污染系数η (c)

引入这个系数,是为了在轴承寿命计算中考虑到润滑剂的污染等级。 污染对轴承疲劳的影响取决于许多参数,包括轴承尺寸、润滑膜的相对厚度、固体污染颗粒的大小与分布、污染的类型(软、硬等)。 这些参数对于轴承寿命的影响是复杂的,并且许多参数难以量化。 因此不可能给ηc指定一个通用且有效的精确值。 然而,表格中提供了一些参考值。
如果轴承在某运用中具有良好的效果,且之前的寿命计算基于旧调整系数a23, 那么可以得出相应的(隐含值)ηc系数。根据这个推导值可以得出一个相当于a23调整系数的aSKF系数,在章节特别情况——调整系数a23章节中有详细说明。
使用这个方法必须注意,这样得出的污染系数ηc很可能只是应用中污染程度的大概情况。 得出应用系数ηc的第二种方法,是将润滑剂污染程度进行量化,然后才作评估。

ISO污染分类及过滤比

将润滑系统污染等级分类的标准方法在ISO 4406:1999中有详细说明。在这个分类系统中,将固体颗粒的数量转换成以数字代表的等级代号,参见图解1
检查轴承油污染等级的一个方法是显微镜计数法。 这种计数方法把尺寸≥5 μm 和≥15 μm颗粒数量分成两个等级。 另一个方法是自动颗粒计数器,把尺寸≥4 μm、≥6 μm 与≥14 μm的颗粒数量分成三个等级用来表示污染程度。 污染等级的分类包含三个等级数。
润滑油污染等级分类的典型示例是–/15/12 (A) 或 22/18/13 (B),如图解2所示。
示例A表示每毫升润滑油中含有160至320个≥5 μm的颗粒和20到40个≥15 μm的颗粒。 尽管最理想的情况是让润滑油连续过滤,但过滤系统的可行性取决于采用这种系统提高轴承性能是否符合成本效益。
过滤比是用来表示过滤的效率。 过滤器效率的定义是指一定尺寸颗粒的过滤比或递减系数β。 β数值越高,说明就这一特定的颗粒大小而言,过滤的效率越高。 所以β数值和特定的颗粒大小都必须考虑在内。 过滤比β以指定尺寸颗粒在过滤前和过滤后数量之间的关系来表示。 可以按以下方法计算:

βx = n1/n2

式中
βx=
对指定颗粒尺寸x的过滤比
x=
颗粒尺寸【μm】
n1=
过滤器上游每单位体积(100 ml)大于x的颗粒数量
n2=
过滤器下游每单位体积(100 ml)大于x的颗粒数量

注:

过滤比β只是针对以μm为单位的某一颗粒尺寸,并以如β3、β6、β12等来表示。 例如,一个完整的过滤比“β6 =75”的意思是,75颗6 μm或更大的颗粒中只有一个会通过过滤器。

在已知污染度下确定ηc

在油润滑的情况下,只要能确定其污染程度,如通过在ISO 4406:1999标准中说明的显微镜计数法或自动颗粒计数器分析,或间接从循环油系统的过滤比率得出,便可以用来测定污染等级系数ηc 。 注意,系数ηc不能只从油污染的测定中单独获取。 它很大程度上取决于润滑情况,即k以及轴承的大小。 这里介绍的是一个根据DIN ISO 281附录4:2003简化了的方法,用于在一个给定应用中获取ηc系数。 采用轴承平均直径dm =0.5(d+D)毫米,以及那个轴承的粘度比率(图表34),从油污染代码(或该项应用的过滤比率)得出污染系数ηc
图解56是在循环油润滑的情况下,根据不同程度的过滤比和油污染代号而给出的污染系数ηc的常用值。 如果在油浴润滑系统中的污染颗粒实际上没有增多,那么在这样的应用中可以采用相似的污染系数。 另一方面,如果磨损颗粒过多或污染物的进入,导致油浴中颗粒数量随着时间持续增多,则必须按照DIN ISO 281附录4:2003中的说明,在确定污染系数ηc时适当考虑这种情况。
而脂润滑情况下的ηc也可以用类似的方法来确定,尽管这类润滑的污染程度可能难以测定。因此,也就采用了一种简单、定性的方式来定义。

图解78给出的系数ηc的常用值,适用于在极度清洁和正常清洁的工作条件下采用脂润滑的情况下。

至于循环油润滑、油浴润滑和脂润滑的其它污染程度,请参见 DIN ISO 281附录4:2003或者咨询SKF应用工程服务部。
污染对于疲劳寿命的严重影响,可以从以下的示例中看出。 在高污染环境(一个含相当数量的磨损颗粒齿轮箱)中测试一些带和不带密封件的6305深沟球轴承。 密封轴承没有发生失效;在密封轴承运行了比开式轴承的实验寿命至少多出30倍以后,试验因实际原因不再继续。 开式轴承的寿命只有计算的LL10寿命的十分之一,相当于ηc等于0,就如表格所示。
图表9101112表明了保持润滑系统清洁的重要性:随着系数ηc的递减,寿命修正系数aSKF急剧下降, 使用整体式密封件是保证轴承内高清洁度的一个很好并且经济的方法。
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