Перейти к основному содержанию

Смазочные материалы для подшипников

 

ВЫБОР СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА

Одним из важнейших факторов, определяющих работоспособность подшипника, является правильный выбор вида и марки смазочного материала, условий его применения. Недостаточное количество смазочного материала или неправильный его выбор неизбежно приводит к преждевременному износу подшипника, к сокращению срока его службы.

Смазочный материал в подшипниках качения выполняет следующие основные функции:

  • образует между рабочими поверхностями необходимую упругогидро-динамическую масляную пленку, которая одновременно смягчает удары тел качения о кольца и сепаратор, увеличивая этим ресурс подшипника и снижая шум при его работе;
  • уменьшает трение скольжения, возникающее между контактирующими деталями подшипника;
  • защищает подшипник от коррозии.

Определяющими факторами при выборе смазочного материала являются условия работы, то есть нагрузка, рабочая температура и частота вращения. Необходимо также учитывать условия окружающей среды.

Для смазывания подшипников качения применяются в основном смазочные материалы двух видов: жидкие и пластичные. Каждый из этих видов сма­зочных материалов имеет свои преимущества и недостатки. Выбор того или иного вида зависит от условий работы подшипника и механизма в целом.

 

ЖИДКИЕ СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Обычно масло используют для смазывания подшипников качения в тех случаях, когда из-за высоких скоростей или рабочих температур использование пластичной смазки невозможно, когда требуется обеспечить отвод теплоты, возникающей при трении, или внешнего тепла от месторасположения подшипника, или когда сопряженные детали (зубчатые колеса и пр.) смазываются маслом.

При использовании методов смазывания циркуляцией масла и точечного смазывания необходимо предусмотреть, чтобы сечение маслоотводящих каналов было достаточным для отвода потока масла, поступающего из подшипникового узла.

Для увеличения ресурса подшипников могут быть использованы любые методы смазывания, предусматривающие использование очищенного масла, например циркуляцией с фильтрацией, впрыском или точечное с фильтрацией масла и воздуха.

В качестве жидкого смазочного материала применяют очищенные минеральные (нефтяные) масла, основным техническим показателем которых, определяющим их эксплуатационные свойства и пригодность для данного узла, является вязкость. Поэтому выбор марки масла для данного подшипни­кового узла производится в первую очередь по вязкости. Кинематическую вязкость смазочных масел замеряют при определенной температуре, чаще всего при 40°С или 100°С, и выражают в мм2/с (сСт). Чем выше вязкость масла, тем большую нагрузку на разрыв может выдержать пленка масла, в то же время вязкие масла оказывают большее сопротивление движению деталей, вызывая повышенный расход энергии, ухудшают теплообмен между маслом и подшипником и т.п.

Учитывая вышеизложенное, вязкие масла следует применять для подшипников, работающих под большими нагрузками при небольших скоростях вращения. Для быстроходных подшипников следует применять маловязкие масла.

Вязкость не является постоянной величиной для данного масла, она изменяется с изменением температуры, что обуславливает вязкостно-температурную характеристику масла - важнейший показатель, имеющий особое значение для подшипников, работающих при низких и переменных температурах. При пониженных рабочих температурах подшипника следует применять маловязкие масла, а при повышенных - высоковязкие.

Для скоростных подшипников вязкость масла определяет еще и величину тепловыделения в подшипнике. При прочих равных условиях тепловыделение в подшипнике увеличивается с повышением вязкости масла.

Для крупногабаритных и среднего размера подшипников, работающих при нормальных режимах, рекомендуется применять масла, которые при рабочих температурах имеют вязкость 12 мм2/с, для всех типов шариковых и роликовых подшипников, кроме роликовых сферических двухрядных, конических и упорных. Для роликовых сферических подшипников рекомендуется масло вязкостью 20 мм2/с, для роликовых конических - 20-30 мм2/с и упорных - 30 мм2/с.

Для малогабаритных высокоскоростных подшипников, особенно когда требуются небольшие пусковые усилия, могут использоваться масла вязкостью менее 11 мм2/с.

Для облегчения подбора требуемой вязкости масла для подшипников разных размеров, работающих при различных частотах вращения и температурах, обычно пользуются номограммами.

Метод выбора кинематической вязкости по номограммам в зависимости от среднего диаметра и частоты вращения приведен в разделе определения ресурса при выборе коэффициента а23.

Из других технических показателей смазочных масел при их выборе имеют значение температура застывания и температура вспышки масла, которые позволяют ориентировочно судить о температурных пределах применения данного масла. Основные технические показатели минеральных масел и синтети­ческих жидкостей, наиболее часто применяемых для смазывания подшипников качения, приведены в табл. 76.

