轴承润滑与负载、温度

简单明了的说明轴承润滑与负载、和温度之间关系的话题。

一、轴承润滑与负载

依然会到滑水运动的例子。在前面的文章中我们用滑水运动的例子讲述了轴承润滑的基本原理、轴承转速与润滑的关系。滑水运动的例子还可以很好的解释轴承润滑与负载的关系。

首先，滑水运动员在水面上滑行，在牵引快艇的速度一样的时候，运动员的吃水深度与运动员自身的重量有关系。运动员自身体重越大，吃水越深；反之，运动员体重越小，吃水越浅。

在这里，可以将运动员的滑行速度类比做轴承转速；运动员自重类比做轴承的负载；而运动员滑水板底板与水底之间的距离可以类比做轴承内润滑油膜的厚度。

这样看来，运动员吃水越深，那么滑水板底板与水底之间距离越近，对于轴承而言，也就是油膜厚度越小；运动员吃水越浅，那么滑水板与水底之间的距离就越远，对于轴承而言，油膜厚度越大。

因此可以得到一个结论，在其他条件相同的时候，轴承负载越大，轴承内部油膜厚度越小；轴承负载越小，轴承内部油膜厚度越大。

轴承油膜厚度小到一定程度的时候，就会出现混合润滑，甚至出现边界润滑状态，轴承滚动体和滚到之间的金属就有可能出现直接接触的情况，轴承磨损风险增加。

二、轴承润滑与温度

事实上，如果单独说轴承内部润滑和温度两个因素，本来是不直接相关的，但是由于轴承的润滑介质（润滑脂、润滑油）中一个重要的因素——粘度与温度紧密相关，而润滑介质的粘度又与润滑关系十分紧密，因此温度称为影响润滑的最关键因素。

在介绍轴承润滑与温度之间的关系之前，需要一个前序的基本概念，就是润滑剂粘度与温度的关系。一般的情况下，润滑剂粘度随着温度上升而下降。这几乎是一个确定的关系，因此轴承润滑与温度的关系本质上是轴承润滑与润滑剂粘度的关系。

我们重新回到滑水运动员的例子来看这个关系。我们假设有一个水池里面装的是水，另一个水池里面装的是蜂蜜。显然蜂蜜比水更粘稠。那么当其他条件一样的时候（运动员体重一样，牵引速度一样）的时候，上述两个池子中哪个更容易将运动员浮起来？

凭感觉都可以得到一个答案，那就是蜂蜜的池子里运动员更容易浮起来。当然，你也可以通过浮力的公式有一个定量的感受。

滑水运动员更容易从装有蜂蜜的池子里浮起来，对比到轴承上而言，就是更大的粘度有利于形成油膜（浮起来）。如果联系温度与润滑剂粘度的关系，不难得到结论，温度低的时候，润滑剂粘度大，更容易形成油膜。

事实上，润滑剂粘度的增大除了容易形成油膜这个正面因素以外，还有一个负面因素。依然联想滑水运动员的例子，牵引船希望拉动滑水运动员在叶面上浮起来，在两个池子中哪个的阻力更大？想必，答案也是清楚的，那就是蜂蜜的池子阻力大。对比到轴承上就是轴承的阻转矩更大了。宏观上来看，就是轴承滚动的阻力大了。可以理解为摩擦转矩大了。轴承的摩擦阻转矩最后以发热的方式散发出去，因此，润滑剂粘度大，会带来轴承温度的升高。

中间有个小问题，轴承温度升高了，那么润滑剂粘度又降下来了，这样不就不会继续高温了么？这个问题留给工程师自己去梳理逻辑，一个小提示，就是粘稠的润滑剂发的造成的温度降低了自身粘度，最后会不会形成一个平衡？从这个平衡的角度去想，你不难找到答案。