Пластичная смазка для подшипников. Смазка подшипников качения. Смазка для высокоскоростных подшипников
Роботы-беспилотники
Термоусадочный упаковочный аппарат
Применение Molykote 55 O-Ring на заводе Mercedes-AMG
Дисковые затворы. Как добиться их безотказной работы с помощью специальных материалов?
Содержание: Универсальные пластичные смазки для подшипников качения
Пластичные смазки для подшипников качения, работающих при высоких и экстремально высоких рабочих температурах
Пластичные смазки для подшипников качения, работающих при низких температурах
Пластичные смазки для подшипников качения, работающих при высоких скоростях вращения
Пластичные смазки для подшипников качения, работающих при высоких и экстремально высоких нагрузках
Пластичные смазки для оборудования пищевой промышленности
Пластичные смазки для подшипников качения, работающих в химически агрессивных средах
Особенности смазывания подшипников качения пластичной смазкой
Качество и долговечность работы подшипников качения в значительной степени зависят от применяемых смазочных материалов, выбор которых должен определяться условиями работы подшипников: диапазоном рабочих температур, степенью нагруженности, скоростью вращения, свойствами окружающей среды и т.
Как правило, смазка для подшипников должна соответствовать целому комплексу требований.
Главными критериями при выборе оптимального смазочного вещества являются:
- Диапазон рабочих температур
- Скоростной режим работы
- Несущая способность (нагрузка)
- Наличие пищевого допуска
- Устойчивость к влиянию окружающей среды
- Способность снижать уровень шума
Из-за обширной номенклатуры имеющихся на современном рынке смазочных материалов при их выборе зачастую возникают трудности.
Универсальные пластичные смазки для подшипников качения
В линейке продукции EFELE существует ряд универсальных смазочных материалов, которые рекомендованы для смазки подшипников качения большинства механизмов, работающих в среднестатистических режимах эксплуатации.
EFELE MG-214 (диапазон рабочих температур от -40 до +120 °С) – многоцелевая морозостойкая литиевая пластичная смазка с высокой механической и химической стабильностью, устойчивая к воздействию воды для подшипников.
Если перечисленные материалы не удовлетворяют условиям эксплуатации, то проводится их дальнейший подбор.
В большинстве случаев проблемы, связанные со смазкой подшипников качения, сводятся к влиянию нескольких факторов. В этом случае необходимо учесть все предъявляемые требования, оценить их и подобрать соответствующую смазку. Найти компромисс необходимо и почти всегда возможно.
Пластичные смазки для подшипников качения, работающих при высоких и экстремально высоких рабочих температурах
В первую очередь смазка подшипников качения должна иметь диапазон рабочих температур, который соответствует условиям эксплуатации узла.
Температура подшипников качения, работающих при малых и средних скоростях (до 3-5 тыс. об/мин), близка к температуре внешней среды. В средних и южных климатических поясах России она может достигать +45 °С. Узлы трения станков, ручного инструмента, приборов, точных механизмов и других машин, устанавливаемых в помещении, работают при температуре +10…+50 °С.
В подшипниках ступиц колес грузовых автомобилей при движении по шоссе она колеблется от +40 °С до +80 °С. При различных производственных процессах (в механизированных печах, высокотемпературных электромашинах и других механизмах) температура может достигать +150…+200 °С и выше.
- EFELE MG-213 (диапазон рабочих температур от -30 до +160 °С) – устойчива к смыванию водой, влажной среде, имеет высокие антикоррозионные свойства, обеспечивает длительное смазывание
- EFELE MG-221 (диапазон рабочих температур от -30 до +150 °С) – устойчива к смыванию водой, влажной среде, ударным нагрузкам, имеет отличные противоизносные и высокие антикоррозионные свойства
- EFELE SG-301 (диапазон рабочих температур от -40 до +160 °С) – устойчива к смыванию водой, высоким нагрузкам, влажной среде, защищает от коррозии, обладает высокой адгезией, имеет пищевой допуск
- EFELE SG-321 (диапазон рабочих температур от -55 до +150 °С) – устойчива к смыванию водой, высоким нагрузкам, совместима с пластмассами и эластомерами, имеет высокие антикоррозионные свойства
- EFELE SG-391 (диапазон рабочих температур от -40 до +160 °С) – устойчива к смыванию водой, влажной среде, высоким нагрузкам, обеспечивает длительное смазывание, имеет пищевой допуск
- EFELE SG-392 (диапазон рабочих температур от -45 до +170 °С) – устойчива к смыванию водой и моющими средствами, высоким нагрузкам, влажной среде, обладает высокими антикоррозионными и хорошими противоизносными свойствами, обеспечивает длительное смазывание, имеет пищевой допуск
- EFELE SG-394 (диапазон рабочих температур от -20 до +260 °С) – работоспособна в запыленной среде, вакууме, химически агрессивной среде, имеет пищевой допуск, совместима с пластмассами и эластомерами, обладает высокими антикоррозионными свойствами, обеспечивает длительное смазывание
Пластичные смазки для подшипников качения, работающих при низких температурах
Проблема смазывания подшипников при низких температурах связана, в основном, с эксплуатацией оборудования в зимний период или в холодных климатических зонах.
