ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Содержание

Чем смазывать подшипники электродвигателя

Корректная работа электродвигателя подразумевает соблюдение правильной технологии его обслуживания и бережного к нему отношения. Одним из таковых является содержание смазки в подшипниках, уровень которой необходимо стабильно поддерживать. Это обеспечит качественное функционирование всех деталей подшипника, а, значит, и защитит от возможных производственных простоев, вызванных незапланированной потребностью к замене подшипникового узла. Поэтому проверка масла должна выполняться в установленный период и, при необходимости, вноситься в нужном количестве.


Определить, что смазка теряет свои свойства и требует замены можно по следующим признакам:

  • электродвигатель без видимой причины теряет обороты;
  • наблюдается нагрев зоны положения подшипника;
  • подшипник начинает плавиться.

Поскольку в электродвигателях могут использоваться подшипники и скольжения, и качения, выбор смазывающих материалов подбирается из расчёта использования смазочного чистого масла для первых и консистентной маловяжущей смазки для вторых. При этом нельзя допускать содержание кислотных или смоляных компонентов. Их непосредственное наличие обеспечивает вспенивания смазочного материала от трения и перемешивания, что приводит к потере свойств и износу подшипникового механизма. И если масло необходимо проверять и при необходимости доливать раз в полгода, то пластичную смазку заменяют только при ремонтных работах, в случае, когда ранее не было замечено нарушений функционирования, шума и перегрева в узлах.

Надёжная смазка, которой обеспечивают асинхронные электродвигатели для надлежащей работы, позволяет увеличить интервал между сервисными обслуживаниями, а также снизить уровень потерь энергии и продлить срок службы всего агрегата. При этом особые условия функционирования и высокие нагрузки предполагают для смазок обладание следующих свойств:

  • стойкость к реакциям окислительного характера;
  • высокая антикоррозийность;
  • хорошая прокачиваемость;
  • высокие температурные параметры;
  • стойкость к условию быть смытым водой.

 Рекомендовано учитывать свойства смазочного материала на соответствие параметрам двигателя по мощности и количеству оборотов, что указывается в техническом назначении субстанций.

Смазать подшипник скольжения электродвигателя

Правильный процесс смазывания подразумевает наличие технических навыков и достаточного количества знаний как самого электродвигателя, так и работы с масляными субстанциями. В своей практике компания ЭНЕРГОПУСК имеет непосредственную близость к электродвижущим агрегатам, поэтому рекомендует вызов необходимых специалистов для проведения подобного рода обслуживания. Впрочем, если Вы уверены, что сможете справиться самостоятельно, рекомендуем следующие показания к замене масел. Итак, прежде чем выполнять это, необходимо:

  1. Выполнить промывку подшипников керосиновой жидкостью или чистым бензином;
  2. Продуть воздухом для просушивания;

Далее следует укладка или заливка нового смазочного материала. Если используется масло, то перед полной заливкой данной жидкости, весь подшипник промывают рабочим материалом, устанавливают механизм в узел и только потом заливают необходимое количество масла. Если используется пластичный смазочный материал, его укладка выполняется сразу после обдувания. При этом количество закладываемого материала должно заполнить 2/3 камеры узла. Закладку следует выполнять специальной лопаткой из металла и дерева, которая позволит набивание смазки в углубления колец и межшариковые пространства. Современные агрегаты, например, такие как электродвигатели Siemens отличаются хорошими показателями ускорения и скорости, поэтому после замены смазочных компонентов первичные запуски выполняются изначально методом ручного прокручивания, а впоследствии, при режиме холостого хода.

Своевременная забота о подшипниковых узлах электродвигателя обеспечит их долговременную работоспособность, а также предотвратит ситуации производственных потерь через остановку работы привода и уменьшит расход на его преждевременно капитальное обслуживание.

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Особенности смазки подшипников скольжения.

Смазка подшипников скольжения



Режимы смазки

Подшипник скольжения работает при наличии смазочного материала в зазоре между цапфой вала и вкладышем.
Смазыванием называют подведение смазочного материала в зону трения, смазкой – действие смазочного материала.

При неподвижном вале жидкий смазочный материал в подшипнике из зоны контакта выдавлен (рис .1, а), но на поверхностях цапфы и вкладыша сохраняется его тонкая пленка толщиной порядка 0,1 мкм. Толщины этой пленки не хватает для полного разделения поверхностей трения в момент пуска и при малой угловой скорости. Работу подшипника скольжения в этот момент характеризует режим граничной смазки.

Вращающийся вал вовлекает смазочный материал в клиновый зазор между цапфой и вкладышем (рис. 1, б), в результате чего возникает несущий масляный слой, характеризуемый большой гидродинамической подъемной силой, под действием которой вал всплывает в смазочном материале.

По мере увеличения скорости вращения толщина смазочного слоя увеличивается, но отдельные микроскопические выступы на трущихся поверхностях касаются друг друга при относительном перемещении. Работу подшипника в этот момент характеризует режим полужидкостной смазки.

Граничную и полужидкостную смазку объединяют одним понятием – несовершенная смазка.

При дальнейшем возрастании угловой скорости возникает сплошной устойчивый слой масла, полностью разделяющий поверхности трения (рис. 2). Возникает режим жидкостной смазки, при котором изнашивания и заедания не происходит.

По способу образования масляного слоя различают гидродинамические и гидростатические подшипники скольжения.

Подшипники скольжения, в которых несущий масляный слой создается при вращении цапфы вала, называются гидродинамическими.

В гидростатических подшипниках режим жидкостной смазки создается за счет подвода масла под цапфу принудительно, от специального жидкостного насоса. Создаваемое давление должно быть таким, чтобы вал всплывал в масле. В гидростатических подшипниках создание несущего масляного слоя не зависит от угловой скорости вала.

***

Смазочные материалы

В механизмах и агрегатах смазка служит для выполнения нескольких функций – уменьшение сил трения, охлаждение деталей и защита их от коррозии, смывание продуктов износа с поверхностей деталей, а также для демпфирования при динамических нагрузках.
Для уменьшения трения и изнашивания, охлаждения и очистки от продуктов износа, защиты от коррозии, повышения демпфирующей способности контакта подшипники скольжения смазывают материалами, обладающими вязкостью и маслянистостью.

Вязкость характеризует объемное свойство смазочного материала оказывать сопротивление относительному перемещению его слоев.
Вязкость является важнейшим свойством масел. В гидродинамических расчетах используют динамическую вязкость μ, измеряемую в Па×с. В технических характеристиках масел указывают кинематическую вязкость v в мм2, равную динамической вязкости, деленной на плотность ρ масла.
Значения вязкости приводят для температур, близких к рабочим (

50˚, 100˚С и т. п.).
Вязкость существенно зависит от температуры – с повышением температуры вязкость уменьшается, с понижением температуры вязкость увеличивается.

Маслянистость характеризует способность смазочного материала образовывать на поверхности трения устойчивые тонкие пленки, предотвращающие непосредственный контакт поверхностей.

Смазочные материалы могут быть жидкими (масла), пластичными (мази), твердыми (порошки, покрытия) и газообразными (газы).

Масла являются основным смазочным материалом. Они имеют низкий коэффициент внутреннего трения, хорошо очищают и охлаждают рабочие поверхности, их легко подводить в зоны смазывания, но требуются уплотняющие устройства, препятствующие вытеканию масла.
Различают масла: нефтяные (минеральные), синтетические и жировые.

Нефтяные масла – продукты перегонки нефти – наиболее часто применяют для подшипников скольжения. К ним относятся масла индустриальные (марок И-Л-А-22, И-Г-А-46 и др.), моторные масла (

М8В, М10Г2 и др.), а также другие аналогичные типы масел, получаемых из нефти.

Синтетические масла получают искусственными методами из различных материалов и веществ. Масла, получаемые в результате синтетических добавок в минеральные масла называют полусинтетическими. Синтетические масла обладают рядом существенных преимуществ перед минеральными – они стойки к разложению и потере свойств в агрессивной среде, а также изменению вязкости при изменении температуры. Однако в настоящее время технология получения синтетических масел относительно дорогая, поэтому они используются лишь в ответственных агрегатах и механизмах.

Жировые масла – растительные (касторовое и др.) и животные (костное и др.) – обладают высокими смазывающими свойствами, но дороги и дефицитны. Их применяют редко.

Воду как смазочный материал применяют для подшипников с вкладышами из дерева, резины и пластмасс. Во избежание коррозии вал выполняют с покрытием или из нержавеющей стали.



Пластичные смазочные материалы (мази) изготавливают загущением жидких масел мылами жирных кислот.
В зависимости от загустителя пластичные смазочные материалы делят на солидолы, литолы, консталины и др. Они хорошо заполняют зазоры, герметизируя узлы трения, стойки от вымывания водой. Вязкость пластичных смазочных материалов мало изменяется при изменении температуры.


Применяют мази в подшипниках, работающих при ударных нагрузках и малых скоростях.

Твердые смазочные материалы применяют в машинах, когда по условиям работы или производства невозможно применять масла и мази (автомобильные рессоры, ткацкие станки, продуктовые машины и др.). Используют их в виде порошков (графит, дисульфиды и др.), мягких металлических покрытий (олово, серебро, золото), а также твердосмазывающих покрытий (ВНИИ НП-209 и др.).

Газообразные смазочные материалы – воздух, пары углеводородов и др. – применяют в малонагруженных подшипниках при очень высоких частотах вращения – до 250 тыс. оборотов в минуту (электро- и пневмошпиндели, центрифуги, турбины и т. п.).

***

Подвод смазочного материала

Смазочный материал подводится в подшипник по ходу вращения цапфы вала в зону максимального зазора, где отсутствует гидродинамическое давление (

см. рис. 1, б). Распределение масла по длине вкладыша осуществляется смазочными канавками, которые располагаются в ненагруженной зоне. В местах стыка вкладышей делают неглубокие карманы-холодильники 1 (рис. 3), которые охлаждают смазочный материал, распределяют его по длине цапфы и собирают продукты изнашивания.
Жидкие масла подают в подшипники самотеком или, чаще всего, с помощью смазочных устройств, а также принудительно под давлением от жидкостных насосов (обычно шестеренчатых).

Смазочные устройства по конструкции могут быть очень разнообразными. По характеру подачи смазочного материала различают устройства для периодического (рис. 4, рис. 5, рис. 7) и непрерывного (рис. 6, рис. 8) смазывания, а в зависимости от вида смазочного материала – для пластичного (рис. 7) и жидкого (рис. 8) материала.

Через пресс-масленки (рис. 4, рис. 7) смазочный материал подают к трущимся поверхностям под давлением с помощью специального шприца-нагнетателя. Такие масленки малогабаритны, позволяют упростить подвод смазочного материала к труднодоступным узлам трения.

Колпачковые масленки (рис. 5) служат для подачи пластичного смазочного материала. Здесь мазь периодически выдавливают через канал масленки путем подвинчивания колпачка, заполненного мазью.

Фитильные масленки (рис. 6) обеспечивают непрерывность подачи масла ,фильтруя его при прохождении через фитиль. Фитильное смазывание основано на принципе сифона, осуществляемого капиллярами хлопчатобумажного фитиля. Конец фитиля, вставленный в трубку масленки, должен быть ниже дна масляного резервуара. Недостатком таких масленок является зависимость подачи масла от его уровня в масленке, а также расход масла в нерабочий период.

Подвод масла кольцом (рис. 8), свободно висящим на цапфе. Вследствие трения между цапфой и кольцом последнее вращается, захватывает из ванны масло и подает его на цапфу. Отработавшее масло самотеком стекает в ванну и вновь захватывается кольцом. Обычно такие кольца называют маслоподъемными.

Смазывание разбрызгиванием применяют в герметически закрытых механизмах (редукторах, коробках передач и т. п.), в которых подвижные и вращающиеся детали захватывают и разбрасывают масло в объеме корпуса механизма, создавая брызги и своеобразный масляный туман, оседающие на поверхностях, нуждающихся в смазке.

Наиболее совершенным является циркуляционное смазывание, когда к трущимся поверхностям непрерывно подводят свежее охлажденное и профильтрованное масло, а отработавшее масло непрерывно отводят для последующего охлаждения и очистки.

***

Расчеты подшипников скольжения


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Смазка подшипников качения

При проектировании опор осей и валов перед конструктором возникает, прежде всего, вопрос о том, что в данном конкретном случае предпочтительнее – подшипник качения или подшипник скольжения. Существенную роль при этом играют экономические соображения, условия монтажа и требования взаимозаменяемости. Все эти факторы связаны с организацией производства подшипников.

С развитием машиностроения было организовано централизованное массовое изготовление подшипников качения, начиная от самых маленьких для часов и приборов и кончая крупногабаритными для кранов большой грузоподъемности, обжиговых печей, конвертеров, тяжелых прокатных станов и пр.

Для каждого подшипника качения установлены определенные технические показатели – работоспособность, предельная частота вращения и максимальная статическая нагрузка, которые указываются в каталогах.

При проектировании опорных узлов трения машин инженеру не приходится рассчитывать подшипник качения, поскольку достаточно лишь выбрать соответствующий типоразмер из каталога.

Стандартизация и массовое производство подшипников качения обусловили их взаимозаменяемость, относительно низкую стоимость и, как следствие, – широкое применение в различных областях машиностроения.

Широкое применение подшипников качения позволило заменить трение скольжения трением качения.

При этом коэффициент трения снизился до 0,0015-0,006. Производство подшипников качения ведущими промышленными странами исчисляется сотнями миллионов штук в год. Отечественной промышленностью изготовляются подшипники наружным диаметром от 1,5 до 2600 мм, а массой от 0,5 г до 3,5 т.

К недостаткам подшипников качения можно отнести ограниченную способность воспринимать ударные нагрузки вследствие большой жесткости конструкции. При очень больших частотах вращения в этих подшипниках возникают значительные динамические нагрузки (центробежные отоскопические моменты и т. п.).

По форме тел

качения подшипники качения разделяются на:
  • Шариковые

  • Роликовые (цилиндрические, конические, витые, игольчатые и т. д.)

По направлению воспринимаемой нагрузки

разделяют на:

По нагрузочной способности

(или по габаритам) подшипники качения разделяют на три основные серии:
  • Легкую

  • Среднюю

  • Тяжелую

По классам точности разделяют на:

  • Нормального класса Н

  • Повышенного П

  • Высокого В

  • Особо высокого А

  • Сверхвысокого С

От точности изготовления в значительной степени зависит работоспособность подшипника, однако следует помнить, что одновременно возрастает его стоимость.

