Пластичные смазки “ВНИИ НП”
Смазка руководство по замене / Аналоги смазки
смазка подшипников качения
Одним из важнейших условий работы подшипника является правильная его мазка, включающая в себя как правильный выбор марки смазочного материала, так и правильное его применение. Недостаток смазки или неправильно выбранный материал (смазочный) неизбежно приводят к преждевременному износу подшипника, к сокращению срока его службы. Смазка определяет долговечность подшипника не в меньшей степени, чем материал его деталей. Особенно возросла роль смазки с повышением напряженности работы узлов трения: с повышением скоростей, нагрузок, а самое главное, температуры – фактора, в наибольшей степени обуславливающего срок службы смазки в подшипнике.
Правильный выбор смазки важен и в отношении энергетических потерь на преодоление внутреннего трения.
назначение смазки в подшипниках качения
Смазка в подшипниках качения выполняет, в основном, следующие функции:
а) образует между рабочими поверхностями разъединяющую их упругогидродинамическую масляную пленку. Смазочная пленка также смягчает удары тел качения о кольца и сепаратор, увеличивая этим долговечность подшипника и снижая шум при его работе;
б) уменьшает трение скольжения между поверхностями качения, возникающее вследствие их упругой деформации под действием нагрузки при работе подшипника;
в) уменьшает трение скольжения, возникающее между телами качения и сепаратором, а также между бортами колец и торцами роликов;
г) способствует равномерному распределению тепла, выделяющегося при работе подшипника, по всему подшипнику и предотвращает этим развитие высокой температуры внутри подшипника;
д) служит в качестве охлаждающей среды, когда подшипник работает при высокой температуре или на тяжелом режиме, сопровождающемся выделением большого количества тепла;
е) защищает подшипник от коррозии;
ж) препятствует проникновению в подшипник загрязняющих веществ из окружающей среды.
выбор вида смазочного материала
Для смазки подшипников качения применяются, в основном, смазочные материалы двух видов: жидкие – смазочные масли и мазеобразные (пластичные) – консистентные смазки, обычно называемые смазками. Каждый из этих видов смазочных материалов имеет свои преимущества и недостатки и условия, ограничивающие их применение. Выбор того или иного вида зависит от условий работы подшипника и механизма в целом и должен производиться с учетом:
а) конструкции подшипникового узла, типоразмера подшипника и режима его работы (скорость, нагрузка, температура);
б) условий окружающей среды, в которых работает подшипник (температура, влажность, наличие агрессивных веществ и др.);
в) специальных требований, которым должен удовлетворять подшипник (в отношении момента трения, длительной работы без смены смазки, ограничения температуры и др.).
При этом следует исходить из того, что смазочные масла являются лучшим смазочным материалом для подшипников качения, вследствие чего во всех случаях, когда это возможно и удобно, следует применять смазочные масла. Существенным преимуществом смазочных масел перед консистентными смазками является то, что они легче проникают к поверхностям трения, чем значительно снижают опасность наступления смазочного голодания, которое при применении консистентных смазок может наступить даже при наличии смазки в узле. Кроме того, применяя проточную или циркуляционную смазку маслом, удается отводить от подшипника образующееся при его работе тепло и уносить из него продукты износа.
Несмотря на это, на практике стараются, по возможности, применять пластичные смазки, так как техника их применения проще, они не требуют сложных уплотнительных устройств, благодаря чему удается избежать трения в уплотнениях, приводящего к потере мощности механизма. Смазки требуют меньших затрат на обслуживание механизма – не нужно постоянного наблюдения за смазкой узла. При остановке механизма они, в противоположность маслам, не вытекают из подшипника, а удерживаются в нем и даже уплотняют узел, изолируя его от внешней среды. Эти, а также другие преимущества консистентных смазок настолько значительны, что позволяют пренебречь износом подшипника, который при применении пластичных смазок выше, чем при работе с маслами, вследствие того, что в смазках происходит оседание абразивных частиц.
Смазку маслом приходится применять только в том случае, когда этого требуют особые условия работы подшипникового узла, например: необходим отвод тепла от подшипника; рядом расположенные узлы трения смазываются маслом (например, зубчатые колеса); в трудно доступных для смены смазки узлах трения, когда необходим постоянный контроль за наличием смазки; при высокой частоте вращения, при которой пластичная смазка выбрасывается из подшипника. Смазку маслом рекомендуется применять также в узлах с реверсивным движением подшипника при больших скоростях, в узлах с игольчатыми роликоподшипниками.
смазочные масла
В качестве смазочных масел для смазывания подшипников качения применяются почти во всех случаях, за исключением специальных, очищенные минеральные (нефтяные) масла, отвечающие, в основном, требованиям, предъявляемым к жидким смазочным материалам.
Основным техническим показателем смазочного масла, определяющим его эксплуатационные свойства и пригодность для данного узла трения, является его вязкость, которая обуславливает способность масла уменьшать трение, износ подшипника и характеризует подвижность масла. Поэтому выбор марки масла для данного подшипникового узла производится в первую очередь по вязкости. Вязкость смазочных масел выражается в сантистоксах (сСт) при определенной температуре, чаще всего при 50 или 100°С. Чем выше вязкость масла, тем, как правило, большую нагрузку на разрыв может выдержать пленка масла. В то же время вязкие масла оказывают большее сопротивление движению деталей подшипника, вызывают повышенный расход энергии, повышают температуру, ухудшают теплообмен между маслом и подшипником.
