在滚动轴承的润滑设计中,“分油能力”往往是决定润滑脂有效寿命的关键因素。然而,球轴承与滚子轴承因结构和载荷特性的差异,对润滑脂的依赖机制截然不同——这也直接导致了它们在相同工况下表现出迥异的耐久表现。
根据研究,球轴承在高速运转时主要依靠稠化剂网络在剪切作用下持续释放基础油来维持润滑。Cann的经典试验表明:当转速升高,稠化剂结构被反复剪切,反而促进了油膜的动态补充。这意味着,对于球轴承而言,润滑脂的“剪切响应性”比静态分油率更重要。
相比之下,滚子轴承(尤其是圆柱或圆锥滚子)接触面积大、赫兹应力高,其润滑高度依赖润滑脂在静止或低速阶段预先析出的基础油。如滚子轴承几乎始终以“分油供油”为主导机制——即润滑脂必须具备较高的初始及持续分油能力,才能在滚道与滚子之间形成足够厚的弹性流体动压膜(EHL膜)。
在贫油状态下,这种差异尤为明显:球轴承凭借点接触特性,对油膜厚度要求相对较低,即使基础油减少仍可短期维持运转;而滚子轴承因线接触压力集中,一旦分油不足,油膜迅速变薄,极易引发微点蚀或表面疲劳。
基于上述机理,工程师在选脂时应“因轴制宜”:球轴承:优先选择剪切稳定性好、稠化剂结构强韧的润滑脂(如复合锂基或聚脲脂),确保高速下持续供油;滚子轴承:应侧重高分油率、良好基础油保持性的产品,必要时可选用含EP添加剂的润滑脂以增强边界润滑性能。