伺服馬達軸承離心甩油的真正原因:高轉速、熱負荷與潤滑機制全面解析

2025

在現代自動化設備中,伺服馬達長時間運作於高轉速、頻繁啟停、瞬間扭矩波動的負荷條件下,軸承的潤滑品質往往成為影響設備穩定度與使用壽命的關鍵項目。尤其在高速運轉情境中,許多工廠普遍面臨兩大典型問題:離心甩油與油膜失穩。更不用提在這兩年最火最熱門的AI自動化,對於高精度的要求就更高。

你必須知道的關鍵

一、為什麼伺服馬達軸承特別容易甩油?

伺服馬達的額定轉速動輒達到 4000~8000 rpm,部分高速主軸型甚至可突破 12000 rpm。在這種等級的離心環境下,傳統高黏度潤滑脂的結構容易遭到破壞,產生明顯甩油現象。

根據實際測試數據顯示:

  • 一般鋰基潤滑脂在 6000 轉 / 30 分鐘 的條件下,甩油率可高達 10%~18%;
  • 黏度越高、稠化劑機械安定性越差的油脂,甩油越嚴重;
  • 當潤滑脂被甩離滾道後,軸承會因油膜變薄產生微點蝕、溫升增加、高頻異音等早期失效症狀。

甩油不僅造成潤滑不足,也會使馬達的運轉噪音(NVH)上升,甚至影響定位精度,對需要高穩定度的機械手臂、精密模組等設備尤為不利。


二、啟停負載劇烈變動,油膜為何更容易破裂?

伺服馬達在加減速時扭矩變化大,軸承極有可能進入邊界潤滑狀態。若油膜黏附力不足或基礎油滲透性差,就會造成:

  • 滾動體與軌道間直接接觸
  • 金屬疲勞加速
  • 表面粗糙度惡化
  • 早期噪音上升、卡滯、壽命下降

因此更合適的方式,是選擇具有高黏附力、良好剪切穩定性、並能維持油膜厚度的合成油 + 特殊稠化系統。


三、聚脲稠化劑在伺服馬達中的優勢

以西班牙 Brugarolas 的伺服馬達專用潤滑脂為例,其採用全合成基礎油搭配聚脲稠化技術,在高溫與剪切環境下具備以下特性:

  • 高溫安定度佳,不易液化或硬化
  • 抗剪切能力優異,油膜穩定度高
  • 改善邊界潤滑行為,提升啟動平順度(4球測試)

四、適合伺服馬達的高性能潤滑脂選型建議

針對高速與高頻啟停的工況,推薦使用具備以下條件的油脂:

  • 基礎油黏度 80~150 cSt(適合高速軸承)
  • 聚脲或特殊型稠化劑
  • 滴點 > 250°C
  • 四球磨斑 < 0.45 mm

這類配方能兼顧高速運轉與啟停油膜穩定性,降低熱衰退與早期失效風險。

如需針對設備進行選型建議或索取樣品,可進一步與我們連繫。

Q&A

  • 部分工程師傳統觀念上認為加入二硫化鉬以提升抗磨能力,但這樣的做法其實只有部分適用。二硫化鉬在高溫乾燥環境中效果佳,但在密閉、小體積、溫差快速變動的伺服馬達內部,反而可能因沉積或絕緣性問題造成副作用,並非最佳選擇。
  • 老師傅認為「高黏度=更不會被甩掉」。然而在伺服馬達高速環境(6000~12000 轉)下,黏度越高,離心力越容易將未能形成油膜的多餘油脂甩出,導致:油膜來不及建立、軸承啟動扭矩變大。其實伺服馬達真正需要的,是「適中黏度 + 高黏附性 + 高剪切穩定度」的油脂,而不是盲目提高黏度。
  • 工程端以為伺服馬達封閉性高,不太會進水,但實際上: 伺服馬達內部會因溫差產生「冷凝水」 潮濕環境會加速軸承滾道腐蝕。而普通潤滑脂防銹很弱。 此外,濕氣是油膜劣化速度加快的關鍵因素之一。 因此伺服馬達選脂時必須重視: 防水淋、抗水、防銹等級(鹽霧測試)。 而不是只看滴點和黏度。
Brugarolas

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