การหล่อลื่นเพลามอเตอร์ความเร็วสูง-อย่างเหมาะสม

วิธีการหล่อลื่นทั่วไปสำหรับแบริ่งสปินเดิล ได้แก่ การหล่อลื่นด้วยจาระบี การหล่อลื่นด้วยละอองน้ำมัน การหล่อลื่นด้วยน้ำมัน-ในอากาศ การหล่อลื่นด้วยไอพ่น และการหล่อลื่นภายใต้-วงแหวน

การหล่อลื่นด้วยจาระบีไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์และเป็นวิธีการหล่อลื่นที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับสปินเดิลความเร็วต่ำ- สปินเดิลที่มีค่า dn มากกว่า 1.0 × 10⁶ ส่วนใหญ่จะใช้การหล่อลื่นด้วยน้ำมัน

การหล่อลื่นละอองน้ำมันเกี่ยวข้องกับการทำให้น้ำมันหล่อลื่นเป็นละออง (เช่น น้ำมันกังหัน) ด้วยอากาศอัดเพื่อหล่อลื่นตลับลูกปืน วิธีนี้ใช้ง่าย ต้องใช้อุปกรณ์ง่ายๆ และละอองน้ำมันให้ทั้งการหล่อลื่นและการระบายความร้อนสำหรับตลับลูกปืน อย่างไรก็ตาม หมอกน้ำมันนั้นยากต่อการฟื้นตัวและก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรง ดังนั้น ละอองน้ำมันจึงค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยวิธีการหล่อลื่นด้วยน้ำมัน-ในอากาศแบบใหม่

การหล่อลื่นด้วยน้ำมัน-ในอากาศเกี่ยวข้องกับการส่งน้ำมันหล่อลื่นจำนวนเล็กน้อยไปยังโซนหล่อลื่นแบริ่งโดยตรงในช่วงเวลาสม่ำเสมอและในปริมาณที่แม่นยำตามผนังของท่อส่งน้ำมันเฉพาะ-โดยใช้อากาศอัดโดยไม่มีการทำให้เป็นละออง น้ำมันหล่อลื่นช่วยหล่อลื่น ในขณะที่อากาศอัดจะขับเคลื่อนน้ำมันหล่อลื่นและทำให้แบริ่งเย็นลง น้ำมันและอากาศยังคงแยกจากกัน ซึ่งอำนวยความสะดวกในการนำน้ำมันหล่อลื่นกลับมาใช้ใหม่และป้องกันมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม เมื่อใช้การหล่อลื่นด้วยน้ำมัน-ด้วยอากาศ โดยทั่วไปตลับลูกปืนแต่ละตัวจะต้องมีหัวฉีดลมน้ำมัน-แยกกัน และตำแหน่งของหัวฉีดถือเป็นสิ่งสำคัญ มิฉะนั้นจะไม่สามารถรับประกันผลการหล่อลื่นได้ ประสิทธิภาพของการหล่อลื่นด้วยน้ำมัน-ในอากาศยังได้รับผลกระทบจากอัตราการไหลของอากาศอัดและความดันอากาศของน้ำมัน-ด้วย โดยทั่วไป การเพิ่มอัตราการไหลของอากาศจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำความเย็น ในขณะที่การเพิ่มแรงดันอากาศ-น้ำมันไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำความเย็น แต่ยังช่วยให้น้ำมันหล่อลื่นไปถึงบริเวณหล่อลื่นอีกด้วย ดังนั้นการเพิ่มแรงดันน้ำมัน-จะช่วยเพิ่มความเร็วของตลับลูกปืน

การทดลองแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มแรงดันเมื่อเทียบกับน้ำมันแรงดันทั่วไป-การหล่อลื่นในอากาศสามารถเพิ่มความเร็วของตลับลูกปืนได้ 20% การหล่อลื่นแบบเจ็ตใช้น้ำมันหล่อลื่นแรงดันสูง-ในการหล่อลื่นและทำให้ตลับลูกปืนเย็นลงโดยตรง ใช้พลังงานปริมาณมากและมีราคาแพง และมักใช้ในสปินเดิลความเร็วสูงพิเศษ-สูง-ที่มีค่า dn มากกว่า 2.5 × 10⁶