Смазочный материал оказывает существенное влияние на долговечность подшипников. Он уменьшает трение, снижает контактные напряжения, защищает от коррозии, способствует охлаждению подшипника.

Для смазывания подшипников качения применяют жидкие (смазочные масла) и пластичные (пластичные смазки) смазочные материалы.

Жидкий смазочный материал в подшипнике более эффективен в смысле уменьшения потерь на трение и охлаждения. Необходимое количество жидкого смазочного материала для подшипников качения очень небольшое (табл. 1). Следует отметить, что излишнее количество смазочного материала в подшипнике только ухудшает его работу.

Это, например, можно пронаблюдать на таком простом примере: если подшипник смазать маслом, то последнее будет препятствовать свободному вращению тел качения в сепараторе и в целом в подшипнике. При этом увеличиваются не только потери на трение, но при работе такого подшипника увеличивается и нагрев подшипника.

При выборе смазочного материала для подшипника (жидкого или пластичного) следует учитывать, что пластичная смазка сильно повышает момент трения, который существенно увеличивается при понижении температуры.

В тех случаях, когда частота вращения подшипника не превышает нескольких сотен мин-1, подшипник необходимо смазывать жидким смазочным материалом (маслом). При скорости, превышающей эту величину, лучше использовать для смазывания высоковязкое масло или, как заменитель, пластичный смазочный материал.

Таблица 1. Одноразовое количество смазочного материала (Км), необходимое на заполнение корпуса подшипника и для периодического добавления

d, мм Км, г при использовании подшипников серии Единовременный расход смазочного материала для периодического добавления
Для мелких прижимных фланцев Для глубоких прижимных фланцев Для крышек с уплотняющим войлоком Для разъемных фланцев корпуса
200 300 400 200 300 400 200 300 400 200 300 400 200 300 400 500 600
90 175 280 425 263 420 637 315 503 765 685 1090 1660 2,4 4,1 6,1 3,2 6,0
85 199 310 486 299 465 730 358 557 875 775 1210 1895 2,7 4,5 6,1 3,9 6,7
100 224 362 525 336 543 788 403 650 945 875 1410 2050 3,1 5,1 7,3 4,1 7,8
110 279 455 663 418 683 1000 585 955 1395 1170 1910 2790 3,8 6,0 9,1 5,3 9,6
120 318 532 817 476 795 1225 667 1120 1720 1370 2230 3430 4,3 7,2 11,2 6,7 11,2
130 360 615 987 540 922 1480 755 1290 2070 1470 2580 4150 4,6 8,1 13,3 7,4 13,0
140 429 704 1100 645 1055 1650 900 1475 2350 1800 2960 4630 5,3 9,3 14,8 8,5 15,0

Примечание: d – внутренний диаметр.

Допускаемые скорости подшипников качения при использовании пластичной смазки определяют из соотношения внутреннего диаметра d, мм и частоты вращения ω, мин-1. Практически же окружная скорость вращения не должна превышать 4–5 м/с. Однако для этой цели существуют определенные формулы.

Подшипниковые узлы необходимо тщательно защищать от попадания пыли, грязи и воды. В противном случае долговечность подшипников резко снижается. Для защиты подшипников разработаны и успешно эксплуатируются специальные уплотнения.

В связи с этим следует помнить некоторые рекомендации по ходовым зазорам в лабиринтных и других уплотнениях вала. Они изменяются в зависимости от конструкции и во многом зависят от механической точности, вибрационного перемещения вала в подшипнике и они необходимы во избежание фрикционного контакта на высокой скорости.

Для неответственных конструкций подшипниковых опор размер этих зазоров колеблется в пределах от 0,076 до 0,127 мм на радиус и почти столько же в осевом направлении.

При назначении жидкого смазочного материала для узлов трения (подшипников качения) следует иметь в виду, что они весьма чувствительны к количеству подаваемого в них масла и периодичности его подачи в подшипники. Так, для очень низких скоростей при d*ω= 10000 и температуре не выше 50 °С достаточно одной-двух капель масла для нескольких тысяч часов работы подшипника.

Если же требуется достичь минимального значения момента трения (при том же произведении d*ω= 10000), следует использовать масло с меньшей вязкостью, чем это было до этого

Масла для подшипников качения (и скольжения тоже), заключенных в общий картер с зубчатыми передачами (редукторы), подбираются в первую очередь исходя из требований по смазыванию зубчатых передач, однако и с учетом эффективности смазывания подшипников.

Смазывание погружением можно успешно применять до значения d*ω = 100000 (при условии соблюдения необходимого низкого уровня масла в ванне с жидким смазочным материалом). При применении смазывания погружением важно поддерживать в процессе эксплуатации правильный уровень масла в ванне подшипника. Этот уровень должен находиться между 1 /3 и 1/2 высоты нижнего шарика или ролика подшипника, поскольку даже небольшое повышение уровня масла в ванне приводит к повышению коэффициента трения и температуры подшипника.

Об этом свидетельствует следующее экспериментальное исследование. Повышение уровня масла в ванне подшипника от центра нижнего шарика до его верхней точки вызывает сильный нагрев подшипника (эквивалентный повышению частоты вращения подшипника в 2–2,5 раза или увеличению радиальной нагрузки от 2 до 6 раз, а иногда и более.

При d*ω ≤ 200000 рекомендуется капельное смазывание, при котором к поверхностям трения жидкий смазочный материал подводится в виде капель.

При d*ω ≈ 600000 и когда температура может достигать +150 ˚С многие пластичные смазки оказываются недостаточно работоспособными, а иные могут оставаться годными к работе не более нескольких сотен часов.

В связи с этим при высоких скоростях необходимо в зону трения подавать только чистое смазочное масло, питая подшипники методом капельного смазывания или смазывания под давлением, при котором смазочный материал подводится к поверхностям трения под давлением.

При необходимости может быть использовано смазывание масляным туманом, при котором смазочный материал подводится к поверхностям трения в виде легкого или густого тумана, обычно образуемого путем введения смазочного материала в струю воздуха или газа. Кроме того, следует предупреждать возникновения разности воздушного давления (в корпусе подшипника и за его пределами), для чего могут потребоваться специальные уплотнения.

Следует применять только определенные уплотнения, которые обеспечивают надежную работу подшипников, в частности лабиринтные уплотнения. Необходимо также использовать корпуса подшипников с минимальным воздушным пространством.

Капельное смазывание является наилучшим методом смазывания для подшипниковых опор металлургического оборудования.

Оно обеспечивает довольно устойчивое охлаждение и исключает турбулентное сопротивление подшипника, как весьма ответственного узла оборудования отрасли. Однако если по каким-либо причинам (например, по условиям конструкции) нельзя применить капельное смазывание или смазывание под давлением или смазывание масляным туманом, используют фитильное смазывание, при котором жидкий смазочный материал подводится к поверхности прения с помощью фитиля.

При этом масло всасывается через подшипник при помощи маслоотражателей и насосных устройств с целью преодоления сопротивления вращению подшипника.

Часто используют метод фитильного смазывания.

При этом фитили должны иметь определенные размеры, особенно в поперечном сечении. Они всегда должны быть погруженными в масло. Их следует использовать парами и располагать как можно ближе к подшипнику. Если большая площадь фитилей хорошо окружает вал, то они способны вновь поглощать масло, которое при работе отбрасывается от вала.

Вязкость смазочного масла должна быть такой, чтобы его можно было подавать к фитилям при низких температурах при давлении ниже атмосферного и пониженных скоростях. При этом маслоотражатели должны пропускать через подшипник масляный туман, а маслосборники должны тщательно охлаждаться.

При больших нагрузках и высоких скоростях (d*ω > 600000) рекомендуют осуществлять капельное смазывание подшипников. Если же имеется источник сухого и чистого воздуха, а некоторая потеря смазочного масла не имеет существенного значения, тогда нужно использовать смазывание подшипников масляным туманом.

При этом в линии подачи воздуха в таких системах устанавливают воздухоотделитель и фильтр, для чего необходимо тщательно охлаждать маслосборник, чтобы маслоотражатели легко.

Смазки для подшипников качения

Смазку подшипников качения можно считать главным фактором надежности эксплуатации оборудования. Правильно подобранная, она минимизирует количество случаев поломок механизмов или самого подшипника.

 

Типы подшипников качения и порядок функционирования

Подшипники, которые относятся к типу качения, способствуют вращению узлов оборудования и уменьшению силы трения. Чаще всего эта деталь применяется для поддержания движения осей и валов. Функционирование основано на принципе трения качения. Конструкция детали такова: между внешним и внутренним кольцами заключены тела качения, разделенные сепаратором, служащим для минимизации износа и силы трения. По принципу воспринимаемой нагрузки подшипники снабжаются теламиразных подвидов: шариками или роликами. Роликоподшипники используются чаще при максимальных нагрузках, а шариковые подшипники — в узлах механизма, на который воздействует вращение высокой частоты.

Основные функции смазки для подшипников качения

Главная роль смазки в функционировании подшипника — предотвращение соприкосновения шариков и роликов с дорожкой катания, выполненной из металла. Именно при смазывании уменьшается трение скольжения, деталь становится менее подверженной износу и поломке.

Правильно подобранная смазка минимизирует возможность деформации детали, повышает надежность в эксплуатации, продлевает срок службы всего узла. Используется масло или консистентная смазка с присадками. Различные варианты смазочного материала выполняют следующие задачи: снижение температуры работы, защита от возникновения коррозии, попадания грязи, снижение уровня вибрации, шума.

Основные функции смазки для подшипников качения

Главная роль смазки в функционировании подшипника — предотвращение соприкосновения шариков и роликов с дорожкой катания, выполненной из металла. Именно при смазывании уменьшается трение скольжения, деталь становится менее подверженной износу и поломке.

Правильно подобранная смазка минимизирует возможность деформации детали, повышает надежность в эксплуатации, продлевает срок службы всего узла. Используется масло или консистентная смазка с присадками. Различные варианты смазочного материала выполняют следующие задачи: снижение температуры работы, защита от возникновения коррозии, попадания грязи, снижение уровня вибрации, шума.

Принципы подбора консистентного или масляного вида смазки

В большинстве случаев (до 90%) сегодня применяется именно густая (консистентная) смазка. Несомненными плюсами можно считать такие характеристики:

  • обеспечение уплотнения;
  • невысокие конструктивные расходы;
  • шумопонижающие свойства;
  • большой срок годности.

Правильно выбранную консистентную смазку возможно использовать в подшипниках любой конструкции с большим диапазоном вращательных скоростей и типами нагрузок. Исключение составляют аксиальные роликоподшипники самоустанавливающиеся.

Состав и характеристика консистентной смазки

В состав входит:

  • основное масло — минеральное или синтетическое;
  • сгуститель — бентонит, силикагель, металлические мыла, поликарбамид;
  • присадки — усилители адгезии, ингибиторы окисления, коррозии, твердые материалы, присадки, предназначенные для защиты от естественного износа, повышения качества ЕР, предотвращения трения.

Консистентные виды смазки оптимальны для заполнения подшипников качения: благодаря своему составу они остаются в месте нанесения, уплотняют их, защищают от негативных наружных воздействий температуры, влаги и попадания механических частиц.

Техническая характеристика смазки — восприятие нагрузки, защита от «старения», коррозии, адгезионная способность, устойчивость к деформации — определяется ее составом (основным маслом-наполнителем и сгустителем), а также типами присадок.

Критерии выбора консистентных смазок

При подборе стоит ориентироваться на конструкцию собственно подшипника, тип разделителя-сепаратора, материала его изготовления, а также технические характеристики функционирования детали: частота вращения, термическое воздействие, попадание пыли, воды, использование в неблагоприятной среде, уровень давления. Консистентные материалы имеют отличительные технические параметры:

  1. Класс NLGI. Консистенция выступает мерой твердости во всех смазках для подшипников. По этому показателю (NLGI) они делятся на типы: от очень мягких класса 000 до очень твердых (6-й класс). В подшипниках качения оптимальны к использованию смазки классов от 1 до 4 по показателю NLGI.
  2. Температура каплепадения (в °C). Этот показатель определяется температурой, при которой консистентная смазка сжижается. Температура эта, как правило, превышает рабочую в несколько раз. Последняя определяется двумя показателями: теплом, выделяемым при работе детали, температурой воздуха окружающей среды.
  3. Показатели качества смазки, определенные на четырехшариковой машине. Эта машина представляет собой устройство, предназначенное для исследования различных типов веществ для смазывания, используемых при различных степенях контактных напряжений. Конструкция аппарата представляет собой вращающийся шарик, который скользит по трем шарикам, расположенным статично. В случае проведения испытаний на предельно допустимые нагрузки смазочного материала на крутящийся шарик воздействует испытательная нагрузка, ступенчато повышающаяся. Процедура проводится до тех пор, пока тепло, выделяемое в процессе работы, не «сварит» систему четырех шариков.
  4. Коэффициент количества оборотов — показатель DN. Эта величина показывает, какая предельная окружная скорость может применяться в подшипнике качения при использовании консистентной смазки. Показатель рассчитывается по трем параметрам: средний диаметр детали в миллиметрах, скорость вращения детали, коэффициент, который служит для учета доли силы трения скольжения в конкретной конструкции подшипника.

Значение SKF-Emcor. Этот показатель применяется для определения антикоррозийных свойств консистентной смазки. В процессе исследования добавляют воду, а самоустанавливающийся шарикоподшипник рассматривается на предмет наличия коррозии при указанной продолжительность эксплуатации, определенных временных периодах простоя (по показателю DIN 51802), частоте вращения. Обследование проводится визуально: если на испытуемых кольцах не обнаружено признаков коррозии, степень ее равна нулю. Максимальное покрытие коррозией — степень 5.

Важность смазки подшипников качения

Непременной предпосылкой для эффективной работы, длительной эксплуатации и надежности подшипника считается его регулярная смазка. Здесь необходимо соблюдать определенные требования производителя детали. Подшипник заполняется так, чтобы материал покрыл все рабочие поверхности: дорожки качения, шарики или ролики, сепаратор. Полностью заполняется корпус медленновращающихся подшипников, показатель DN в которых не превышает значения 50000. В быстровращающихся деталях с показателем DN более 400000 заполняется четверть пространства полости детали. В остальных случаях рекомендовано заполнять свободное пространство в подшипнике на треть объема.

Оптимальная эксплуатационная надежность достигается только тогда, когда время добавления смазочных материалов не превышено. При впрыскивании смазки обязательно следить за тем, чтобы предельный срок годности был меньшим, чем допустимый срок эксплуатации детали. В работе используется специальный шприц или автоматическая система.При определенной конструкции узла добавлять смазочный материал желательно во время работы механизма.