Применение обычных смазочных материалов при температурах менее -40 °С, как правило, недопустимо – в них увеличивается вязкость базового масла, смазка густеет и прекращает поступать в зону трения.
Морозостойкие пластичные смазки EFELE предназначены для работы при низких температурах и сохраняют свои высокие эксплуатационные свойства в этих условиях.
EFELE SG-321 — новейшая синтетическая морозостойкая смазка от компании «Эффективный Элемент». Она изготовлена на основе сульфоната кальция, что придает материалу высокие несущие и водостойкие свойства. Материал совместим с пластмассами, отлично работает при высоких нагрузках, во влажной среде и надежно защищает узлы от коррозии и износа.
EFELE MG-214 (диапазон рабочих температур от -40 до +120 °С) – устойчива к смыванию водой, работоспособна во влажной среде, обладает высокой химической и механической стабильностью.
EFELE SG-301 (диапазон рабочих температур от -40 до +160 °С) – устойчива к смыванию водой, высоким нагрузкам, влажной среде, защищает от коррозии, обладает высокой адгезией, имеет пищевой допуск.
EFELE SG-311 (диапазон рабочих температур от -60 до +120 °С) – устойчива к смыванию водой, высоким скоростям вращения, совместима с пластмассами и эластомерами, обеспечивает длительное смазывание.
EFELE SG-321 (диапазон рабочих температур от -55 до +150 °С) – устойчива к смыванию водой, высоким нагрузкам, совместима с пластмассами и эластомерами, имеет высокие антикоррозионные свойства.
EFELE SG-392 (диапазон рабочих температур от -45 до +170 °С) – устойчива к смыванию водой и моющими средствами, высоким нагрузкам, влажной среде, имеет высокие антикоррозионные и хорошие противоизносные свойства, пищевой допуск, обеспечивает длительное смазывание.
Перечисленные продукты не меняют своих эксплуатационных свойств под влиянием высоких и низких температур с течением времени, что существенно снижает затраты на обслуживание.
При выборе смазочных материалов для подшипников очень важно учитывать их скоростной режим работы.
Ранее существовало мнение, что применение пластичных смазок для подшипников качения ограничено скоростью их вращения. Однако теоретические и практические исследования последних десятилетий доказали возможность применения современных материалов даже при факторе скорости порядка 1 000 000 – 2 000 000 мм.об/мин. Кроме того, при их использовании изменение скорости подшипников качения почти не сказывается на сопротивлении вращению. Это свойство выгодно для работы приборных подшипников и точных механизмов, где необходимы минимальные изменения сопротивления во всем диапазоне условий работы.
Известно, что превышение скоростного режима приводит к резкому снижению ресурса подшипника с неправильно подобранной смазкой. Так, увеличение скорости его вращения вдвое сокращает срок службы в 25 раз. Поэтому для подшипников с большой скоростью вращения должна использоваться только специальная смазка для высокоскоростных подшипников.
Для высокоскоростных подшипников (DN ≥ 800 000 мм ·об/мин) рекомендуется применение материала EFELE SG-311. Он работает при температуре от -60 до +120 °С. Применяется при факторе скорости 1 000 000 мм · об/мин. Смазка устойчива к смыванию водой, высоким скоростям вращения, совместима с пластмассами и эластомерами, обеспечивает длительное смазывание.
Данная смазка позволяет повысить надежность механизмов и увеличить срок службы между ремонтами.
Подшипники качения различных механизмов работают в широком диапазоне режимов нагруженности. Например, нагрузки на приборные подшипники практически равны нулю и определяются их собственным весом. В оборудовании тяжелого машиностроения, на гусеничных машинах подшипники могут испытывать многотонную статическую и динамическую нагрузку.
Применение в узлах высоконагруженных механизмов обычных смазок приводит к «выдавливанию» и разрушению пленки смазочного вещества в зоне контакта поверхностей. При этом срок службы подшипников резко сокращается. Смазки EFELE позволяют решить указанную проблему и, кроме того, обладают рядом дополнительных преимуществ.