Учитывая это, вязкие масла следует применять для подшипников, работающих под большими нагрузками при небольших скоростях. Для быстроходных подшипников следует применять масла маловязкие.
Вязкость не является постоянной величиной для данного масла; она изменяется с изменением температуры и особенно резко у минеральных масел, что является их основным недостатком. Степень изменения вязкости с изменением температуры обуславливает вязкостно-температурную характеристику масла – важнейший показатель масла, имеющий особое значение для подшипников, работающих при низких или переменных температурах.
Учитывая изменение вязкости масла в зависимости от температуры, следует при пониженных рабочих температурах подшипника применять маловязкие масла, а при повышенных рабочих температурах – высоковязкие масла.
Для скоростных подшипников вязкость масла определяет еще и величину тепловыделения в подшипнике. При прочих равных условиях тепловыделение в подшипнике увеличивается с повышением вязкости масла. При низкой и даже умеренной частоте вращения подшипников роль вязкости смазочного масла в отношении тепловыделения невелика.
Для крупногабаритных и среднего размера подшипников, работающих при нормальных режимах, рекомендуется применять масла, которые при рабочих температурах подшипника имеют вязкость 12 сСт для всех типов шариковых и роликовых подшипников, кроме роликовых сферических, конических и упорных. Для роликовых сферических подшипников рекомендуется масло вязкостью 20 сСт, для роликовых конических и упорных – 30 сСт.
Для малогабаритных высокоскоростных подшипников, особенно, когда требуются небольшие пусковые усилия, может потребоваться применение масла вязкостью менее 12 сСт.
Чтобы облегчить подбор требуемой вязкости масла для подшипников разных размеров, работающих при разной частоте вращения и разных рабочих температурах, обычно пользуются номограммами.
Из других технических показателей смазочных масел при их выборе имеют значение температура застывания масла и температура вспышки масла, которые позволяют ориентировочно судить о нижнем и верхнем температурных пределах применения данного масла.
пластичные смазки
Пластичные смазки представляют собой мазеобразные смазочные материалы, получаемые сгущением смазочных масел различными загустителями. Загуститель создает в смазке структурный каркас из переплетенных между собой волокон, который придет смазке пластичность и в ячейках которого удерживается смазочное масло.
Пластичные смазки хорошо удерживаются в подшипнике, не вытекают под действием силы тяжести и сопротивляются действию центробежных сил, стремящихся выбросить смазку из подшипника при его вращении. Свойства смазки определяются, в первую очередь, составом загустителя. Наиболее широко применяются мыльные смазки, в которых в качестве загустителя служат мыла жирных кислот, а в качестве масла – минеральные масла. Некоторые специальные смазки готовятся на синтетических маслах или на смеси синтетических и минеральных масел с применением в качестве загустителя различных органических и неорганических веществ.
Для смазывания подшипников качения в основном применяются пластичные смазки, в которых минеральное масло загущено натриевыми, кальциевыми или литиевыми мылами. Для подшипников с защитными или уплотнительными шайбами наибольшее применение имеют литиевые смазки.
заполнение подшипников пластичной смазкой
Для нормальной работы подшипников достаточно небольшое количество смазочного материала. Переполнение подшипникового узла смазкой приводит не только к большим механическим потерям, но и к ухудшению свойств смазки из-за повышенной температуры и непрерывного перемешивания всей массы смазки – смазка размягчается и может вытекать из подшипникового узла.
Подшипники с защитными и уплотнительными шайбами заполняются рабочей смазкой на 1/3 – ½ свободного объема.
формула
Закрытые подшипники, работающие в режиме колебательного движения, и шарниры заполняются полностью.
Подшипники открытого типа также заполняются полностью, но при этом внутренняя полость подшипникового узла должна быть по объему такой, чтобы она могла вместить всю выброшенную из подшипника смазку. Приближенно свободный объем внутренних полостей подшипникового узла должен составлять 30% свободного объема шарикового и около 20% роликового подшипников.
срок службы смазки в подшипниках
Срок службы смазки в подшипниковом узле зависит не только от качества смазки, но и большой степени от типа механизма и от условий эксплуатации, поэтому установление технически обоснованных сроков службы смазки требует проведения специальных исследований.
Качественными показателями, определяющими необходимость смены смазки и основанными на обобщении многолетнего опыта эксплуатации, являются:
- нарушение нормальной работы подшипникового узла, сопровождающееся повышенным шумом или нагревом;
- сильно уплотнение или, наоборот, разжижение смазки;
- засорение смазки посторонними веществами (абразивные примеси, вода и т.п.).
Если в подшипниковом узле достаточное количество смазки, позволяющее сделать ее анализ, то браковочными признаками могут служить следующие показатели:
- увеличение кислотного числа выше 5 мг КОН на 1 г смазки;
- содержание воды более 1%;
- содержание механических примесей более 0,5%.
В подшипниках с защитными и уплотнительными шайбами смазка не меняется и не добавляется в течение всего срока службы подшипника.