Количество вещества при первом заполнении должно находиться в пределах 50–80% от свободного объема полости детали. Если же вывести старую смазку возможности нет, то новый материал подается в деталь ограниченно. Во избежание переизбытка вещества в полости подшипника, когда замена производится с длительными интервалами, необходимо полностью менять консистентную смазку.

Если необходимо перевести подшипник на другой вид смазочного материала, проводят полную очистку внутренней полости. Также нужно проверить возможность смешивания и совместимость материалов.

Смазка подшипников

Назначение смазки

Смазка необходима для уменьшения трения и изнашивания внутри подшипника. Надлежащая смазка и соответствующие процедуры позволяют подшипникам достигать своего предполагаемого срока службы.

Главным образом, смазка служит следующим целям:

• Cнижение трения и изнашивания. Кольца подшипника, элементы качения и сепаратор подшипника защищены от прямого контакта металла с масляной пленкой, которая уменьшает трение и тепловыделение в области контакта.

• Увеличение срока службы. Усталостная долговечность подшипников зависит в большей мере от вязкости и густоты смазки. Интенсивная густота пленки увеличивает усталостную долговечность подшипника.

• Охлаждение. Циркуляционное масло может использоватся для отвода тепла из подшипника. Циркуляционная система, как правило, используется при выработке подшипником чрезмерного тепла в силу высоких скоростей, высоких нагрузок, или когда тепло из источника, находящегося рядом с подшипником, оказывает влияние на его функционирование. Качество масел ухудшается при высоких температурах, следовательно, важно сохранять охлажденными и масло, и подшипник.

• Другое назначение.  Соответствующая смазка также помогает предотвратить попадание инородного материала в подшипники и защищает от коррозии.

Основные методы смазки

Смазка подшипника может производиться с использованием либо масла, либо консистентной смазки. Наиболее удовлетворительное функционирование достигается посредством выбора метода, наиболее подходящего для области конкретного применения. Это, конечно, также зависит от условий, в которых будет работать подшипник.

Смазка маслом превосходит в смазочной способности, однако консистентная смазка позволяет создать более простую инфраструктуру вокруг подшипников. В следующей таблице проводится сравнение смазки маслом и консистентной смазки.

 

Рабочие характеристики При консистентой смазке При смазке маслом
Конструкция корпуса и способ уплотнения Простой

– Может быть комплексным

– Необходимо осторожное обращение

Скорость Предельная скорость составляет 65-80% от скорости смазки маслом Высокая предельная скорость
Охлаждающий эффект Низкий Перенос тепла возможен при использовании циркуляционной смазки под давлением
Текучесть Плохо Хорошо
Полная замена смазки Иногда затруднительна Легкая
Удаление инородных частиц Удаление инородных частиц из смазки невозможно Легкая
Внешнее загрязнение, вызванное утечкой Загрязнение близлежащей территории происходит редко

– Часто происходит без должных контрмер

– Не подходит в тех случаях, когда нужно избегать внешних загрязнений

Смазка консистентной смазкой

Консистентная смазка - это полутвердый смазочный материал на основе базового масла и сгустителя. Иногда добавляются другие ингредиенты для передачи особых свойств смазочной основы.

Добавки: консистентная смазка часто содержит разнообразные добавки, такие как антиоксиданты, ингибиторы коррозии и добавки высокого давления для придания смазке особых свойств. Добавки высокого давления рекомендуется для использования при применении в условиях тяжелых нагрузок. Для продолжительного использования без пополнения необходимо добавить антиоксидант.

Консистенция: показывает "мягкость" консистентной смазки. В следующей таблице отражено соотношение между консистенцией и рабочими условиями.

Номер консистенции (данные шкалы Национального института пластичных смазочных материалов)

 

  0 1 2 3 4

Консистенция(1)

(1/10 мм)

385≈355 340≈310 295≈265 250≈220 205≈175
Рабочие условия

–Для централизованной смазки.

–Когда может произойти ложное бринеллирование.

– Для централизованной смазки.

–Когда может произойти фреттинг-коррозия.

–Для низких температур.

– Для общего использования.

– Для подшипников с уплотнениями.

– Для высокой температуры.

– Для общего использования.

– Для подшипников с уплотонениями.

– Для высоких температур.

– Для подшипников с уплотнениями

(1) Консистенция - глубина следа в консистентной смазке, достигаемая конусом при нажатии определнным весом, указанном в единицах 1/10 мм. Чем больше величина, тем мягче смазочный материал.

Смешение разных видов консистентной смазки

В общем, консистентная смазка разных видов должна смешиваться. Смешение с различными видами загустителей может разрушить состав и физические свойства консистентной смазки. Даже если загустители одного вида, возможные различия в добавках могут привести к разрушающему эффекту.

Количество консистентной смазки

Количество консистентной смазки, помещаемой в корпус, зависит от конструкции корпуса, частоты вращения подшипника, характеристик выбранной консистентной смазки и температуры окружающей среды.

В случаях, когда рабочая скорость не превышает наполовину предельные скорости подшипника, подшипник должен быть наполнен смазкой наполовину или до 2/3 части. Если скорость подшипника превышает половину предельной скорости, то количество консистентной смазки следует сократить от половины до 1/3 и проводить периодичское пополнение смазки. При несложных рабочих условиях первоначальной смазки должно быть достаточно на длительное время без необходимости пополнения. Когда условия становятся жесткими, то появляется необходимость в периодическом пополнении смазки.

Следует избегать чрезмерного количества (переполнения) смазки, так как это приведет к перегреву подшипника.

Пополнение консистентной смазки

Частое пополнение требуется в сложных рабочих условиях, таких как высокая температура окружающей среды или когда загрязняющее вещество может попасть в подшипник. Необходимо составить графики регулярного пополнения смазки. В случаях чрезвычайно сложных условий или расположения подшипников в удаленной области, корпус подшипника должен быть сконструирован так, чтобы пополнение и замена осуществлялись наиболее простым способом. Существуют автоматические системы смазки, и их следует применять.

В нормальных рабочих условиях может быть необходимо периодически смазывать подшипник в целях замены утекающей смазки и удаления испорченной смазки.

Даже при использовании консистентной смазки высокого качества её свойства со временем ухудшаются, в связи с чем, требуется периодическое пополнение.

На рис. (1) и (2) показаны временные интервалы пополнения для различных видов подшипников, работающих на разных скоростях.

Рис. (1) и (2) применимы к условиям смазки высококачественным литиевым мыльноминеральном маслом, выдерживающим температуру 70°С и номинальную нагрузку (P/C=0,1).

Температура

Если температура подшипника превышает 70°С, то на каждые следующие 15°С временной интервал пополнения смазки сокращается наполовину.

Консистентная смазка

Что касается шарикоподшипников, временной интервал пополнения смазки может быть увеличен в зависимости от используемого вида консистентной смазки. (Например, высококачественное литьевое мыльносинтетическое масло может превысить в два раза временной интервал пополнения, показанный на рис. (1). Если температура подшипников менее 70ºС, то подходит использование в качестве смазки литьевое мыльноминеральное масло и литьевое мыльносинтетическое масло).

Нагрузка

Временной интервал пополнения зависит от величины нагрузки подшипника. Смотрите рис. (3). Если Р/C превышает 0,16, то рекомендуется проконсультироваться у специалистов.

(3) Коэффицент нагрузки

 

P/C ≤0.06 0.1 0.13 0.16
Коэффицент нагрузки 1.5 1 0.65 0.45

Смазка маслом

Когда рабочая скорость превышает предельную скорость консистентной смазки, допустимо для подшипника, то следует использовать смазку жидким материалом. Существует несколько методов смазки. Выбор наилучшего метода зависит от рабочих условий.

1) Смазка погружением: не для высоких скоростей

2) Смазка капельной подачей: для высоких скоростей

3) Смазка масляным туманом: от высоких до сверхвысоких скоростей

4) Смазывание разбрызгивателем: коробки передач/редукторы

5) Циркуляционная система смазки: высокие скорости и высокие температуры

6) Струйная смазка: сверхвысокие скорости, такие как у реактивных двигателей или у станочных шпинделей

 

Выбор смазки для высокоскоростных подшипников

На большинстве промышленных предприятий используются подшипники, частота вращения которых превышает частоту вращения обычного технологического оборудования. По этой причине к вопросу выбора смазки нужно подходить со знанием дела, так как ошибка при выборе смазки может привести к перегреванию подшипников, возникновению избыточного трения и преждевременному выходу из строя. Правильно подобранная смазка помогает подшипникам справляться с нагрузками при высоких скоростях и позволяет свести к минимуму возможные неисправности, возникающие по причине несоответствия смазки области ее применения.

Область применения высокоскоростных смазок

На заводах меня часто спрашивают о температуре, при которой подшипники должны работать. Неоспоримым является тот факт, что подшипники, которые работают на высокой скорости, имеют более высокую температуру. Приведу такой пример: во время своего последнего визита на завод я осматривал подвесной вентилятор, оснащенный прямой ременной передачей от большого электродвигателя. Частота вращения двигателя составляет 1750 оборотов в минуту (об/мин). Поскольку размер шкива не менялся ни в сторону уменьшения, ни в сторону увеличения, можно с уверенностью сказать, что частота вращения подшипников была практически одинаковой. Эти подшипники были обработаны смазкой слишком гутой консистенции, что приводило к перегреву и, соответственно, к сокращению срока их службы. Продлить срок службы подшипника можно путем подбора смазки, свойства которой максимально соответствуют поставленной задачи.

Здесь в качестве примера приведена ситуация с механизмами, которые используются на большинстве заводов (вентиляторы), однако высокоскоростные компоненты применяются и в других механизмах. Например, некоторые насосы с прямым приводом от двигателя, оснащенные подшипниками, для смазки которых используется пластичная смазка, могут работать при частоте вращения более 2000 оборотов в минуту. То же самое справедливо и в отношении некоторых смесителей, мешалок и воздуходувок. Эти компоненты выходят из строя, если смазывать их подшипники универсальной пластичной смазкой, не учитывая их характеристики. Чтобы определить, какая смазка подойдет подшипнику, необходимо узнать скоростной фактор подшипника.

Тип смазки Вязкость базового масла (40°С), сСт Скоростной фактор (NDM)
Низкая скорость, высокое давление, промышленная смазка 1000-1500 50000
Средняя скорость, высокое давление, смазка для промышленных подшипников 400-500 200000
EP, NLGI #2, универсальная смазка 100-220 600000
Высокая скорость, высокая температура, смазка длительного действия <70 600000
Высокая скорость, смазка длительного действия 15-32 >1000000

Расчет скоростного фактора

Значение скоростного фактора помогает узнать соотношение скорости, при которой вращается подшипник, и его размера. Существуют два основных способа определения этого фактора. Первый называется скоростным фактором DN, чтобы выяснить значение которого необходимо умножить значение внутреннего диаметра подшипника на значение скорости, при которой он вращается. Второй метод называется скоростным фактором NDm. Для его определения используется медианный размер подшипника (также известный как диаметр начальной окружности) и частота вращения.

С помощью скоростного фактора можно определить ряд свойств смазочного материала, которые необходимо учитывать при выборе правильного типа смазки. К таким свойствам относится вязкость масла и класс по NLGI (National Lubricating Grease Institute –Национальный институт пластичных смазок).

Вязкость

Наиболее важным физическим свойством смазки является вязкость. Вязкостью определяется толщина слоя смазки в зависимости от нагрузки, частоты вращения и контактирующих поверхностей. Вязкость должна отвечать требованиям подшипника. Вязкость базового масла большинства смазок общего назначения составляет, примерно, 220 сантистоксов. Смазки такого типа подходят для работы при средних нагрузках и средней частоте вращения. Если частота вращения подшипника выше среднего, вязкость должна быть меньше.

Рабочая температура DN (скоростной фактор) Класс по NGLI*
от -30 до 100°F (от -34,4 до 37,7°С) 0-75000 1
75000-150000 2
150000-300000 2
от 0 до 150°F (от -17,7 до 65,5°С) 0-75000 2
75000-150000 2
150000-300000 3
от 100 до 275°F (от 37,7 до 135°С)
0-75000 2
75000-150000 3
150000-300000 3
* Зависит от других факторов, таких как тип подшипника, загустителя, вязкость и тип базового масла

Существует много способов определения вязкости. Если вы знаете значение скоростного фактора, речь о котором шла выше, вы можете воспользоваться стандартными схемами определения вязкости смазки для подшипника при рабочей температуре. В вышеприведенном примере (подшипник вентилятора) скоростной фактор NDm равнялся 293125, следовательно, вязкость базового масла должна составлять, примерно, 7 сСт. Подшипник работал при температуре около 150°F или 65,5°C. При стандартном индексе вязкости (равном 95) это приравнивается к марке вязкости базового масла ISO 22-32. Если бы вы использовали стандартную универсальную пластичную смазку, подшипник получил бы в 10 раз больше вязкости, чем ему требуется. Хотя не всегда избыток вязкости это плохо, однако в данном случае такое значение является завышенным.

Чрезмерная вязкость может привести к перегреву и повышенному потреблению энергии. Оба эти фактора являются неблагоприятными для подшипника и смазки. Чем выше температура подшипника в работе, тем меньше становится вязкость смазки. Это может привести к увеличению расхода смазки и требует более частого нанесения смазочного материала. Потребление энергии также может вырасти со временем, в результате чего возникнут необоснованные дополнительные затраты. Кроме того, избыточная вязкость приводит к повышенному трению.

Что касается обычных пластичных смазок, их можно использовать для смазывания подшипников при скоростном факторе до 500000. Если скоростной фактор превышает указанное значение, необходимо использовать высокоскоростную смазку. Некоторые смазки, представленные на рынке, могут работать при скоростном факторе до 2000000. Тем не менее, стоит отметить, что все смазки разные, и не все из них могут быть эффективными при разных скоростях.

Влияние состояния подшипника на выбор вязкости базового масла
ISO VG (сСт@40°С) Область применени Нагрузка Скорость Маслоотделение* Перекачиваемость*
22 Быстроходные шпиндели Низк. Выс. Выс. Выс.
100 Большие высокоскоростные
электродвигатели
150 Колесные подшипники
220 Бумагоделательные машины,
универсальная, индустриальная
460 Бумагоделательные машины,
сталепрокатные станы
1000 Горно-шахтное оборудование,
дробилки, подшипники и т. д.
1500 Низкие скорости, тяжелые/ударные нагрузки
* На сепарацию и перекачиваемость масла также влияет плотность смазки и тип загустителя.
** Стрелками показана направленность.

