SFG轴承因其高承载能力与抗疲劳特性,广泛应用于风电齿轮箱、高速列车轮对等异常工况。然而,不同润滑状态下轴承的摩擦学行为差异显著,直接影响其失效模式与寿命周期,通过对比油润滑、脂润滑及固-液复合润滑三种典型工况下SFG轴承的摩擦系数、磨损机制及油膜承载能力,揭示润滑状态对轴承性能的影响规律,为工程应用提供理论依据。
一、润滑状态分类与摩擦学行为本质差异
根据润滑膜的形成机制,SFG轴承擦学状态可分为以下四类:
1.干摩擦:两表面直接接触,摩擦系数高达0.3-0.5,磨损以黏着与犁沟为主,易引发轴承烧结失效。
2.边界润滑:润滑剂分子通过物理吸附或化学反应在表面形成薄膜,摩擦系数降至0.1-0.3,但微凸体接触仍导致磨损。
3.混合润滑:部分区域为流体润滑,部分区域为边界润滑,摩擦系数为0.01,磨损机制以磨粒磨损为主。
4.流体润滑:润滑膜完全隔离接触面,摩擦系数低至0.01,磨损几乎为零,是理想润滑状态。
SFG轴承在实际工况中常处于混合润滑状态,其摩擦学行为受润滑剂黏度、表面粗糙度及载荷分布影响显著。例如,风电齿轮箱轴承在启动阶段易因润滑不足进入边界润滑,导致滚道剥落;而高速运转时,油膜厚度不足可能引发流体动力失稳。