Пластичные смазки на основе сульфоната кальция EFELE MG-221 и EFELE SG — 321 предназначены для подшипников, которые работают под воздействием очень тяжелых нагрузок. Материалы выдерживают нагрузку сваривания свыше 5000 Н, работают под воздействием высоких и низких температур, воды и обеспечивают длительную и бесперебойную работу узла.
EFELE MG-221 — минеральная смазка на основе сульфоната кальция. Она отлично работает под воздействием тяжелых и ударных нагрузок, во влажной среде и отлично защищает узлы от коррозии и износа, обеспечиваю длительную, бесперебойную работу узлов.
EFELE MG-212 (диапазон рабочих температур от -30 до +120 °С) – устойчива к смыванию водой, влажной среде, имеет высокие антикоррозионные свойства.
EFELE MG-213 (диапазон рабочих температур от -30 до +160 °С) – устойчива к смыванию водой, влажной среде, имеет высокие антикоррозионные свойства, обеспечивает длительное смазывание.
EFELE SG-301 (диапазон рабочих температур от -40 до +160 °С) – устойчива к смыванию водой, высоким нагрузкам, влажной среде, защищает от коррозии, обладает высокой адгезией, имеет пищевой допуск.
EFELE SG-392 (диапазон рабочих температур от -45 до +170 °С) – устойчива к смыванию водой и моющими средствами, высоким нагрузкам, влажной среде, имеет высокие антикоррозионные и хорошие противоизносные свойства, обеспечивает длительное смазывание.
EFELE SG-394 (диапазон рабочих температур от -20 до +260 °С) – работоспособна в запыленной среде, вакууме, химически агрессивной среде, имеет пищевой допуск, совместима с пластмассами и эластомерами, характеризуется высокими антикоррозионными свойствами, обеспечивает длительное смазывание.
Выбор смазочных материалов для подшипников качения, применяемых в оборудовании пищевой промышленности – особо сложная задача. На некоторых этапах производства не исключено попадание этих веществ в производимые продукты, поэтому в применяемых смазках должны отсутствовать вредные для здоровья вещества. В то же время, они должны обеспечивать высокие показатели в различных режимах эксплуатации.
Пластичные смазки EFELE с пищевым допуском NSF h2 подвергаются строгому контролю качества. Они идеально подходят для узлов оборудования, используемого при производстве продовольственных товаров и напитков, гарантируя полную безопасность потребителей продукции и работников производства.
EFELE SG-301 (диапазон рабочих температур от -40 до + 160°С) – устойчива к смыванию водой, высоким нагрузкам, влажной среде, защищает от коррозии, обладает высокой адгезией.
EFELE SG-391 (диапазон рабочих температур от -40 до + 160°С) – устойчива к смыванию водой, влажной среде, высоким нагрузкам, обеспечивает длительное смазывание.
EFELE SG-392 (диапазон рабочих температур от -45 до + 170°С) – устойчива к смыванию водой и моющими средствами, высоким нагрузкам, влажной среде, имеет высокие антикоррозионные и хорошие противоизносные свойства, обеспечивает длительное смазывание.
EFELE SG-394 (диапазон рабочих температур от -20 до + 260°С) – работоспособна в запыленной среде, вакууме, химически агрессивной среде, совместима с пластмассами и эластомерами, имеет высокие антикоррозионные свойства, обеспечивает длительное смазывание.
Для подшипников качения, установленных в механизмах, контактирующих при производстве, хранении, транспортировке и применении с химически агрессивными продуктами, применение обычных смазочных материалов недопустимо. Воздействие на смазку химически активных компонентов окружающей среды может привести к потере ею своих эксплуатационных свойств, а в некоторых случаях (например, при воздействии сжатого кислорода на нефтяные масла, входящие в состав некоторых смазок), к возможному взрыву.
В связи с перечисленными факторами, подшипники, работающие в агрессивной среде, следует обрабатывать химически инертными смазочными материалами, устойчивыми к воздействию кислорода, кислот, щелочей, растворителей и других химикатов.
Такими свойствами обладает смазка EFELE SG-394. Диапазон ее рабочих температур от -20 до + 260°С. Она работоспособна в запыленной среде, вакууме, химически агрессивной среде, совместима с пластмассами и эластомерами, имеет высокие антикоррозионные свойства, обеспечивает длительное смазывание.
Перед заполнением подшипника качения пластичной смазкой из него необходимо удалить остатки антикоррозийного средства путем промывания растворителем, например, уайт-спиритом.
При этом полости корпуса заполняются смазкой не полностью, чтобы осталось место для излишков смазки, которые выдавливаются из подшипника. Подшипники высоких скоростей вращения, например, подшипники шпинделей, следует наполнять смазкой только частично, оставляя 30-40 % свободного пространства.