Каналообразование

Одним из свойств пластичной смазки, которое помогает определить, каким образом смазочный процесс будет осуществляться при высоких скоростях, является каналообразование. Этот термин используется для определения текучести смазки и ее способности заполнять пустоты на поверхности. Проверить каналообразование смазки можно с помощью испытаний по Методу 3456.2 Федерального стандарта методов испытаний 791C. Для проведения этих испытаний необходимо нанести на поверхность равномерный слой смазки. Когда температура стабилизируется, по слою смазки проводят стальной полосой, известной как инструмент для проверки каналообразования. В результате в слое смазки образуется пустота или канал. Через 10 секунд необходимо проверить, заполнился ли образовавшийся канал смазкой. Если канал заполнился смазкой, значит, это смазка «обволакивающего» типа. В ином случае перед вами смазка «необволакивающего» типа.

Смазки «обволакивающего» типа быстро вытесняются при вращении элемента – в результате смазка не пенится, а температура не увеличивается. Смазки «необволакивающего» типа затекают обратно, что может привести к перегреву.

Тип загустителя

Кроме вязкости базового масла еще одним свойством смазки, которое влияет на каналообразование, является тип загустителя. Загуститель в смазке представляет собой этакую губку, которая удерживает масло. Структура волокон загустителя может оказывать влияние на определенные свойства смазки, такие как каналообразование, водостойкость, температура каплепадения и пенетрация. Волокна загустителей могут быть длинными или короткими. Загустители с короткими волокнами имеют более гладкую текстуру. Более сложные загустители, а также загустители, в состав которых входит литий, кальций, полиуретан и кремний, имеют короткие волокна. Каналообразование смазок с такими загустителями, как правило, лучше. Кроме того, они легче перекачиваются.

Каналообразование загустителей с длинными волокнами, например, тех, которые содержат натрий, алюминий и барий, как правило, хуже. Длинные волокна загустителя способствуют вспениванию, что может привести к изменению консистенции. Кроме того, так как эти смазки часто затекают обратно в канал, проделанный подшипником, это может привести к росту температуры и усилению процесса сдвига.

Класс по NLGI

Значительное влияние на класс по NLGI пластичной смазки оказывает вязкость базового масла и консистенция загустителя. Число NLGI является мерой консистенции смазки. Чем выше число NLGI, тем гуще смазка. Диапазон числа NLGI варьируется от 000 (жидкая смазка) до 6 (твердая смазка). Что касается использования высокоскоростных смазок для смазывания подшипников качения, то класс по NLGI повышается, а вязкость базового масла уменьшается. Такой баланс гарантирует, что не будет происходить сепарация масла от загустителя. Зная скоростной фактор подшипника и температуру, при которой он работает, вы можете сделать вывод о подходящем классе смазки по NLGI.

Тип подшипника

Тела качения подшипников бывают разных форм. Форма тела качения оказывает влияние на необходимую вязкость, класс по NLGI и интервал проведения повторной смазки. Кроме того, от формы тела качения зависит площадь смазываемой поверхности между подшипником и кольцом качения. Чем больше площадь этой поверхности, тем больше масла будет выжато из загустителя. В отличие от стандартных шариковых подшипников, нагрузка на подшипники, имеющие большую площадь контакта со смазкой (сферические, цилиндрические, игольчатые, конические роликовые и т.д.), как правило, выше. Повышенная нагрузка приводит к увеличению сепарации и требует базовые масла большей вязкости.

Тип подшипника Относительный срок службы смазки
Однорядный шариковый подшипник с глубоким желобом 1
Однорядный радиально-упорный шариковый подшипник 0,625
Самоустанавливающийся шариковый подшипник 0,77-0,625
Упорный шариковый подшипник 0,2-0,17
Однорядный цилиндрический роликовый подшипник 0,625-0,43
Игольчатый роликовый подшипник 0,3
Конический роликовый подшипник 0,25
Сферический роликовый подшипник 0,14-0,08

Температура каплепадения

При выборе высокоскоростной смазки особое внимание следует уделить температуре, при которой подшипник будет работать. Чтобы выбранная смазка выполняла все свои функции при повышенных температурах, необходимо проверить ее температуру каплепадения (ASTM D566 и D2265). Результаты проведенных испытаний можно найти в таблице технических данных смазки. Для проведения испытаний используется маленький колпачок с отверстием в дне, на внутренние стенки которого наносится смазка. Затем в этот колпачок вставляется термометр. При этом термометр не должен касаться смазки. Эта конструкция нагревается до момента отделения капли масла из отверстия в дне чашки. Температура, при которой это происходит, называется температурой каплепадения смазки.

Высокая температура каплепадения важна для подшипников, работающих при повышенных температурах. Тем не менее, если смазка имеет высокую температуру каплепадения, это совсем не значит, что ее базовое масло сможет выдерживать повышенные температуры. Температуру каплепадения не следует приравнивать к максимальной рабочей температуре. Между рабочей температурой подшипника и температурой каплепадения должен быть запас.

Несовместимость

При смене типа смазки важно максимально удалить старую смазку, чтобы свести к минимуму несовместимость с новой смазкой. Если возможно, разберите и почистите оборудование от смазки.

Стандартная максимальная рабочая температура смазки
Если температура каплепадения <300°F, следует вычесть 75°F
Если 300°F<температура каплепадения<400°F, из температуры каплепадения следует вычесть 100°F
Если температура каплепадения >400°F, следует вычесть 150°F

Для смазки большинства деталей используется смазка общего назначения. Однако при высоком скоростном факторе NDm смазка должна защищать оборудование. Даже если вы подходите к вопросу выбора смазки должным образом и руководствуетесь вышеприведенной информацией, точно выяснить, сможет ли смазка выполнять свои функции именно в вашем случае, можно только после проведения полевых испытаний. Во время проведения полевых испытаний необходимо контролировать температуру подшипников и отсутствие признаков утечки смазки через уплотнения и продувочные отверстия.

И наконец, чтобы выбрать подходящий смазочный материал, не забудьте вычислить скоростной фактор NDm подшипников. Ваше высокоскоростное оборудование прослужит дольше при должном отношении к нему и выборе подходящих смазочных материалов.

6 критериев выбора высокоскоростной смазки


  1. Вязкость базового масла – образует масляную пленку нужной толщины, не вызывая перегрева и избыточного трения.
  2. Каналообразование – смазка должна обладать хорошими характеристиками каналообразования, так как это предотвратит перегревание по причине вспенивания смазки.
  3. Температура каплепадения – должна значительно превышать значение максимальной рабочей температуры, что обеспечит защиту от маслоотделения и предотвратит возможные неисправности подшипников.
  4. Тип загустителя – загуститель обеспечивает температуру каплепадения, каналообразование и защиту от маслоотделения.
  5. Класс по NLGI – консистенция смазки влияет на маслоотделительные и каналообразующие характеристики пластичных смазок.
  6. Противозадирная присадка – в большинстве случаев смазки используются с противозадирными присадками. Разнообразные химические и твердые присадки предназначены для придания прочности смазочной пленке, уменьшения трения и износа.

Вода как смазка для подшипников

  Подшипники качения и скольжения обычно смазываются различными маслами, которые при утечке загрязняют окружающую среду. Институт механики материалов им. Фраунгофера (Fraunhofer IWM) разработал инновационный метод, который позволит смазывать подшипники скольжения не маслами, а водой.

  По оценкам Института механики материалов им. Фраунгофера, только в Германии ежегодно используется около 1 млн. тонн смазочного материала. В Росси эта цифра достигает 2.5 млн. тонн. Производство, применение и утилизация смазочных масел являются тяжким бременем для окружающей среды.

  Внедрение смазок на водной основе значительно улучшит защиту окружающей среды. Но до сих пор главным препятствием был тот факт, что металлические детали корродируют при контакте с водой. Для решения этой проблемы рабочей группе Fraunhofer IWM во Фрайбурге удалось разработать особую конструкцию подшипника скольжения, который может смазываться водой со специальными присадками.

  Подшипник скольжения состоит из нескольких слоев: внешнего кольца-гильзы, слоя алюминия и внутреннего кольца, которое контактирует с валом. Ноу-хау заключается в том, что во внутреннем кольце есть небольшой канал, который пропускает воду между вращающимся валом и внешним алюминиевым слоем. Это прямое соединение имеет решающее значение в электрохимическом процессе, происходящем при контакте стали и алюминия.

  Превращение воды в смазочный материал

  Исследователи Fraunhofer используют электрохимическую реакцию между алюминием в подшипнике скольжения и сталью в валу, чтобы превратить воду в смазочный материал на основе ионной жидкости, содержащей катионы и анионы.

  Эти ионы накапливаются на внутренней стороне внутреннего металлического кольца и образуют защитный слой, по которому может скользить вал.

  Исследовательская группа уже продемонстрировала жизнеспособность процесса и в настоящее ищет партнеров, с которыми они планируют дальнейшую оптимизацию ионных жидкостей.

 

  Более эффективные электродвигатели

  Исследователи утверждают, что ионно-водная смесь не только безвредна для окружающей среды, но и помогает сделать подшипники скольжения более эффективными, так как она менее вязкая, чем масло. Кроме того, снижается коррозия стальных поверхностей.

  Специалисты Fraunhofer IWM разработали также новый трибометр, способный контролировать значения износа металла и трения непосредственно на подшипнике скольжения во время работы.

  До настоящего времени измерять износ подшипника можно было только путем разборки подшипника перед оценкой и измерением поверхностей. Новый трибометр позволяет измерять износ на месте, не только облегчая разработку возможных смазок на водной основе, но и непрерывно контролировать состояние подшипников.

  

  Новое применение знакомого принципа в катодной защите от коррозии

  Водная смазка в подшипниках скольжения с гальванической связью, разработанная Fraunhofer IWM, является новым применением давно известного принципа: активной катодной защиты от коррозии. Эта технология предотвращает коррозию металлов, которые вступают в контакт с водой. В водную среду вводится «жертвенный» анод, который медленно растворяется, испуская в процессе ионы в жидкость и создавая небольшой поток электронов к защищаемому металлу, действуя как катод. Затем на поверхности металла образуется отрицательно заряженный защитный слой, предотвращающий трибокоррозию. Это связано с тем, что положительно заряженные катионы из ионной жидкости или водной смазки накапливаются на этой отрицательно заряженной поверхности.

Подшипники скольжения и их смазка

Журнал или Подшипники скольжения состоят из вала или журнала, который свободно вращается в несущей металлической втулкой или оболочкой. В этих подшипниках нет тел качения. Их конструкция и конструкция могут быть относительно простыми, но теория и работа этих подшипников могут быть сложными.

В этой статье рассматриваются подшипники скольжения с жидкостной пленкой, смазываемые маслом и консистентной смазкой; но сначала краткое обсуждение пальцев и втулок, сухих и полусмазываемых опорных подшипников и подшипников качения.

Тихоходные пальцы и втулки представляют собой форму опорных подшипников, в которых вал или вкладыш, как правило, не совершают полного вращения. Частичное вращение на низкой скорости перед типичным изменением направления на обратное не позволяет сформировать полную пленку жидкости, и, таким образом, контакт металл-металл действительно происходит внутри подшипника. Пальцы и втулки постоянно работают в режиме граничной смазки.

Эти типы подшипников обычно смазываются консистентной смазкой с противозадирными присадками (EP), которая помогает выдерживать нагрузку.Твердый дисульфид молибдена (молибден) включен в консистентную смазку для повышения несущей способности смазки.

Во многих приложениях для наружного строительства и горнодобывающего оборудования используются пальцы и втулки. Следовательно, ударные нагрузки и загрязнение водой и грязью часто являются основными факторами их смазки.


Рис. 1. Kingsbury Radial
и упорный подшипник

Сухие опорные подшипники состоят из вала, вращающегося в сухой втулке, обычно из полимера, который может быть смешан с твердыми частицами, такими как молибден, графит, ПТФЭ или нейлон.

Эти подшипники предназначены только для применений с низкой нагрузкой и низкой поверхностной скоростью. Полусмазываемые опорные подшипники состоят из вала, вращающегося в пористой металлической втулке из спеченной бронзы или алюминия, в которой смазочное масло содержится в порах пористого металла. Эти подшипники рассчитаны на низкие нагрузки, скорость от низкой до средней и температуру до 100 ° C (210 ° F).

Подшипники с поворотными подушками или поворотными башмаками состоят из вала, вращающегося внутри корпуса, состоящего из изогнутых подушек.Каждая колодка может поворачиваться независимо и совпадать с кривизной вала. Схема подшипника с наклонной подушкой представлена ​​на рисунке 1.

Преимущество этой конструкции является более точным выравниванием опорной оболочки на вращающемся вал и увеличение стабильности вала, который получается. 1

Подшипники скольжения включают подшипники скольжения, скольжения, вкладыши и баббитовые подшипники. Термин баббит фактически относится к слоям более мягких металлов (свинец, олово и медь), которые образуют металлическую контактную поверхность вкладыша подшипника.Эти более мягкие металлы накладываются на более прочную стальную опорную оболочку и необходимы для защиты оболочки от более твердого вращающегося вала.

Простые опорные подшипники скольжения воспринимают только радиальную нагрузку, перпендикулярную валу, как правило, из-за веса или нагрузки вала, направленной вниз. Осевые или осевые нагрузки вдоль оси вала также могут восприниматься опорными подшипниками, предназначенными для этой цели. На рис. 1 показан подшипник с наклонной подушкой, способный воспринимать как радиальные, так и осевые нагрузки.


Рис. 2. Слои конструкции подшипников скольжения

Подшипники скольжения работают в граничном режиме (контакт металл-металл) только во время пуска и останова оборудования, когда частота вращения вала (шейки) недостаточна для создания масляной пленки. Именно во время пуска и останова происходит почти полное повреждение подшипника. 2

Гидростатическая подъемная сила, создаваемая подачей масла под внешним давлением, может использоваться для смещения больших тяжелых цапф перед запуском (вращение вала) для предотвращения такого типа повреждений.Во время нормальной работы вал вращается с достаточной скоростью, чтобы протолкнуть масло между соответствующими изогнутыми поверхностями вала и кожуха, тем самым создавая масляный клин и гидродинамическую масляную пленку.

Эта полностью гидродинамическая пленка жидкости позволяет этим подшипникам выдерживать чрезвычайно тяжелые нагрузки и работать с высокими частотами вращения. Обычные скорости на поверхности от 175 до 250 метров в секунду (от 30 000 до 50 000 футов в минуту). Температуры часто ограничиваются используемым смазочным материалом, так как свинцово-оловянный баббит может достигать температуры 150 ° C (300 ° F).

