩擦因数。选择合适的润滑剂对于降低摩擦因数、提高轴承性能至关重要。

四、工作环境

  1. 温度:周围介质温度对摩擦因数的影响主要是由于表层材料性质发生变化而引起的。例如,许多金属及其化合物的摩擦因数在特定温度范围内会出现最小值。此外,高聚物摩擦副或压力加工时,摩擦因数随着温度的改变将出现极大值。

  2. 湿度和污染物:工作环境中的湿度和污染物也会影响轴承的摩擦因数。湿度过高可能导致润滑剂失效或产生腐蚀;污染物则可能进入轴承内部,破坏润滑膜,增加摩擦和磨损。

五、负载和转速

  1. 负载:轴承的负载也会影响摩擦因数。一般来说,金属摩擦副的摩擦因数随载荷增大而降低,然后趋于稳定。这是因为载荷增大会使实际接触面积增大,但同时也会使润滑膜更容易形成和保持。

  2. 转速:转速对摩擦因数的影响主要体现在对表层发热和温升的影响上。滑动速度会引起表层发热和温升,从而改变表层的性质,进而影响摩擦因数。

综上所述,轴承的摩擦因数受到材料性质、轴承设计、润滑条件、工作环境以及负载和转速等多种因素的综合影响。在实际应用中,需要根据具体工况选择合适的轴承材料、润滑方式和工作环境等参数,以降低摩擦因数、提高轴承性能和使用寿命。