Смазочные материалы EFELE, разработанные для работы в суровых условиях низких и высоких температур, нагрузок, скоростей, агрессивной окружающей среды, также идеально подходят для смазки в нормальных условиях эксплуатации.
Какую смазку использовать для высокоскоростных подшипников
Современные технологические процессы и увеличение темпов производства нередко требуют эксплуатации подшипников в условиях повышенных скоростей и нагрузок. Для работы в таких условиях требуется специальная высокотемпературная смазка, которая способна обеспечить стойкий антифиркционный эффект. При использовании неподходящей смазки ухудшается теплоотвод, возникает конструктивный перегрев, фреттинг-коррозия, истинное и ложное бринеллирование, в результате чего подшипник преждевременно изнашивается и выходит из строя.
Особенности смазки для высокоскоростных подшипников
При подборе смазочного материала для подшипников, в первую очередь ориентируются на их тип, температурно-скоростной режим эксплуатации и на температуру окружающей среды. Например, ввиду особенностей условий эксплуатации, подшипник на валу двигателя термического участка подвержен большему перегреву, чем подшипники, установленные на оборудовании в ремонтно-механическом цехе. При этом скорость вращения подшипников может быть достаточно высокой, и смазка высокой вязкости с невысоким показателем термической стабильности не способна обеспечить стабильные показатели. Применение такой смазки может привести к конструктивному перегреву, снижению прочности антифрикционной пленки, возникновению вибрации и общему снижению эксплуатационных показателей.
Существует несколько видов оборудования, работа которых характеризуется высокой скоростью вращения:
- Вентиляционные и насосные установки с прямым электроприводом;
- Гомогенизаторы и диспергаторы;
- Редукторы скоростных лифтов;
- Передвижные рольганги;
- Маслостанции.
Распространенной ошибкой при возникновении в подшипниковых узлах скрипов, люфтов и снижении эффективности работы является обработка консистентными смазочными материалами универсального назначения. Такие смазки не предназначены для высоких скоростей и температур, поэтому вместо пользы, они лишь ускоряют износ узлов и агрегатов. Поэтому, при подборе смазки важно обращать внимание на скоростной фактор.
Ключевыми факторами при выборе смазки для высокоскоростных подшипников являются:
- Вязкость базового масла;
- Каналообразование;
- Тип загустителя;
- Класс NLGI;
- Температура каплепадения.
Вязкость и скоростной режим
Ключевым параметром, который определяет эксплуатационные качества любого смазочного продукта, является вязкость базового масла. Важно помнить, что вязкость и консистенция — не одно и то же, эти параметры характеризуют разные свойства смазочного материала.
На что влияет вязкость базового масла? В первую очередь, чрезмерно вязкая смазка отличается термической нестабильностью и, при повышении температурно-скоростного фактора, повышается трение скольжения. Это влечет за собой увеличение периодичности закладки смазки и сникает рентабельность производства.
Для расчета скоростного фактора используется формула:
Dn = N/2 * (Dнн + Dвн), где:
N — частота вращения, об/мин,
Dнн и Dвн — наружный и внутренний диаметр подшипника, мм
Получив значение скоростного фактора, можно подобрать рекомендованный параметр вязкости базового масла. Для этого понадобится значение средней рабочей температуры. Следует отметить, что полученное значение актуально только для подшипников, эксплуатируемых с небольшими нагрузками. Если значение нагрузки повышенное или экстремальное, параметр необходимо увеличить в 2 и 3 раза соответственно.
Также подходящее значение вязкости базового масла можно узнать из таблицы:
| Особенности применения | Скорость | Вид подходящего смазочного материала | Уровень вязкости базового масла при температуре +40˚C |
| Маленькая скорость | 50 000 | Общепромышленного назначения | 1 000 — 1 500 |
| Невысокая скорость, но большое давление | 200 000 | Промышленного назначения для подшипников и узлов | 400 — 500 |
| Высокая скорость и нагрузка | 600 000 | Многоцелового назначения | 100 — 220 |
| Скорость выше средних показателей, температура высокая | 600 000 | Смазка пролонгрированного действия | не больше 70 |
| Крайне высокая скорость | не меньше 1 000 000 | Смазка длительного действия | 15 -32 |
Каналообразование
Этот параметр очень важен при подборе смазки, он обозначает предел текучести и проникающую способность смазки. Для определения параметра проводят тестовые испытания. Методика испытания регламентируется Федеральным стандартом 791С-6.2. Согласно методу 3456.2, смазка наносится на тестовую поверхность равномерным слоем. Когда температурное воздействие стабилизируется, на смазанной поверхности создают тестовый канал, проводя по ней стальным калибровочным инструментом. Через 10 секунд проверяется степень заполнения канала и чем она больше, тем лучше обволакивающие свойства смазочного материала.