Важно понимать, что вращающийся вал не центрируется в вкладыши подшипника при нормальной работе. Это расстояние смещения называется эксцентриситетом подшипника и создает уникальное место для минимальной толщины масляной пленки, как показано на Рисунке 3.


Рисунок 3. Движение вала при запуске

Обычно минимальная толщина масляной пленки также является динамическим рабочим зазором подшипника. Знание толщины масляной пленки или динамических зазоров также полезно при определении требований к фильтрации и чистоте поверхности металла.

Обычно минимальная толщина масляной пленки в зоне нагрузки во время работы составляет от 1,0 до 300 микрон, но значения от 5 до 75 микрон чаще встречаются в промышленном оборудовании среднего размера. Толщина пленки будет больше в оборудовании с валом большего диаметра.

Лица, которым требуется более точное значение, должны получить информацию о числе Зоммерфельда и числе Рейнольдса. Более подробное обсуждение этих расчетов выходит за рамки данной статьи.Обратите внимание, что эти значения значительно превышают значения в один микрон, встречающиеся в подшипниках качения.

Давления, возникающие в зоне контакта опорных подшипников, значительно меньше, чем в подшипниках качения. Это происходит из-за большей площади контакта, создаваемой соответствующими (схожей кривизной) поверхностями шейки и оболочки.

Среднее давление в зоне нагрузки подшипника журнала определяется силой на единицу площади, или в данном случае, вес или нагрузка, поддерживаемом подшипник, разделенном на примерную площади нагрузки подшипника (раз больше диаметра подшипника длина из несущий).В большинстве промышленных приложений эти значения находятся в диапазоне от 690 до 2070 кПа (от 100 до 300 фунтов на квадратный дюйм).

При таком низком давлении вязкость масла в зоне контакта подшипника практически не увеличивается из-за давления. Подшипники автомобильных поршневых двигателей и некоторые сильно нагруженные промышленные применения могут иметь среднее давление от 20,7 до 35 МПа (от 3000 до 5000 фунтов на квадратный дюйм). При таких уровнях давления вязкость может немного увеличиться. Максимальное давление, с которым сталкивается подшипник, обычно примерно вдвое превышает среднее значение, до максимального примерно 70 МПа (10 000 фунтов на квадратный дюйм).

Масляный вихрь - это явление, которое может возникать в высокоскоростных подшипниках скольжения, когда положение вала внутри корпуса становится нестабильным, и вал продолжает менять свое положение во время нормальной работы из-за сил жидкости, создаваемых внутри подшипника. Масляный завихрение можно уменьшить, увеличив нагрузку или изменив вязкость, температуру или давление масла в подшипнике.

Постоянное решение может включать новый подшипник с другим зазором или другой конструкцией. Масляный выброс возникает, когда частота масляного вихря совпадает с собственной частотой системы.Результатом может стать катастрофический отказ. 3

Смазка маслом

Масла используются в опорных подшипниках, когда требуется охлаждение или необходимо смыть загрязнения или мусор с подшипника. Высокоскоростные опорные подшипники всегда смазываются маслом, а не консистентной смазкой. Масло подается в подшипник либо системой масляного насоса под давлением, либо масляным кольцом, либо манжетой, либо фитилем. Канавки вкладыша подшипника используются для распределения масла по поверхностям подшипников.

Требуемый класс вязкости зависит от частоты вращения подшипника, температуры масла и нагрузки. Скорость подшипника часто измеряется строго по оборотам вала в минуту, без учета поверхностной скорости вала, согласно значениям «nd m », рассчитанным для подшипников качения. В таблице 1 приведены общие рекомендации по выбору правильного класса вязкости по ISO.

Указанный номер класса ISO является предпочтительным для диапазона скорости и температуры.Масла классов ISO 68 и 100 обычно используются в помещениях с подогревом, а масла класса 32 используются для высокоскоростных (10000 об / мин) агрегатов и некоторых наружных низкотемпературных применений.

Обратите внимание на таблицу, что чем выше частота вращения подшипника, тем ниже требуемая вязкость масла; и чем выше рабочая температура агрегата, тем выше требуемая вязкость масла. Если возможна вибрация или незначительная ударная нагрузка, следует рассмотреть более высокий сорт масла, чем тот, который указан в таблице 1.

Скорость подшипника

Температура подшипника / масла (° C)

(об / мин)

От 0 до 50

60

75

90

От 300 до 1500

-

68

От 100 до 150

-

~ 1,800

32

32 по 46

68 к 100

100

~ 3,600

32

32

46 по 68

68 к 100

~ 10 000

32

32

32

32 по 46

Таблица 1.Журнал подшипников ISO Класс вязкости Выбор

Другой метод определения надлежащей степени вязкости - применение критериев минимальной и оптимальной вязкости к графику зависимости вязкости от температуры. Общепринятая минимальная вязкость масла при рабочей температуре для подшипников скольжения составляет 13 сСт, хотя в некоторых конструкциях допускается использование масла толщиной от 7 до 8 сСт при рабочей температуре.

Оптимальная вязкость при рабочей температуре составляет от 22 до 35 сСт для подшипников с умеренной скоростью вращения, если не происходит ударных нагрузок.Оптимальная вязкость может достигать 95 сСт для низкоскоростных, сильно нагруженных или ударно нагруженных подшипников скольжения.

Использование этого метода требует определенных знаний о температуре масла в подшипнике в рабочих условиях, которую бывает сложно определить. К счастью, точная температура масла не требуется для большинства определений вязкости. Обычно определяют температуру внешней поверхности труб, по которым масло подается к подшипнику и от него.

Температура масла внутри труб обычно выше (от 5 до 10 ° C, от 10 до 18 ° F), чем на внешней металлической поверхности трубы.Температуру масла внутри подшипника можно принять как среднее значение температуры масла на входе и температуры на выходе из подшипника. 4

Третий и более сложный метод - это расчет вязкости масла, необходимой для получения удовлетворительной толщины масляной пленки. Лица, желающие узнать больше об этом методе, должны искать информацию относительно уравнения Зоммерфельда и либо коэффициентов эксцентриситета, либо чисел Рейнольдса. 4

Если выбранное масло имеет слишком низкую вязкость, из-за недостаточной толщины пленки будет выделяться тепло, и произойдет некоторый контакт металла с металлом.Если масло имеет слишком высокую вязкость, снова будет выделяться тепло, но из-за внутреннего жидкостного трения, создаваемого внутри масла. Выбор масла слишком высокой вязкости также может увеличить вероятность кавитации.

Зоны высокого и низкого давления, которые создаются в масле с каждой стороны зоны минимальной толщины пленки, могут вызвать кавитацию масла в этих подшипниках. Кавитация - это результат расширения растворенного воздуха или пара (воды или топлива) в зоне низкого давления подшипника.

Образовавшийся пузырь лопается, вызывая повреждение при прохождении через часть подшипника, находящуюся под высоким давлением. Если схлопывание или схлопывание пузырька пара происходит рядом с поверхностью металла, это может вызвать кавитационное точечное повреждение металла. Если взрыв пузыря происходит внутри масла, может возникнуть микрогорячее пятно или микродизель, что может привести к покрытию лаком внутри системы.

Обычно в маслах, используемых в этих областях, используется система присадок, ингибирующих ржавчину и окисление (R&O).Также могут присутствовать антипенные добавки и присадки, снижающие температуру застывания. Противоизносные (AW) гидравлические масла также могут использоваться, если не превышается предел высокой температуры цинкового компонента AW и не присутствует избыточное количество воды.

Масла R&O, как правило, обладают лучшими характеристиками водоотделения, что является выгодным, а свойства гидравлического масла по AW будут полезны только во время пуска и останова при условии, что подшипник работает правильно.

Консистентная смазка

Консистентная смазка используется для смазки опорных подшипников, когда охлаждение подшипника не имеет значения, как правило, если подшипник работает на относительно низких скоростях.Смазка также полезна, если возникает ударная нагрузка или если подшипник часто запускается и останавливается или меняет направление.

Консистентная смазка почти всегда используется для смазки пальцев и втулок, поскольку она обеспечивает более густую смазку, чем масло, для выдерживания статических нагрузок и защиты от вибрации и ударных нагрузок, которые являются обычными для многих из этих применений.

Литиевое мыло или загустители на основе литиевого комплекса являются наиболее распространенными загустителями, используемыми в консистентных смазках, и отлично подходят для большинства применений в подшипниках скольжения.Используемая консистентная смазка обычно относится к классу № 2 по NLGI с вязкостью базового масла приблизительно от 150 до 220 сСт при 40 ° C.

Консистентные смазки для низкоскоростных, высоконагруженных и высоких температур, а также для пальцев и втулок могут использовать базовое масло с более высокой вязкостью и содержать противозадирные и твердые присадки. Консистентные смазки для повышения водостойкости могут быть изготовлены на основе более тяжелых базовых масел, различных загустителей и специальных составов присадок.

Консистентные смазки для лучшего нанесения при низких температурах могут включать базовое масло с более низкой вязкостью, произведенное в соответствии со спецификацией NLGI # 1.Подшипники, смазываемые централизованными системами подачи консистентной смазки, обычно используют консистентную смазку №1, 0 или 00.

Кажущаяся вязкость консистентной смазки изменяется в зависимости от сдвига (давления, нагрузки и скорости), то есть консистентные смазки являются неньютоновскими или тиксотропными. Внутри вращающегося подшипника скольжения, поскольку подшипник вращается быстрее (увеличивается скорость сдвига), кажущаяся вязкость консистентной смазки уменьшается и приближается к вязкости базового масла, используемого в консистентной смазке.

На обоих концах вкладыша подшипника давление ниже, поэтому кажущаяся вязкость остается выше.Полученная более густая смазка на концах подшипников действует как встроенное уплотнение, уменьшая проникновение загрязняющих веществ.

Процедуры смазки

Процедуры смазки подшипников скольжения, пальцев и втулок не так четко определены и не столь критичны, как для подшипников качения, поскольку смазка не подвергается перемешиванию, создаваемому телами качения.

Объем впрыскиваемой смазки и частота нанесения больше зависят от метода проб и ошибок.Как правило, большинство опорных подшипников нельзя чрезмерно смазывать. Необходимо соблюдать осторожность при нагнетании смазки в подшипник с уплотнениями, чтобы они не были повреждены или смещены под действием силы и объема поступающей смазки.

Суровые условия окружающей среды, ударные нагрузки и особенно рабочая температура будут основными факторами при определении частоты повторного смазывания.

Подшипники скольжения обычно имеют более простую конструкцию и их не так сложно смазывать, как подшипники качения.Правильная вязкость, соответствующая условиям эксплуатации, и чистая и сухая смазка, как правило, достаточны для образования полностью жидкой смазочной пленки и обеспечения длительного срока службы подшипников.

Список литературы

  1. Стрекер, Уильям. «Поиск и устранение неисправностей в упорных подшипниках качения». Machinery Lubrication, журнал , март-апрель 2004 г.

  2. Стрекер, Уильям. «Анализ отказов подшипников скольжения.» Machinery Lubrication, журнал , июль-август 2004 г.

  3. Берри, Джеймс. «Неустойчивость масляного вихря и хлыста в подшипниках скольжения». Machinery Lubrication, журнал , май-июнь 2005 г.

  4. Справочник по трибологии . Глава 61, Конструкция и анализ подшипников скольжения. Хонсари, М. CRC Press, 1997.

Примечание редактора:
Части этой статьи были ранее опубликованы в разделе «Общество трибологов и инженеров-смазчиков» (STLE), Альберта, , Базовый справочник по смазке , второе издание, 2003 г.

Наука о простоте Самосмазывающиеся подшипники скольжения линейного перемещения

Простота ® подшипники скольжения для линейного перемещения обладают реальными преимуществами по сравнению с другими типами подшипников для линейного перемещения; такие как самосмазывающееся качество гильзы Frelon® подшипника, а также очищающее действие на валу, которое обеспечивает плавное линейное движение.Эти возможности позволяют системе линейного перемещения не только избежать катастрофического отказа, но также продлить срок службы системы.

Что такое самосмазка?

Самосмазка характеризуется способностью подшипника переносить микроскопические количества материала на сопрягаемую поверхность. Этот процесс переноса создает пленку, которая обеспечивает смазку и снижает трение по длине рельса или вала. Самосмазка имеет несколько преимуществ по сравнению с традиционными подшипниками со смазкой.Самосмазывающиеся подшипники экономят время и деньги на профилактическое обслуживание и не требуют опасных отходов смазочного материала, утилизации или очистки. Самосмазка обеспечивает постоянство сил трения в подшипниках и системе привода, и не требуется добавление смазки или масла, которые могут притягивать загрязнения, разрушающие обычные подшипники.

Процесс передачи

Процесс переноса - это постоянная динамическая функция самосмазывающегося подшипника, которая будет продолжаться на протяжении всего срока его службы.

Первым и наиболее важным этапом процесса является период обкатки. Это когда происходит первоначальный перенос материала на сопрягаемую поверхность. Количество материала подшипника, затронутого во время переноса, зависит от множества факторов, включая скорость, нагрузку, длину хода и т. Д. Для приложения. Обычно начальный процесс переноса выполняется за 50-100 ходов непрерывной работы.

На вторичной и продолжающейся фазе переноса самосмазка наиболее эффективна.

Что делает систему самосмазывающейся?

  1. Смазка является неотъемлемой частью материала подшипника.
  2. Смазка (обычно масло или консистентная смазка) НЕ добавляется к оригинальной конструкции подшипника.
  3. Смазка НЕ ​​разрушается и со временем становится неэффективной (старение смазки).
  4. Смазка равномерно нанесена на поверхность вала.
  5. Дополнительные компоненты не увеличивают стоимость всей системы.

Чтобы действительно быть самосмазывающейся, подшипниковая система должна выполнять именно то, что подразумевает ее название. Он должен обеспечивать собственную смазку на протяжении всего срока службы системы и не иметь какого-либо внешнего источника, облегчающего смазку в течение определенного периода времени. Он должен быть спроектирован и изготовлен из материала подшипника с самого начала.

Распространенные заблуждения о самосмазке

Умные рекламные уловки и неточные учебные материалы часто заявляют о возможности «самосмазывания» или «смазки на весь срок службы» для систем или компонентов, которые не подходят под определение смазки как неотъемлемого элемента материала подшипника.Хотя эти системы могут быть временно «самосмазывающимися», в конечном итоге смазка будет использована и ее необходимо будет заменить. Многие подшипники с «пожизненной смазкой» не смазываются на весь срок службы, их просто «смазывают на долгое время».