Периодичность замены масла зависит от метода смазывания и от режимов работы. Так, при смазывании масляной ванной обычно бывает достаточно заменять масло один раз в год, если температура подшипников не превышает 50°С. Упрощенно можно считать, что повышение температуры на каждые 10°С снижает срок службы смазки вдвое, например при 30°С срок службы около 30 лет, при 40°С - 15 лет и т.д. При температуре около 100°С срок службы минерального масла составляет всего три месяца и требуется регулярная его замена или применение синтетических масел.

При циркуляционном смазывании периодичность замены масла определяют на основании контроля качества масла. Поэтому периодический контроль качества масла позволяет значительно повысить эффективность работы подшипника.

 

ПЛАСТИЧНЫЕ СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Пластичный смазочный материал может использоваться для смазывания подшипников качения, работающих в нормальных условиях, и пригоден в большинстве случаев. Преимущество пластичного смазочного материала перед маслом состоит в том, что он легче удерживается в полости подшипникового узла, особенно на наклонных или вертикальных валах. Кроме того, он способствует уплотнению подшипникового узла и препятствует проникновению загрязнений и влаги.

Пластичные смазочные материалы состоят из минерального или синтетического масла и загустителя. В качестве загустителя, как правило, используют натриевые, кальциевые или литиевые мыла. Загуститель создает структурный каркас из переплетенных между собой волокон, который создает смазочному материалу пластичность и в ячейках которого удерживается смазочное масло.

Пластичный смазочный материал хорошо удерживается в подшипнике, не вытекает под действием силы тяжести и сопротивляется действию центробежных сил, стремящихся выбросить его из подшипника при вращении. Свойства пластичного смазочного материала определяются составом загустителя.

Обычно подшипник в целом и свободное пространство корпуса узла заполняют пластичным смазочным материалом лишь частично - от 30 до 50%. Однако при использовании литиевых смазочных материалов для опор, не подверженных сильной вибрации, свободное пространство корпусов можно заполнять на 90%, не опасаясь чрезмерного повышения температуры. Когда опора заполняется большим, чем нормальный, объемом пластичного смазочного материала, повышается надежность защиты от загрязнений и продлевается срок ее службы.

Избыточное количество пластичной смазки вызывает быстрое повышение рабочей температуры подшипника, особенно на высоких частотах вращения. В качестве общего правила перед запуском подшипника в работу полностью должен быть заполнен смазкой только сам подшипник, в то

время как свободное пространство в корпусе должно быть заполнено смазкой лишь частично. Прежде чем эксплуатировать подшипник на рабочей частоте вращения, необходимо дать возможность излишкам смазки осесть или вытечь в процессе приработки. В конце периода приработки рабочая температура значительно снизится, что является признаком того, что пластичная смазка распределилась в полости подшипникового узла.

Однако в тех случаях, когда подшипники вращаются с очень малой частотой вращения и требуется хорошая защита от загрязнений и коррозии, рекомендуется заполнять полость корпуса пластичной смазкой полностью.

Заполнять подшипники качения пластичным смазочным материалом следует только непосредственно перед сборкой узла. Важнейшая к тому причина - требование к чистоте. Чем позже будет заложен смазочный материал, тем меньше опасность загрязнения.

Более поздняя закладка смазки может быть связана с типом подшипника или особенностью устройства узла. Так, если необходимо регулировать величину зазора у подшипников с коническим отверстием, то соответствующие измерения могут быть выполнены только до закладки смазки. Нецелесообразна закладка пластичного смазочного материала заранее и в случае, когда подшипник для монтажа нужно нагреть. Предварительное заполнение подшипника рекомендуется лишь в случаях, когда невозможно распределить смазочный материал по телам качения и дорожкам после монтажа.

Высокоскоростные подшипники качения, например шпиндельные узлы металлорежущих станков, следует смазывать малым количеством пластичного смазочного материала, чтобы ограничить температуру узла. В опорах, подверженных сильной вибрации, например в ступицах автомобильных и в буксах железнодорожных колес, а также в вибрационных машинах, смазочный материал должен заполнять не более 60% свободного объема.

Способ заполнения подшипникового узла пластичным смазочным материалом выбирают в зависимости от типа подшипника.

Для разборных подшипников (цилиндрические, конические, упорные) заполнение пластичным смазочным материалом производят в последовательности монтажа, смазывая тонким слоем дорожку качения.

Для неразборных подшипников, например радиальных и радиально-упорных шарикоподшипников, смазочный материал следует закладывать с обоих торцов. Самоустанавливающиеся шарикоподшипники и сферические роликоподшипники можно заполнять пластичным смазочным материалом, повернув кольцо и закладывая его между телами качения.

Основной ассортимент пластичных смазочных материалов и их технические показатели приведены в таблице 77.

Дополнительные знаки видов пластичного смазочного материала в условном обозначении подшипников закрытого типа указаны в таблице 5.

Последние новости