По результатам испытаний все материалы относятся к одному из двух типов — обволакивающему или необволакивающему. Смазки первого типа глубже проникают в конструктивные пазы и создают тонкую, прочную пленочную поверхность, обладающую защитным и антифрикционным эффектом. Преимуществом обволакивающих смазок является быстрое удаление излишков, в результате чего стабилизируется теплоотвод и предотвращается пенообразование. Избытки смазок необволакивающего типа наоборот, затекают обратно и при повышении скорости могут пениться, провоцируя перегрев.
Тип загустителя
Загустители в смазочных материалах выполняют роль коллоидного уплотнителя, формируя структуру молекулярного каркаса и оказывая влияние на показатель каналообразования. Кроме этого, загустители стабилизируют текстуру, определяют свойства пенетрации, водостойкости, устойчивости к выдавливанию и влияют на предельные значения температуры каплепадения смазки. Качественный загуститель не должен вызывать коррозию или ухудшить смазывающие свойства материала. Загустители, содержащие кальций, кремний, литий и полимеры сложных эфиров, обладают гладкой равномерной текстурой. Такие загустители оптимизируют динамические свойства и улучшают каналообразующие характеристики смазочных материалов. Содержание алюминия, бария и натрия наоборот ухудшает каналообразующие характеристики, способствует вспениваю и сникает стабильность консистенции.
Класс NLGI
Важным параметром для любого типа пластичной смазки является классификация по NLGI. Этот критерий показывает степень консистенции и термостабильность смазки, ее способность выдерживать нагрузки. Класс NLGI формируют параметры вязкости базового масла, концентрация и тип загустителей. Всего в классификации их 9 и чем выше класс, тем выше параметры плотности.
Наиболее распространенными для обработки подшипников являются продукты 1, 2 и 3 класса NLGI. Выбор того или иного класса зависит от скоростного фактора и эксплуатационного диапазона температур. Также есть принцип — чем выше частота вращения подшипника качения, тем ниже вязкость смазки, а класс NLGI выше. Соблюдение такой взаимосвязи позволяет избежать деструкцию смазки, появление истинного и ложного бринеллирования и обеспечивает стабильное антифрикционное действие.
Тип подшипника
Такие параметры смазки, как характеристики вязкости, класс NLGI и срок закладки напрямую зависят от конструктивных особенностей и специфики эксплуатации подшипников. Так, размер контактной поверхности между обоймой и телами качения влияет на эффект сепарации масла, поэтому для игольчатых подшипников, размер контактной поверхности у которых больше чем в шарикоподшипниках, подбирается смазка повышенной вязкости, а длительность ее закладки уменьшается.
Температура каплепадения
Наиболее значимым критерием при подборе смазки для высокоскоростных подшипников является температурный режим эксплуатации. На основе этого параметра выбирается смазка с подходящей температурой каплепадения базового масла. Выдерживая правильное соотношение температуры каплепадения и предельной рабочей температуры, можно добиться высоких рабочих показателей. Между этими параметрами должен быть ощутимый запас, чтобы смазка могла выдерживать длительное воздействие максимальных температур.
Совместимость
Все смазочные материалы обладают уникальным составом, и чтобы избежать непредвиденных химических реакций, перед закладкой новой смазки, необходимо тщательно удалить отставки предыдущей.
Купить смазку по доступной цене можно в интернет-магазине «Промышленная Автоматизация». Специалисты отдела продаж помогут подобрать оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.
Выбор быстроходной смазки | Смазка машин
Большинство промышленных объектов имеют подшипники, которые вращаются быстрее, чем обычное технологическое оборудование. Когда дело доходит до смазки этих частей оборудования, не все смазочные материалы ведут себя одинаково.
Для компонентов, смазываемых консистентной смазкой, воздействие консистентной смазки на подшипники может привести к повышенному нагреву, сопротивлению и, в конечном итоге, к преждевременному выходу из строя. Правильно выбрав смазку, способную работать на таких высоких скоростях, вы сможете свести к минимуму любые потенциальные отказы, вызванные несоответствием смазки условиям применения.
Высокоскоростные приложения
Во время моих частых посещений завода меня часто спрашивают о температуре, при которой должны работать подшипники. Неизбежно, что подшипники, которые кажутся наиболее горячими, вращаются быстрее всего. Например, в недавней поездке я осмотрел нависший вентилятор. Этот вентилятор приводился в движение ременным приводом с передаточным числом 1:1 от большого электродвигателя.