Обычные несамосмазывающиеся системы

Системы качения: К ним относятся поворотные (шариковые и роликовые) подшипники, линейные шарикоподшипники с круговым движением и монорельсовые конструкции с профилем качения. Для работы всех этих систем требуется какая-то внешняя смазка.Контакт металла по металлу тела качения с дорожкой качения требует постоянного присутствия смазки или масла. Если эта внешняя смазка отсутствует, шарик или ролик начнет непосредственно контактировать с материалом вала или рельса, что приведет к истиранию и повреждению бринелинга. Многие производители пытаются преодолеть этот недостаток конструкции, добавляя пропитанные маслом уплотнения на концах подшипника или корпуса. Такой подход может привести к некоторому увеличению срока службы подшипника качения.

Бронза, пропитанная маслом: Подшипники из бронзы очень пористые и имеют легкое масло, пропитанное материалом. В оптимальных условиях это масло всасывается к поверхности подшипника, образуя слой смазки между подшипником и валом.

Бронза с графитовой пробкой: Графит - хорошая твердая смазка, которую обычно добавляют в подшипники из бронзы. В отверстия в основном бронзовом материале обычно вставляются твердые заглушки из графита.

Материалы с тефлоновым покрытием: ПТФЭ можно использовать для покрытия поверхностей подшипников несколькими способами.Может применяться как в составе порошка, просто присыпка подшипника. Это может быть распылена смесью, которая прилипает к поверхности подшипника. Или это может быть часть жидкости или смазки, нанесенной на подшипник. Любой из этих методов приводит к образованию очень тонкого слоя реальной смазки, который быстро изнашивается и становится неэффективным.

Пластмасса, пропитанная маслом: Здесь снова к основному материалу добавляется легкое масло для облегчения смазки подшипников. В результате сначала снижается трение, но старение и рассеяние смазки быстро снижает ее эффективность.

Процесс обкатки

Процесс обкатки и передачи самосмазывающегося линейного подшипника Frelon обеспечивает максимальную эффективность работы. Чтобы правильно интегрировать подшипник в систему линейного перемещения, линейный вал необходимо очистить маслом типа 3-в-1®, чтобы обеспечить чистую передачу материала. Затем подшипник должен пройти несколько циклов по валу, чтобы фрелон нанес на вал микроскопическую пленку, заполнив впадины в отделке поверхности и создав условия работы фрелона на фрелоне, которые действительно являются самосмазывающимися.

В определенных ситуациях подшипник скольжения может нуждаться в дополнительной смазке. Для подшипников PBC Linear’s Simplicity рекомендуются следующие смазочные материалы:

  • Масла Waylube
  • Легкие масла на нефтяной основе
  • Масла типа 3-в-1
  • Легкие смазки на нефтяной основе

Некоторые смазочные материалы, которых следует избегать при использовании подшипников Simplicity, включают:

  • WD-40®
  • Аэрозоль из ПТФЭ
  • Масла, смазки или спреи, содержащие фторуглероды или силикон
  • Масла моторные / масла с присадками

Подшипники Simplicity могут быть сконфигурированы с дополнительной системой смазки, механически обработанной для дополнительной смазки.Войлочный фитиль врезан во внутренний диаметр подшипника, который предназначен только для использования с маслами - при использовании пластичной смазки удалите войлочный фитиль, чтобы создать резервуар для консистентной смазки. Установленные в корпусе агрегаты имеют крепление в стене, позволяющее вводить смазку в войлочный фитиль на внутренней стороне подшипника.

Найдите свое идеальное решение для линейного перемещения:

Рекомендации по смазке подшипников и возможные ошибки


Как мы уже говорили, смазка подшипников играет критически важную роль в сроке службы и производительности подшипников, поскольку помогает разделять движущиеся части, чтобы минимизировать трение и предотвратить износ.

Помимо обеспечения этого разделения, он также рассеивает тепло от трения (что предотвращает перегрев и ухудшение качества смазки) и защищает от других известных проблем, таких как коррозия, влажность и другие загрязнения.

Смазочные материалы должны иметь следующие идеальные характеристики для поддержки подшипников качения:

Можно использовать множество различных методов для нанесения масел и консистентных смазок, однако существует четыре стандартных метода, которые обычно используются для смазывания подшипников.

Смазка обычно наносится с помощью специального оборудования, которое наносит смазку между шариками, заставляя ее перемещаться внутри и вокруг поверхности контакта шарика или дорожки качения ролика. В отличие от масла, смазка обычно обозначается в процентах (например, заполнение 30%), которое представляет собой фактический объем смазки по сравнению со свободным внутренним пространством внутри подшипника. [источник]

Обычно производитель применяет масло со специальным оборудованием, однако количество добавляемого в подшипник не указывается.

Какой метод подходит для вашего приложения? Давайте узнаем...

Проще говоря, этот метод (часто называемый системой подачи под действием силы тяжести) «состоит из неплотно закрытой чашки или коллектора масла, помещенного над подшипником, который дозирует масло с заданным интервалом», согласно Tech Transfer.

В системах, где ожидаются низкие нагрузки и низкие или умеренные скорости, подшипники этого типа требуют небольшого количества масла, которое наносится через регулярные промежутки времени.

Раньше этот тип смазки применялся вручную, но на самом деле он сопряжен с такими рисками, как избыточное или недостаточное смазывание.Для этих применений чаще используются системы капельной смазки для подачи нужного количества масла с нужными интервалами.

При этом типе смазки подшипники забрызгиваются маслом от движущихся частей, которые регулярно погружаются в смазочное масло. Этот метод предпочтительнее, когда вращение недостаточно быстрое для взбивания масла.

Распространенным типом смазки с разбрызгиванием является система масляных колец. Этот метод снижает рабочую температуру подшипников и отлично подходит для приложений, работающих при более высоких скоростях и температурах.

Его единственный недостаток в том, что он работает только для горизонтальных приложений из-за динамики масляного кольца.

При работе оборудования с большими нагрузками и высокими скоростями необходимо защитить оборудование от высоких температур, возникающих в результате перебоев, путем подачи большого потока масла.

В системе смазки с принудительной подачей масляный насос нагнетает масло под давлением, которое затем направляется к вращающемуся компоненту. Примеры систем, использующих этот метод, включают питательные насосы котлов, компрессоры, редукторы и турбогенераторы.

Поскольку консистентные смазки являются полутвердыми смазочными материалами, они часто используются, когда смазочный материал должен оставаться в одном месте или прилипать к детали, и они идеальны, поскольку требуют меньшего обслуживания.

Они также используются, когда компонент недоступен во время работы или не может часто смазываться.

Смазки не вытекают так легко, как масла, однако, поскольку они очень вязкие, их нельзя непрерывно прокачивать через оборудование для отвода тепла.

Теперь, когда мы узнали больше о различных типах методов нанесения смазки, давайте перейдем к правильной процедуре нанесения.

ГЛАВА 3

Рекомендации по правильной процедуре применения

Ни для кого не секрет, что правильная смазка в наибольшей степени влияет на срок службы подшипников. Фактически, общепризнано, что по крайней мере 80% отказов подшипников связаны с проблемами смазки и загрязнения. [источник]

Правильная смазка борется с распространенными проблемами подшипников, такими как коррозия, износ и чрезмерное нагревание.

Итак, как узнать, правильно ли вы смазываете подшипники?

Это требует выбора правильной смазки для каждого применения (как мы обсуждали выше), правильного ее нанесения и соблюдения графика смазки, который соответствует потребностям оборудования.

Хотя это несложный процесс, он требует соблюдения определенных рекомендаций, которые выполняются неправильно. В результате многие заводы и предприятия не имеют адекватных программ смазки и выходят из строя подшипники.

Вот несколько типичных причин неисправностей, связанных со смазкой.

Потеря смазки - если подшипник не смазывать повторно с надлежащими интервалами и надлежащим количеством смазки, потеря смазки и смазки может привести к отказу оборудования.

Неправильная смазка - Убедитесь, что используете правильную смазку для вашего применения. Согласно Machinery Lubrication, для некоторых применений требуется смазка не для экстремального давления (не-EP) или общего назначения (GP), в то время как для других может потребоваться смазка для экстремального давления (EP).

Избыточная смазка - Это происходит, когда избыток смазки вызывает чрезмерное повышение температуры в подшипнике, что обычно происходит только в подшипниках с открытой поверхностью.

Разложение консистентной смазки - Распространенные типы деградации смазки включают отделение масла от основы смазки, химическое разложение из-за чрезмерного нагрева и затвердевание смазки.

Несовместимость смазки - Очень важно использовать одну и ту же смазку (или совместимую замену) на протяжении всего срока службы подшипника. Не все смазки совместимы друг с другом.

Правильная процедура нанесения так же важна, как и выбор правильной смазки. Наиболее важными областями применения смазки являются очистка подшипников, качество заполнения смазки и приработка подшипников.

Шаг 1: Очистка

На этом первом этапе вам необходимо удалить все существующие масла, антикоррозионные покрытия и смазки.Эта часть важна, потому что срок службы и надежность становятся более важными и помогают устранить любую потенциальную несовместимость.

Компании, производящие подшипники, обычно предоставляют изделия с предварительно нанесенным покрытием масляной пленкой или антикоррозийным покрытием. Если покрытие имеет микротолщину и совместимо с выбранной смазкой, предварительная очистка может не потребоваться в соответствии с Руководством по надлежащим процедурам смазки подшипников от Klüber Lubrication.

Обязательно используйте безостаточный растворитель при очистке поверхностей подшипников, чтобы обеспечить оптимальные условия смазки.

Шаг 2: Обеспечьте надлежащее количество заправки

Правильное количество заправки гарантирует, что все контактные поверхности имеют подходящую смазочную пленку. Этот шаг имеет решающее значение, потому что, как мы уже обсуждали, избыточная и недостаточная смазка пагубно сказываются на сроке службы подшипников.

Избыточная смазка может увеличить внутреннее трение, что приводит к выделению дополнительного тепла, а недостаточная смазка может привести к износу или нехватке смазки из-за недостаточной смазки контактных поверхностей.

Правильное количество смазочного материала может определяться рабочими скоростями, конструкцией, объемом резервуара и степенью герметичности или экранирования, применяемой в данном применении.

Шаг 3: Определите свободное пространство подшипника

Надлежащий объем заполнения подшипника с консистентной смазкой часто указывается в процентах от свободного пространства подшипника, поэтому важно правильно определить свободное пространство.

Ниже приведены некоторые методы определения свободного пространства подшипника...

Опубликованные технические данные - Возможно, производители сделали эту работу за вас, определив свободное место для ряда своих «каталожных подшипников». Это означает, что простой адрес электронной почты или телефонный звонок в технический отдел производителя может дать вам ответы на все ваши вопросы.

Опубликованные справочные таблицы - Производители также разработали обобщенные таблицы свободного пространства в подшипниках, которые помогут вам рассчитать свободное пространство конкретного подшипника на основе внутреннего диаметра и проектной конфигурации.

Эти диаграммы являются отличным справочным инструментом, однако важно помнить, что информация о свободном пространстве, представленная в них, является обобщенной.

Эмпирическое уравнение - Этот метод является одним из наиболее сложных для определения качества заливки, и также стоит отметить, что этот метод является именно таким, «практическим правилом» с ограниченной точностью.

Этот метод лучше всего подходит для приложений, которые работают с низкой скоростью или имеют доступные полости для смазки, потому что они не требуют чрезвычайно точного измерения свободного пространства.

Вот уравнение:

Шаг 4: процедуры обкатки

Правильная процедура обкатки имеет решающее значение для работы подшипника и смазочного материала в области применения, где критически важны высокие скорости, объемы заполнения и определенные предварительные нагрузки.

В соответствии с Руководством по надлежащим процедурам смазки подшипников от Klüber Lubrication , если все сделано правильно, процедура обкатки будет:

  • Удалите излишки смазки, обнаруженные в системе
  • Сориентируйте смазочную пленку на каждой контактной поверхности
  • Создайте масленку, которая подает масло в зону контакта
  • Установить низкую равновесную рабочую температуру
  • Обеспечение герметичности на весь срок службы смазки

Если процедура обкатки не будет выполнена, произойдет чрезмерная смазка и / или чрезмерные рабочие температуры.

Теперь, когда мы рассмотрели применение передовых методов смазки подшипников, давайте выясним три ошибки при смазке, которые вы можете совершить и разрушить ваши подшипники.

ГЛАВА 4

3 ошибки, которые могут испортить ваши подшипники

Ошибки при смазке могут иметь далеко идущие последствия. Общие побочные эффекты неправильной смазки включают перегрев или чрезмерный износ, который может привести к выходу подшипника из строя. А это может привести к неожиданным простоям и потере дохода на вашем предприятии.

Источник: SDT Ultrasound Solutions

Посмотрим правде в глаза, никто не хочет с этим иметь дело. Так как же сделать так, чтобы этого не случилось на вашем предприятии?

Вот три распространенных ошибки при смазке, которые вы могли совершать, и способы их избежать (или исправить), чтобы вы могли быть уверены в исправности своего подшипника.

Ошибка 1: избыточное или недостаточное смазывание

Добавление слишком большого или слишком малого количества смазки - одна из самых распространенных ошибок в нашей отрасли.

Как мы уже обсуждали, слишком много смазки накапливается и в конечном итоге вызывает повышенное трение и давление, что приводит к избыточному нагреву. Недостаток смазки также сокращает срок службы подшипников.

Как определить, что вы добавили нужное количество смазки?

Начните с контроля уровня трения подшипника с помощью ультразвука по мере нанесения новой смазки, по одной порции за раз (и, конечно, медленно). [источник]

Вы захотите послушать подшипник и попытаться измерить падение трения, когда смазка начнет поступать в подшипник.Обратите внимание, когда уровень децибел приближается к минимальному значению и стабилизируется, добавьте одиночные выстрелы, и если уровень децибел начнет даже немного увеличиваться, вы можете остановиться, потому что ваша работа сделана.

Ошибка 2: Смазка по графику, а не по условию

Хотя смазка подшипника раз в неделю или раз в месяц кажется практической задачей, на самом деле это приносит вашим подшипникам больше вреда, чем пользы.

Смазка нужна в подшипниках по одной причине - для предотвращения и уменьшения трения.Если смазка хорошо справляется со своей задачей, вам не нужно продолжать ее менять или добавлять.

Вы можете контролировать, измерять и изменять уровни трения с помощью ультразвука вместо повторной смазки подшипника по графику, чтобы вы могли точно знать, когда пришло время смазывать, согласно Maint World.

Ошибка 3: Использование ультразвукового прибора "только для прослушивания"

Проще говоря, использование ультразвукового устройства, которое не дает обратной связи при измерении, для прослушивания подшипника звучит как отличная идея в теории, но в долгосрочной перспективе это только навредит вам.