การหล่อลื่นใต้-วงแหวนเป็นวิธีการหล่อลื่นที่ได้รับการปรับปรุง โดยแบ่งออกเป็นการหล่อลื่นด้วยน้ำมันภายใต้-วงแหวน และภายใต้-น้ำมันวงแหวน-การหล่อลื่นในอากาศ เมื่อใช้งานภายใต้-การหล่อลื่นด้วยน้ำมันวงแหวนหรือน้ำมัน-อากาศ น้ำมันหล่อลื่นหรืออากาศน้ำมัน-จะถูกฉีดเข้าไปในโซนหล่อลื่นจากวงแหวนด้านในของแบริ่ง เนื่องจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ สารหล่อลื่นจึงเข้าถึงบริเวณหล่อลื่นแบริ่งได้ง่ายกว่า ส่งผลให้มีสมรรถนะที่ดีกว่าการหล่อลื่นด้วยไอพ่นและการหล่อลื่นด้วยน้ำมัน-ในอากาศแบบธรรมดา สิ่งนี้สามารถเพิ่มความเร็วของแบริ่งได้อีก ตัวอย่างเช่น ในการหล่อลื่นด้วยน้ำมันในอากาศ-แบบธรรมดา ค่า dn ของตลับลูกปืนเซรามิกสัมผัสเชิงมุมจะอยู่ที่ประมาณ 2.0 × 10⁶ เมื่อเพิ่มความดันน้ำมัน-อากาศ ค่า dn จะเพิ่มขึ้นเป็น 2.2 × 10⁶ ในขณะที่-น้ำมันวงแหวน-การหล่อลื่นในอากาศสามารถเพิ่มได้ 2.5 × 10⁶

ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพความเร็วสูง-ของตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมคือแรงเหวี่ยงที่เพิ่มขึ้นและแรงบิดไจโรสโคปิกที่กระทำต่อลูกบอลด้วยความเร็วสูง

แรงเหวี่ยงที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มแรงเสียดทานระหว่างลูกบอลและสนามแข่ง ในขณะที่แรงบิดไจโรสโคปิกที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดแรงเสียดทานในการเลื่อนระหว่างลูกบอลและสนามแข่ง ส่งผลให้แรงเสียดทานของแบริ่งและการสร้างความร้อนเพิ่มขึ้น ส่งผลให้อายุการใช้งานของตลับลูกปืนลดลง

เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพความเร็วสูง-ของตลับลูกปืน โดยทั่วไปจะใช้สองวิธี:

ประการแรกคือการลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอล เช่น การใช้ตลับลูกปืนแกนหมุนซีรีส์ 71900 ที่เป็นมาตรฐาน

อีกประการหนึ่งคือการใช้วัสดุเซรามิกใหม่ (Si3N4) สำหรับลูกบอล เนื่องจากความหนาแน่นของวัสดุเซรามิก Si3N4 มีค่าเพียง 40% ของความหนาแน่นของเหล็กตลับลูกปืน ประสิทธิภาพความเร็วสูง-ของตลับลูกปืนเหล่านี้จึงสูงกว่าตลับลูกปืนเหล็กทั้งหมด-อย่างมาก เพื่อลดการสั่นสะเทือนและการเลื่อนของลูกบอลระหว่างการหมุนด้วยความเร็วสูง- และเพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการหมุนของเพลา แบริ่งลูกกลิ้งที่ใช้ในสปินเดิลจำเป็นต้องมีการโหลดล่วงหน้า วิธีการโหลดล่วงหน้าหลักคือการโหลดล่วงหน้าในตำแหน่งคงที่และการโหลดล่วงหน้าด้วยแรงคงที่