Скорость двигателя была установлена на уровне 1750 оборотов в минуту (об/мин). Поскольку размер шкива не уменьшался и не увеличивался, можно с уверенностью предположить, что скорость подшипников была примерно одинаковой. Эти подшипники были смазаны слишком густым для них продуктом, что приводило к выделению избыточного тепла и сокращению срока службы подшипников. Подбирая свойства смазки более близко к потребностям подшипника с помощью высокотемпературной смазки, вы можете продлить срок службы подшипника.
Хотя этот пример рисует картину типа машины на большинстве заводов (вентиляторы), часто можно найти высокоскоростные приложения и в других компонентах. Например, некоторые насосы, которые напрямую соединены с двигателем и имеют подшипники, смазываемые консистентной смазкой, могут вращаться со скоростью, превышающей 2000 об/мин.
То же самое относится и к некоторым смесителям, мешалкам и воздуходувкам. Эти компоненты могут пострадать, если универсальная смазка просто наносится без особого внимания к потребностям подшипника. Чтобы понять, что требуется подшипнику с точки зрения смазки, вы должны сначала научиться определять коэффициент скорости подшипника.
Расчет коэффициента скорости
Фактор скорости — это термин, который помогает определить взаимосвязь скорости, с которой вращается подшипник, с размером подшипника. Существует два основных способа расчета этого фактора. Первый известен как значение DN, которое использует внутренний диаметр подшипника, умноженный на скорость, с которой он вращается. Второй метод известен как значение NDm. При этом используется средний размер подшипника, также известный как диаметр шага, и скорость вращения для расчета коэффициента скорости.
Коэффициент скорости может помочь вам определить различные свойства смазочного материала, которые затем можно использовать для выбора подходящего смазочного материала. Среди этих свойств могут быть вязкость масла и класс смазки Национального института смазочных материалов (NLGI) для применения.
Вязкость
Важнейшим физическим свойством смазочного материала является вязкость. Вязкость определяет, насколько толстой или тонкой будет смазочная пленка в зависимости от нагрузки, скорости и контактирующих поверхностей. Это должно быть согласовано с потребностями подшипника. Большинство смазок общего назначения имеют вязкость базового масла около 220 сСт. Хотя этот тип смазки может хорошо работать при умеренных скоростях и нагрузках, при увеличении скорости вращения подшипника вязкость должна быть соответственно уменьшена.
Существует множество способов расчета вязкости. Используя коэффициент скорости, упомянутый ранее, вы можете использовать стандартные диаграммы для определения подходящей вязкости для подшипника при рабочей температуре. В предыдущем примере подшипника вентилятора значение NDm подшипника составляло 293 125, что приводило к вязкости базового масла примерно 7 сСт. Подшипник работал при температуре около 150 градусов по Фаренгейту.
Со стандартным индексом вязкости 95, это соответствует вязкости базового масла ISO 22-32. Если бы вы использовали стандартную многоцелевую смазку, этот подшипник получил бы примерно в 10 раз больше необходимой вязкости. Хотя некоторая избыточная вязкость не обязательно плоха, этот уровень был бы немного экстремальным.
Чрезмерная вязкость может привести к избыточному выделению тепла и повышенному потреблению энергии. И то, и другое вредно для здоровья подшипника и смазки. Чем горячее работает подшипник, тем ниже становится вязкость смазки.
Это может привести к повышенному вытеканию смазки и потребовать более частого применения свежей смазки. Потребление энергии также может увеличиваться со временем, что приводит к потере денег не более чем из-за повышенного сопротивления из-за избыточной вязкости.
Смазкой обычно можно легко смазывать подшипники до тех пор, пока их коэффициент скорости не превысит 500 000. Это когда используются специально разработанные высокоскоростные смазки. Рекламируется, что некоторые смазки на рынке работают при коэффициентах скорости до 2 миллионов.
Однако стоит отметить, что не все смазки созданы одинаковыми, и не все могут хорошо работать на различных уровнях скорости.
Канальные характеристики
Одно из свойств консистентной смазки, которое может определять, как она будет смазывать на высоких скоростях, называется канализацией. Этот термин используется для определения того, насколько хорошо смазка может течь и заполнять пустоты, оставшиеся на ее поверхности. Метод 3456.2 федерального стандарта методов испытаний 791C предлагает один из способов проверки характеристик каналообразования смазочного материала. В этом тесте на контейнер наносят смазку и выравнивают поверхность.
После того, как температура стабилизировалась, стальная полоса, известная как направляющий инструмент, протягивается через смазку, оставляя после себя пустоту или канал в смазке. Через 10 секунд смазку проверяют, не вытекла ли она обратно в канал и не покрыла ли дно сосуда. Если смазка заполнила пустоту, это называется неканализация. Если смазка не заполнила пустоту, ее называют канальной смазкой.
Канальные смазки легче вытесняются с пути элемента при его вращении, что приводит к меньшему взбалтыванию и меньшему увеличению температуры. Смазки, не образующие каналов, стекают обратно в тракт и могут приводить к выделению избыточного тепла.
Загуститель Тип
Помимо вязкости базового масла, еще одним свойством смазки, влияющим на ее каналообразующие характеристики, является тип загустителя. Загуститель в смазке обычно называют губкой, удерживающей масло. Структура волокон в загустителе может влиять на определенные свойства смазки, такие как каналообразование, просачивание, температура каплепадения и общая консистенция. Некоторые загустители жира имеют длинные волокна, а другие — короткие.
Загустители с короткими волокнами будут иметь более гладкую текстуру. Более сложные загустители, а также загустители с литием, кальцием, полимочевиной и диоксидом кремния являются коротковолокнистыми. Смазки, приготовленные с использованием этих загустителей, как правило, лучше распределяются по каналам и легче перекачиваются.
Загустители с длинными волокнами, такие как натрий, алюминий и барий, как правило, имеют худшие каналообразующие характеристики. Более длинное волокно загустителя также может быть разрезано в процессе сбивания, что может привести к изменению консистенции. Кроме того, поскольку эти смазки часто затекают обратно в прорезанный подшипником канал, они могут привести к повышению температуры и усугубить процесс сдвига.
Класс NLGI
Вязкость базового масла и количество концентрации загустителя сильно влияют на класс NLGI готовой консистентной смазки. Число NLGI является мерой консистенции смазки. Чем выше число NLGI, тем гуще общая консистенция. Шкала колеблется от 000 (похожий на жидкость) до 6 (сплошной блок).
Что касается высокоскоростных смазок для подшипников качения, класс NLGI имеет тенденцию повышаться, в то время как вязкость базового масла снижается. Этот баланс должен гарантировать отсутствие избыточного выделения масла из загустителя. Основываясь на коэффициенте скорости подшипника, а также температуре, в которой работает подшипник, вы можете сделать твердые выводы о соответствующем классе смазки по NLGI.
Тип подшипника
Тела качения в подшипниках бывают разных форм. Форма элемента влияет на требуемую вязкость, класс NLGI и интервал замены смазки. Все это связано с площадью поверхности, соприкасающейся со смазкой между элементом и дорожкой.
Чем больше площадь поверхности, тем больше масла будет выжиматься из загустителя. Кроме того, подшипники с большим контактом (сферические, цилиндрические, игольчатые, с коническими роликами и т. д.) имеют тенденцию быть более нагруженными, чем стандартный шарикоподшипник. Эта дополнительная нагрузка приводит к увеличению скорости разделения, а также к необходимости использования базовых масел с более высокой вязкостью.
Точка каплепадения
Возможно, одним из наиболее важных соображений при выборе высокоскоростной смазки является температура, при которой будет работать подшипник. Чтобы убедиться, что выбранная смазка будет работать при повышенных температурах, необходимо проверить температуру каплепадения смазки (ASTM D566 и D2265).
Эти результаты испытаний можно найти в большинстве технических паспортов пластичных смазок. В тесте используется небольшая чашка с отверстием в дне, в которой смазка наносится на внутренние стенки. Затем вставляется термометр, но он не касается смазки. Затем этот аппарат нагревают до тех пор, пока одна капля масла не отделится и не начнет капать со дна чашки. Температура, при которой это происходит, является температурой каплепадения смазки.
Смазка с высокой температурой каплепадения важна для подшипников, работающих при повышенных температурах. Однако тот факт, что смазка имеет высокую температуру каплепадения, не означает, что базовое масло может выдерживать повышенные температуры. Температура каплепадения не соответствует максимальной температуре использования. Должен быть буфер между температурой, при которой работает подшипник, и температурой каплепадения смазки.
Проблемы несовместимости
При смене типов смазки важно удалить как можно больше старой смазки, чтобы свести к минимуму любые проблемы несовместимости с новой смазкой. Если возможно, разберите оборудование и удалите как можно больше смазки.
Хотя в большинстве случаев надлежащее смазывание выполняется смазкой общего назначения, в тех случаях, когда значение NDm чрезмерно велико, важно убедиться, что смазка способна защитить оборудование. Даже если вы прилежно выбираете смазку, основываясь на всех ранее упомянутых свойствах, единственный способ узнать, будет ли смазка работать должным образом, — это провести полевые испытания. Следите за температурой подшипников и ищите любые признаки вытекания смазки или масла из уплотнений или продувочных отверстий.
Наконец, обязательно сделайте домашнее задание и рассчитайте значения NDm ваших подшипников, чтобы выбрать подходящую смазку. При должном внимании и выборе смазочных материалов срок службы вашего высокоскоростного оборудования продлится дольше.
Об авторе
Смазка высокоскоростных подшипников
Частью моей работы является проведение сравнительных исследований на сайтах клиентов. Это исследование, называемое этапом запуска разработки программы смазывания, представляет собой общее представление о методах смазывания на объекте.
Как консультанты, мы оцениваем сайт, используя анкету, содержащую примерно 540 взвешенных вопросов «да/нет», охватывающих 40 различных категорий. Затем создается диаграмма, показывающая производительность в каждой из категорий.
Первые впечатления
Есть несколько моментов, на которые я обращаю внимание сразу же, отправляясь на место, которые дают мне хорошее представление о том, на каком этапе находится программа смазывания клиента. К ним относятся наличие или отсутствие графиков производительности программы смазки, расположение хранилища масла и то, какая смазка используется в подшипниках вентилятора. Последнее является предметом настоящей статьи.
Многие совершают ошибку, используя универсальную смазку в подшипниках своих вентиляторов и других высокоскоростных подшипниках. Это не лучшая практика из-за высокой скорости вращения этих подшипников.
Проблема в том, что вязкость базового масла, используемого в универсальной смазке, обычно составляет 150 или 220 сСт при 40°C. Вообще говоря, при одинаковой нагрузке (крутящем моменте) на подшипник с увеличением скорости вращения вязкость должна уменьшаться.
Базовое масло с более высокой вязкостью универсальной смазки может привести к перегреву, преждевременной деградации смазки и возможному повреждению подшипника.
Определение вязкости
Давайте посмотрим на пример вентилятора, над которым я сейчас работаю: двигатель мощностью 15 л.
Подшипники на вентиляторе имеют диаметр шага 50 мм. Существуют различные методы определения правильной вязкости, но тот, который использовал я, требует желаемой вязкости при рабочей температуре 19 сСт. Рабочая температура подшипника была оценена в 60°С. Используя справочную таблицу вязкости, это приблизительно соответствует желаемой вязкости базового масла 50 сСт при 40°C.
При переходе на следующий класс достигается требуемая вязкость базового масла 68 сСт при 40°C. Получить смазку с таким базовым маслом с низкой вязкостью — непростая задача, но лучшим вариантом остается вязкость 100 сСт (смазка для электродвигателей), а не 150 или 220 сСт (универсальная смазка).
Это была научная рационализация. Теперь рассмотрим более здравый смысл. Двигатель, приводящий в движение вентилятор, обеспечивает определенный крутящий момент на определенной скорости, которая может быть выражена в лошадиных силах или киловаттах.
Если предположить, что это вентилятор с прямым соединением или ременной передачей один к одному (типичное применение), то вентилятор поглощает тот же крутящий момент за вычетом незначительных потерь в ремне или муфте при той же скорости. Само собой разумеется, что подшипники вентилятора несут нагрузку, подобную той, что находится в двигателе, и, вероятно, имеют такой же размер. Так зачем использовать другую смазку?
В идеале одна и та же смазка должна использоваться в быстроходных подшипниках и электродвигателях.
Вот теперь могут возникнуть проблемы. В большинстве случаев смазка, используемая в подшипниках электродвигателей, имеет загуститель на основе полимочевины. Если в подшипниках вентиляторов используется универсальная смазка, она обычно содержит литиевый комплексный загуститель.
Смешивание смазок на основе полимочевины и литиевого комплекса может привести к выходу из строя подшипников, поскольку некоторые из этих загустителей несовместимы. Таким образом, можно либо добавить новую смазку в помещение для хранения смазочных материалов, либо очистить подшипники вентилятора и использовать смазку для электродвигателей на основе полимочевины в подшипниках вентилятора.
Продувку можно выполнить двумя способами: вскрыв подшипник и удалив старую смазку (предпочтительный, но часто непрактичный метод), или заполнив подшипник новой смазкой через частые промежутки времени, пока вся старая смазка не будет удалена.
Второй способ, вероятно, приемлем для тихоходных подшипников, например конвейерных, где риск перегрева из-за переполнения смазочной полости невелик, но для быстроходных подшипников это рискованно. Я предпочитаю инвестировать в новую смазку, совместимую с существующей смазкой в подшипниках вентилятора, но с более низкой вязкостью базового масла.