Звуковая обратная связь сама по себе не работает, потому что это слишком субъективно, чтобы делать какие-либо реальные выводы, поскольку нет двух людей, слышащих одно и то же. Также слишком сложно вспомнить, как мог звучать пеленг несколько месяцев назад, основываясь только на памяти.

Простым решением здесь является использование ультразвука с цифровым измерением децибел. Вы можете использовать устройство, которое предоставляет несколько индикаторов состояния - если они у вас есть.

Оптимизация смазки подшипников и избежание этих трех ошибок дает очевидные преимущества.Это продлит срок службы ваших подшипников, снизит расход смазки и сократит время, затрачиваемое на повторную смазку, когда в этом нет необходимости.

Заключение

Смазка подшипников, хотя и представляет собой простую концепцию, может иметь свои проблемы и требует соблюдения определенных рекомендаций для обеспечения правильного выполнения.

Со временем смазка в подшипнике естественным образом утратит свои смазочные свойства, но по-прежнему важно уделять пристальное внимание качеству исходной смазки и предпринимать описанные выше шаги для сохранения подшипника и его предполагаемого срока службы.

Это обеспечит бесперебойную работу вашего предприятия и предотвратит незапланированные простои, потерю доходов и снижение операционной эффективности из-за выхода из строя подшипников из-за проблем со смазкой.

Если вам нужны услуги по смазке, которые помогут вам удовлетворить требования ваших клиентов, компания Bearing and Drive Systems имеет на складе более 200 видов пластичных смазок и масел от всех ведущих компаний для удовлетворения ваших потребностей. Свяжитесь с нами сегодня, и мы сможем взять на себя часть вашего бремени благодаря нашему более чем 30-летнему опыту и знаниям и стать вашим помощником по оптимизации смазочных материалов.

СМАЗКА ПОДШИПНИКОВ ПОДШИПНИКА

Поверхности, которые скользят друг по другу, можно смазывать одним из двух механизмов: ( a ) сильно нагруженные поверхности, работающие на низкой скорости в зависимости от маслянистости смазки, и ( b ) высокоскоростные подшипники в зависимости от его вязкости. В последнем случае условия должны быть отрегулированы таким образом, чтобы обеспечивался достаточный запас смазочного материала и была предоставлена ​​возможность для его захвата между поверхностями и фактического расклинивания их.Поэтому подшипник должен иметь определенный зазор над цапфой. Масляные канавки должны обеспечивать средства для попадания масла в подшипник и гарантию того, что оно не сможет вытечь, не выполнив свою работу. Как правило, их не следует размещать на нагруженной стороне подшипника. Имеется тенденция втягивать масло из точки минимального давления через точку, при которой давление является максимальным, и масло распространяется и движется по спирали вдоль подшипника к концам.

С целью исследования поведения масла после того, как оно достигло подшипника, было проведено визуальное исследование с помощью стеклянного подшипника, и результаты были воспроизведены на пленке, при этом действие смазки стало видимым. путем введения в масло небольшого количества раствора окрашенного глицерина примерно такой же вязкости, что и масло.Дано описание полученных результатов.

Это общепризнанный факт, по крайней мере, в литературе, что две скользящие поверхности могут смазываться одним или другим из двух механизмов. Одна из них, возникающая в основном в подшипниках, которые сильно нагружены и работают на малой скорости, связана с маслянистостью. Другой связан с вязкостью смазки и называется жидкостной пленочной смазкой. Он состоит из пленки жидкости, которая сохраняется между двумя трущимися поверхностями, несмотря на нагрузку, которая может быть воспринята, и является типом, который необходимо поддерживать в высокоскоростных подшипниках.Под высокоскоростными подшипниками подразумеваются подшипники, такие как подшипники автомобильных двигателей и, конечно же, все подшипники, работающие на более высоких скоростях.

Жидкая пленка образуется под действием смазки при налипании на шейку и, в случае вращающейся шейки, при протягивании смазки вместе с ней между трущимися поверхностями. Следовательно, условия должны быть отрегулированы таким образом, чтобы обеспечивалось достаточное количество смазочного материала и была предоставлена ​​возможность для его захвата между трущимися поверхностями и фактического расклинивания их.Следовательно, подшипник должен иметь определенный зазор над цапфой. В дополнение к правильному зазору должен присутствовать определенный поток масла через подшипник из некоторой точки, в которой цапфа может поднять его, через часть, которая несет нагрузку, и выход в какой-то другой точке.

Подшипник, оснащенный надлежащим зазором, обычно имеет все необходимое пространство для выхода отработанного масла, и иногда утечка из подшипников в конце концов оказывается слишком большой. Еще одним важным моментом при проектировании подшипников является обеспечение надлежащих средств для входа масла в подшипник и гарантии того, что масло не сможет вытечь, не выполнив свою работу.Для этого необходимо, чтобы масляные канавки находились в надлежащем месте для подачи масла, и убедитесь, что масляные канавки не располагаются там, где должна располагаться поверхность для несения нагрузки. Как правило, на нагруженной стороне подшипника не должно быть масляных канавок.

Внутренний срок службы подшипников, часть 1: Как на самом деле работает смазка

То, чего не знают некоторые сотрудники, может повредить ваше оборудование и процессы. Совет экспертов стоит повторить.

Невилл Сакс, П.Е.

Поскольку предприятие рассматривает возможность реализации сложной программы смазки, нередко кто-то решительно настаивает на том, что «масло - это масло» и что «все наши приложения могут обрабатываться с помощью одной универсальной смазки». Количество минеральных и синтетических смазочных материалов в каталогах поставщиков противоречит этим аргументам. Производители обычно перечисляют более 40 пластичных смазок и смазочных масел, доступных как минимум в 10 диапазонах вязкости.Категории включают авиационные масла, моторные масла для автомобилей и легких грузовиков, трансмиссионные масла, компрессорные масла, моторные масла для тяжелых условий эксплуатации, масла для газовых двигателей, турбинные масла и моторные масла, и это лишь некоторые из них.

Рассказы чьего-то зятя или друга, который «никогда не менял масло в своем грузовике» или «использовал ATF (жидкость для автоматической трансмиссии) в двигателе своего автомобиля», могут быть скорее городской легендой, чем правдой - и они не отражают долгосрочные решения: некоторые масла временно будут работать в неправильном применении, но они не будут обеспечивать долгую и надежную службу.Недоказанные теории и / или плохо информированные теоретики не должны иметь никакого веса в подходе предприятия к смазке, но часто это так.

Преодоление пагубного воздействия дезинформации и ошибочного мышления на сегодняшние промышленные операции требует постоянного внимания к правильной информации. В этой статье, состоящей из двух частей, кратко излагаются основы смазки, которые уже были рассмотрены на этих страницах ранее. Но когда дело доходит до подшипников в системах критического оборудования вашего завода - и постоянно меняющейся рабочей силы, которая может их обслуживать, - регулярное закрепление этих принципов имеет решающее значение.

Вернуться к основам

Трение, смазка и износ (т. Е. «Трибология») составляют сложный комплекс знаний, который включает, среди прочего, три основных типа подшипников с очень разными механизмами «предотвращения износа» и критическими температурами точки контакта.

Чтобы смазка была эффективной, необходимо разделить сопрягаемые детали подшипника. В обычных подшипниках скольжения и конструкциях тел качения это разделение зависит от вязкости смазочного материала.Успех скользящего нанесения зависит от пакета присадок к смазочному материалу.

Одним из наиболее важных аспектов смазки является относительная толщина смазочной пленки. Рисунок 1 иллюстрирует эту толщину пленки, изображая два куска металла в микроскоп. Обратите внимание, что эти детали не идеально плоские: R1 и R2 относятся к их средним измерениям шероховатости. Между двумя частями h - мера разделения, возникающего из-за смазки. Обозначается символом λ, относительная толщина пленки рассчитывается как:

λ = ч / (R 1 2 + R 2 2 ) 1/2

В пределах разумного, чем больше значение λ, тем ниже скорость износа.

Другой важный принцип смазки можно увидеть на кривой Штрибека на рис. 2. Разработанный в 1902 году немецким инженером и ученым Ричардом Штрибеком, он показывает, как коэффициент трения подшипника скольжения изменяется в зависимости от скорости поверхности и вязкости смазочного материала. Обращаясь к диаграмме, мы можем видеть, что когда подается смазка и увеличивается поверхностная скорость между двумя правильно спроектированными частями, трение сначала быстро падает, а затем медленно увеличивается. Эта кривая также полезна тем, что показывает три зоны смазки, которые в основном соответствуют трем наиболее распространенным типам подшипников.Низкоскоростные подшипники скольжения и устройства скольжения попадают в зону граничного трения ; шариковые и роликовые подшипники в смешанно-пленочную (эластогидродинамическую) зону ; и высокоскоростные подшипники скольжения в полнопленочную зону .

На графике на рис. 3 используется несколько другая терминология, чем на кривой Стрибека для трех зон смазки. Он также показывает влияние относительной толщины пленки на скорость износа. Гидродинамическая смазка обычно применяется в подшипниках скольжения, т.е.е., в автомобильных двигателях, а также в больших турбинах и генераторах. Упругогидродинамический относится к смазочным механизмам, используемым в высокоскоростных подшипниках качения. Скольжение (граничное трение) Смазка применяется в таких областях, как поршневые кольца, тросы и низкоскоростные подшипники качения.

Как работают различные типы подшипников

Смазка подшипников трех категорий осуществляется с помощью самых разных механизмов.Схема подшипника скольжения с гидродинамической смазкой на рис. 4 показывает шейку, которая вращается внутри подшипника. (Подшипник может быть изготовлен из любого одного из многих материалов, которые будут обсуждаться в Части 2 этой статьи.) Предпочтительно масло подается в зазор в ненагруженной области подшипника, после чего оно перемещается по шейке. При этом вязкость масла образует клин, разделяющий две части. Типичная толщина пленки составляет от 0,01 до 0,05 мм (от 0,0004 до 0,002 дюйма).Хотя этот тип подшипника может выдерживать огромное давление, по мере увеличения нагрузки на него внутренний сдвиг масляной пленки увеличивает температуру смазочного материала, вязкость падает и утечка увеличивается.

Фото 1: Как показывает неравномерный износ этой пары вкладышей коренных подшипников газового двигателя, несоосность и чрезмерный зазор сокращают срок службы подшипников скольжения (т. Е. С гидродинамической смазкой).

Проектирование подшипника с гидродинамической смазкой в ​​первую очередь включает понимание рабочих температур и вязкости, а также необходимость создания системы, которая подает больше масла, чем может легко вытечь из краев подшипника.Несоосность и чрезмерный зазор значительно сокращают срок службы подшипника. (Как показано на Фото 1, неравномерный износ пары вкладышей коренных подшипников газовых двигателей способствовал их быстрой деградации.)

Как видно на рис. 5, подшипники качения, шариковые и роликовые подшипники имеют совершенно разные механизмы смазки.

При работе шарикового или роликового подшипника, когда элемент катится и улавливает это легко текущее масло, вязкость значительно изменяется (увеличивается в 10 000 раз или более и становится достаточно жесткой, чтобы фактически отделить тело качения от кольца). .Когда это происходит, сопрягаемые области элемента и кольца упруго выравниваются, чтобы распределять нагрузку по пленке и поддерживать непрерывную работу. Хотя разделение масляной пленки невелико (менее микрона [≈0,00004 ”]) и давление огромно (обычно более 2 ГПа [150 000 фунтов на кв. Дюйм]), общий эффект существенный: контактные силы распределяются по гораздо большему площади уменьшаются усталостные напряжения и увеличивается срок службы подшипников.

Фото 2: На внутреннем кольце этого сферического роликоподшипника видны мелкозернистые сколы, возникающие в результате недостаточной смазки.

Двумя важными факторами в этом процессе являются температура смазочного материала, т. Е. Чем ниже вязкость, тем тоньше пленка, и чистота смазочного материала: поскольку пленка смазки очень тонкая, а давление такое высокое, твердые частицы и вода имеют огромное влияние на срок службы компонентов. (На фото 2 показано внутреннее кольцо сферического роликоподшипника и мелкозернистый выкрашивание из-за недостаточной смазки.)

Фото 3: Темные полосы вдоль дорожек шариков этого подшипника - это окисленные масляные отложения.

При третьем механизме смазки, то есть в подшипниках скольжения, присадки более важны, чем вязкость масла. Некоторые присадки, такие как ингибиторы окисления, предназначены для увеличения срока службы масла . Другие, такие как противоизносные присадки и присадки для высокого давления (EP), разработаны для улучшения характеристик масла . (Темные полосы вдоль дорожек шариков, показанные на Фото 3, представляют собой окисленные масляные отложения.)

Хотя выбор правильного пакета присадок , важен для механизмов смазки, показанных на рисунках 4 и 5, в системах скольжения (рис.6), правильная комбинация присадок является ключом к низкой скорости износа и долгому сроку службы компонентов.

Диаграмма соприкосновения металлических деталей, показанная на рис. 6, может представлять поршневые кольца или, альтернативно, подшипники качения, работающие со слишком низкой скоростью для преобразования вязкости. Для снижения скорости износа этих компонентов используются два основных типа присадок: противоизносные (AW) и, как они известны в Северной Америке, противозадирные (EP) . (Примечание: в остальном мире противозадирные присадки характеризуются как «присадки высокого давления.”)

Противоизносные присадки почти всегда представляют собой полярных молекул - это означает, что они представляют собой соединения, которые имеют положительный заряд на одном конце и отрицательный - на другом. Из-за своей полярной природы их привлекают металлы. Примером этого является олеиновая кислота, жирная кислота, в которой один конец молекулы притягивается к металлу, а другой конец отталкивается. При относительно низком давлении и низких температурах контакта ниже 100 ° C эти добавки обеспечивают амортизацию между двумя скользящими деталями.Но при более высоких температурах контакта (и более высоких давлениях) они теряют прочность, и требуются противозадирные присадки.

Существует два основных типа противозадирных присадок: жидкие и твердые. Жидкие присадки в маслах с противозадирными присадками обычно представляют собой соединения серы и фосфора, а иногда и хлора, которые при нагревании образуют твердые полуметаллические покрытия, обеспечивающие фактическую износостойкость. Твердые добавки , содержащиеся в консистентных смазках, обычно включают дисульфид молибдена, графит и другие материалы, предназначенные для скольжения между противоположными металлическими частями для обеспечения износостойкости.Доля твердых веществ варьируется у разных производителей. При использовании смазок с противозадирными присадками учитывайте следующие моменты:

  • В присутствии воды некоторые добавки образуют чрезвычайно агрессивные химические вещества.
  • Твердые противозадирные присадки имеют тенденцию нарушать трансформацию вязкости, которая имеет решающее значение для смазки высокоскоростных шариковых и роликовых подшипников. (Однако, если эти шариковые и / или роликовые подшипники находятся в коробке передач, использование противозадирных присадок для сохранения шестерен обычно гораздо важнее, чем срок службы подшипников, которые можно легко контролировать и заменять.)
В ближайшее время

Часть 2 этой статьи посвящена выбору масел и смазок для конкретного применения; почему важны скорость и температура; и почему условия эксплуатации имеют решающее значение при определении частоты смазки.

Невилл Сакс имеет большой опыт в области надежности и смазки оборудования. Автор двух книг по анализу отказов и соавтор разделов в другие книги, он также написал более 40 статей.Являясь профессиональным инженером, Сакс, в частности, имеет сертификат CLS STLE. Свяжитесь с ним по [email protected]

Что такое подшипники скольжения и как они работают? - Блог CLR

Подшипники скольжения - это механические компоненты , на которые возложена нагрузка , обеспечивающая скольжение или вращательное движение между двумя частями машины. Их основная цель - предотвращение износа точек опоры машины, который имел бы место, если бы валы катились непосредственно по конструкции.

Вы участвуете в проекте, но знание того, какие подшипники вам нужны, доставляет вам головную боль? Не волнуйся! В этом посте мы расскажем вам о его использовании и типах . Поехали!

Подшипники скольжения состоят из двух частей. С одной стороны, это фиксированная часть, которая воспринимает нагрузки, известная как опора , , а с другой, область, которая изнашивается; Другими словами, тот, который контактирует с подвижным элементом: втулка .

С целью минимизировать потери , вызванные трением подшипника, обычно используются пары материалов с низким коэффициентом трения или между деталями добавляется смазка : твердый - графит или тефлон -, жидкость - масло - или газообразный - сжатый воздух.

Типы подшипников скольжения

- В зависимости от типа контакта между частями:

  • Подшипники скольжения или скольжения

Неподвижные и подвижные поверхности имеют трение скольжения и разделены масляной пленкой .

Они также известны как втулки , цельные подшипники и подшипники скольжения , как правило, имеют цилиндрическую форму и не содержат движущихся частей.

В них цапфа вала и поверхность качения опоры разделены элементами качения , так что при вращении цапфы или подшипника вместо скольжения создается движение качения. один.

Они состоят из двух колец качения, отделенных друг от друга другими одинаковыми телами качения, расположенными между ними, форма которых меняется в зависимости от их использования.

- На основе применяемой системы смазки существует три основных типа подшипников скольжения:

  • Самосмазывающиеся подшипники : Они не требуют внешней смазки . Они изготовлены из пористых материалов, которые при пропитке маслом впитывают его и медленно распределяют по деталям, движущимся в машине.
  • Подшипники с регулярной смазкой : Они требуют периодического добавления смазки в ограниченном количестве.
  • Подшипники с постоянной смазкой :
      • Гидростатические подшипники : Смазка подается под давлением с помощью внешнего насоса .Его основные недостатки заключаются в том, что сбой в подаче смазки ставит под угрозу установку, и их дороговизна.
      • Гидродинамические подшипники : они не требуют внешнего впрыска смазки, но вместо этого именно движущиеся части создают гидродинамический эффект , который заставляет масло смазывать детали, находящиеся в контакт. Эти подшипники работают сами по себе и не требуют внешней подачи масла под давлением.Их использование критически важно в машинах с высоким пусковым моментом.

- Исходя из положения подшипника качения по отношению к нагрузке, существует три типа:

  • Осевой : который может воспринимать нагрузки в направлении их вала.
  • Радиально: Которые воспринимают нагрузки перпендикулярно их валу, а не продольные.
  • Усилие : они воспринимают как осевые, так и радиальные нагрузки.

Преимущества и недостатки подшипников скольжения

Подшипники скольжения имеют преимущества и недостатки по сравнению с подшипниками качения; Вот некоторые из них:

Преимущества :

  • Они легче.
  • Более низкие затраты
  • Более длительный безусталостный срок службы их элементов.
  • Более легкий вес.
  • Менее шумный.
  • Они требуют меньше радиального пространства, так как имеют тонкие стены.
  • Их установка проще.
  • При использовании самосмазывающихся подшипников процедуры смазки не требуются.
  • Они допускают более высокие скорости вращения.
  • Повышенная ударопрочность.

Недостатки :

  • Повышенное трение во время переходных процессов (особенно при запуске).
  • Им требуется больше осевого пространства.
  • Без использования фрикционных материалов при их производстве не обойтись.
  • Более высокий износ по сравнению с подшипниками качения, так как между втулкой и валом возникает прямое трение.

Во многих случаях подшипники качения выполняют те же функции , что и подшипники скольжения , но выбор того или другого в проекте зависит от конечного использования, которое они могут получить.

В одной из историй успеха команда CLR решила использовать подшипники скольжения, поскольку они превосходили механические требования для оборудования. и позволили сделать более дешевое вращение вала , что является лучшим решением и наиболее эффективным. выгодно для своего клиента.

По этой причине, выбирая поставщика компонентов , вы должны учитывать ряд факторов, таких как профессионализм и качество его команды, не забывая о его надежности и рвении , два основных аспекта, которые помогут привести ваши проекты к успеху.

Подшипник скольжения - функции, типы и применение

Основные сведения Подшипник скольжения - функции, типы и применение

Автор / Редактор: Дипл. Инж. Ульрих Хёльткемайер / Theresa Knell

Помимо подшипников качения, подшипники скольжения являются наиболее часто используемыми подшипниками в машиностроении. В этой статье читайте, какие бывают типы и где они используются.

Связанная компания

Подшипники скольжения в основном используются, когда требуется высокая размерная и геометрическая точность. Вкладыш подшипника и втулка надежно закреплены. Внутри подшипника вращается только вал или ось.

(Источник: GGB)

Подшипник скольжения - это подшипник, в котором две поверхности скользят друг мимо друга . Как правило, смазочная пленка облегчает процесс скольжения. Скользящее движение происходит непосредственно между скользящим слоем корпуса подшипника и соответствующей установленной деталью.Смазочные материалы, хранящиеся в подшипниках или нанесенные твердым слоем на опорный корпус, обеспечивают смазку. Практически во всех отраслях промышленности используются подшипники скольжения из-за их универсальных и специфических свойств.

Применение подшипников скольжения

Благодаря своим универсальным свойствам подшипники скольжения успешно используются практически во всех отраслях промышленности.

  • Подшипники скольжения используются как:
  • Радиальные подшипники для опорных сил, перпендикулярных оси центрального вала
  • Осевые подшипники по направлению к центральной оси вала
  • Плавающие подшипники для свободного продольного смещения
  • Фиксирующий подшипник для восприятия поперечных и продольных сил

Галерея

Галерея с 11 изображениями

Типы подшипников скольжения - подробные сведения о материалах

В зависимости от области применения, нагрузки, скорости и материалов подшипники скольжения подстраиваются к ответной части скольжения.Часто используемые материалы - это сплавы меди, олова, цинка и свинца, пропитанные маслом спеченные материалы и пластмассы.

При выборе подходящего подшипника скольжения необходимо следить за тем, чтобы

  • материал и смазка соответствовали друг другу
  • смазка полностью покрывала поверхность трения
  • материал хорошо разрушался -безопасные свойства
  • материал обладает высокой износостойкостью
  • материал обладает высокой теплопроводностью.

Типичным подшипником скольжения является радиальный подшипник для радиального подшипника вала с закаленными рабочими поверхностями. Вал окружен втулкой подшипника скольжения, материал которой может варьироваться, например:

  • Бронза (медно-оловянный сплав)
  • Белый сплав (свинцово-оловянный сплав)
  • Металл подшипника, легированный свинцом
  • Керамика (в меньшей степени также армированная волокном)

Твердый Подшипники скольжения: Классический подшипник скольжения с масляной или консистентной смазкой. Обычно он состоит из одного подшипникового материала. Втулки подшипников скольжения часто изготавливаются из медных сплавов и имеют масляные канавки.

Керамические подшипники: В насосах, например, в качестве керамического материала используется карбид кремния . - также армированный волокном для больших насосов. Подшипники скольжения используются в корпусе насоса и смазываются перекачиваемой жидкостью. Коррозионная стойкость и чрезвычайно низкий износ благодаря своей твердости - главные преимущества этих подшипников.Проблемы возникают, когда насосы работают всухую.

Пластиковый подшипник скольжения: Основная идея полимерного или пластикового подшипника скольжения:

  • Увеличение срока службы

Дополнительная информация

Практический пример: Полимерный подшипник скольжения

Исключение отдельной смазки с масло или консистентная смазка являются важными составляющими пластмассовых подшипников скольжения. Например, в автомобилестроении или авиации: эти легкие подшипники помогают снизить расход топлива и, следовательно, выбросы углекислого газа.Их малый вес снижает массу и, как следствие, снижает потребление энергии. Высокая химическая стойкость пластиковых подшипников также является экологическим преимуществом по сравнению с металлическими подшипниками. Это связано с тем, что для этой цели часто требуется покрытие металлов. Это делается в токсичных и энергетически сложных цинковых, травильных или гальванических ваннах.

Пример производства органов: Полимерные подшипники скольжения все чаще используются в органах в течение нескольких лет. Втулки подшипников отлично зарекомендовали себя при работе с деревом в качестве материала.Между тем, сферические подшипники скольжения и шарнирные соединения также используются с большим успехом.

Первое исследование пластикового подшипника скольжения совпало с открытием свойств нейлона («Пластмасса - создание синтетического века Стивеном Феничеллом» (ISBN 0-88730-732-9). еще в 1869 году Дэниел Спилл описал пластиковый ксилонит как подходящий для производства «шестерен, фрикционных колес и ПОДШИПНИКОВ для МАШИН»).

Пластиковые подшипники - это так называемые композитные материалы, состоящие из основного полимера, армирующих материалов (например,грамм. волокна и наполнители) и встроенные твердые смазки или масла. Во время работы эти смазочные материалы постоянно достигают поверхности через микрошарики и уменьшают трение и износ подшипников скольжения. Перерабатываемый пластик - это в основном PTFE (политетрафторэтилен) из-за его низкого коэффициента трения с другими материалами (в том числе со сталью).

В зависимости от желаемых свойств пластиковые подшипники скольжения доступны во многих различных вариантах. Как правило, они не содержат смазки, устойчивы к коррозии, легки и нечувствительны к загрязнениям.

Спеченные подшипники : Спеченные втулки, например, из бронзы, имеют меньшую плотность, чем сплошные втулки. Смазка может накапливаться в их порах (смешанное трение). Во время работы между подшипником и валом скапливается масляная пленка. Подшипники скольжения из спеченной бронзы в основном устойчивы к коррозии, обладают высокой теплопроводностью и антимагнитностью.

Смазка подшипников скольжения

Простые подшипники скольжения: Они не смазываются или смазываются консистентной смазкой

Гидродинамические подшипники скольжения: В гидродинамической смазке смазочная пленка создается за счет вращательного движения вала / оси.Изначально он опирается на подшипник скольжения. Во время запуска возникает смешанное трение между валом и подшипником. С увеличением вращательного движения смазочное масло подается на ненагруженную верхнюю сторону, и давление вокруг вала увеличивается. Это увеличивает давление и вызывает трение жидкости и, следовательно, уменьшение трения.

Гидростатические подшипники скольжения: При гидростатической смазке подшипники скольжения содержат масляные карманы, распределенные по их окружности.В эти подшипники подается масло с постоянным объемным расходом. Вал и подшипник никогда не касаются друг друга. Гидростатическая смазка используется там, где требуется высокая концентричность и высокая грузоподъемность.

Подшипник скольжения - типы трения

Подшипники скольжения с твердым трением: Используются пары материалов с низким коэффициентом трения . Иногда один из двух партнеров обладает так называемым «самосмазывающимся свойством». Второй партнер (обычно вал в радиальных подшипниках) изготовлен из стали.

Подшипники скольжения с жидкостным трением: Подшипники скольжения с полной смазкой обеспечивают длительный срок службы и низкие потери энергии. под давлением, смазочная пленка отделяет контактные поверхности от подшипника силы.

Подшипники скольжения со смешанным трением: В смазанных подшипниках скольжения смешанное трение возникает при увеличении нагрузки и уменьшении скорости. В зоне смешанного трения смазка (твердая, жирная или маслянистая) находится в углублениях (микрошероховатости) контактных поверхностей.

Выбор подходящего подшипника скольжения

Дополнительная информация

Подшипники скольжения и их преимущества

  • По сравнению с подшипниками качения, подшипники скольжения создают меньше шума и нечувствительны к ударным нагрузкам из-за меньшего напряжения материала.
  • Подшипники скольжения не требуют обслуживания или не требуют особого обслуживания и просты в установке.
  • Подшипники скольжения имеют смазочную пленку, поглощающую вибрацию, удары и шум.
  • Подшипники скольжения требуют небольшого радиального установочного пространства и могут быть изменены по конструкции.
  • Подшипники скольжения подходят для очень высоких скоростей.
  • Подшипники скольжения практически не изнашиваются при полностью гидродинамической / полностью аэростатической непрерывной работе и с гидростатическими / аэростатическими подшипниками
  • Подшипники скольжения дешевле подшипников качения для больших размеров

.

При выборе подходящего подшипника скольжения необходимо следить за тем, чтобы материал подшипника

  • , материал вала / оси и смазка соответствовали друг другу
  • имели хорошие отказоустойчивые свойства
  • имеет высокую износостойкость
  • обладает высокой теплопроводностью.
  • смазка полностью покрывает поверхность трения.

Дополнительные моменты, которые необходимо учитывать:

Пожизненная смазка: Типы со смазкой на весь срок службы делают подшипники скольжения необслуживаемыми. Материалы, погруженные в смазку, включают, например, PTFE-пластик или спеченные подшипники.

Подшипники скольжения, не требующие особого обслуживания: Подшипники скольжения с подачей смазки делают подшипник неприхотливым. Они выпускают эти запасы в течение более длительного периода времени (частично с помощью лубрикатора).

Необслуживаемые подшипники скольжения: Эти подшипники скольжения состоят из специальных самосмазывающихся пластиков. Они подходят для малых и средних опорных усилий.

Чтобы узнать больше, посетите нашу страницу в Facebook или Twitter.

Эта статья была впервые опубликована MM MaschinenMarkt.

(ID: 45939228)

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *