Смазывание консистентной смазкой
В подшипниках прокатного оборудования, как и в других подшипниках качения, для предотвращения прямого контакта деталей подшипника друг с другом необходимо образование устойчивой масляной пленки, обладающей достаточной несущей способностью. Толщина и грузоподъемность масляной пленки зависят от вязкости масла, частоты вращения, размеров подшипника и свойств смазочного материала. Также задачей смазки является защита частей подшипника от коррозии. Смазочное вещество смазывает рабочие кромки уплотнений (манжетных уплотнений и т.д.) и заполняет зазор в лабиринтных уплотнениях в качестве уплотнительной смазки. Так как функции смазки в уплотнениях отличаются от функций смазки в подшипнике, целесообразно для подшипника и для уплотнений выбирать разные смазки, наилучшим образом подходящие для каждого из применений. Как бы правильна ни была данная точка зрения, в ряде случаев, когда есть опасность перепутать смазки (в том числе из-за их несовместимости), если затруднительно увеличение складского запаса или по другим причинам, не надо следовать данной рекомендации.
Смазывание консистентной смазкой
Для простоты уплотнения и удобства повторного смазывания, если позволяют производственные условия, подшипники для прокатного оборудования смазываются консистентной смазкой. Производители минеральных масел предлагают обширный ассортимент специальных подшипниковых консистентных смазок. Эти смазки по свойствам и характеристикам
настолько отличаются друг от друга, что решение, какую смазку применять в конкретном случае, представляет собой нетривиальную задачу. Фирма FAG предлагает широкий ассортимент консистентных смазок Arcanol, наилучшим образом подходящих для подшипников. В табл. ниже представлен обзор основных консистентных смазок для подшипников качения и их свойства. Рекомендуется обращаться за подробной технической консультацией в каждом отдельном случае применения. Для различных типов подшипников имеются необходимые сведения о пригодности специализированных консистентных подшипниковых смазок FAG марки Arcanol. Если характеристики смазки неизвестны, поставщик обязан подтвердить ее пригодность. При необходимости фирма FAG может провести испытания смазки на предмет пригодности.
Выбор консистентной смазки по частоте вращения и нагрузке
Основными критериями выбора смазки являются частота вращения и нагрузка. Влияние частоты вращения на выбор смазочного материала можно оценить с помощью скоростного параметра
ka× n × dm
- ka– коэффициент типа подшипника
- n – частота вращения
- dm – средний диаметр подшипника (dm = (D+d) / 2 d – диаметр отверстия подшипника [мм] D – наружный диаметр подшипника[мм])
Мерой удельной нагрузки является соотношение P/C, где P – динамическая эквивалентная нагрузка [кН], C – динамическая грузоподъемность [кН]. По графику (ниже) можно определить тип консистентной смазки, подходящий для имеющихся условий работы. При высоких частотах вращения и одновременно действующих высоких нагрузках возможен нагрев до высоких температур; в таких случаях необходимо применение специальных высокотемпературных смазок или дополнительных мер по охлаждению. Для консистентных смазок необходимо учитывать максимальные границы частоты вращения и нагрузки; эти сведения предоставляются фирмами – производителями минеральных смазок. Фирма FAG также предоставляет эти данные по запросу.
Прочие производственные условия
При выборе консистентной смазки также необходимо учитывать положение оси прокатки. При вертикальном или наклонном расположении валков вследствие силы тяжести возникает опасность выпадения смазки из подшипника и из подушки. В таких случаях рекомендуется устанавливать снизу от подшипника удерживающие смазку кольца, а также выбирать стабильные к смятию и обладающие особенно хорошими адгезионными свойствами смазки 3-го класса консистентности, или, если позволяют условия, 2-го класса консистентности. Другим важным моментом является повторная смазка. Значительное количество смазки для подшипника или для уплотнений, а также длинные смазочные каналы (например, при централизованном смазывании) обуславливают необходимость применения консистентной смазки с хорошей транспортируемостью. Этим требованиям отвечают смазки 1-го и 2-го классов консистентности. В опорах прокатных валков, работающих в сырой среде и часто пребывающих в состоянии покоя, под влиянием конденсата возникает опасность появления коррозии. В таком случае применяемые консистентные смазки должны обладать хорошими антикоррозионными свойствами. Подшипниковые узлы, на которые попадает вода, должны быть защищены уплотнениями от попадания воды. Уплотнения и подшипник необходимо часто смазывать. В табл. ниже приведен перечень упомянутых выше критериев работы подшипника; ориентируясь на которые выбирается смазка с необходимыми свойствами.
Выбор консистентной смазки по относительной нагрузке P/C и скоростному параметру ka × n × d
|
Критерии и указания для выбора консистентной смазки |
||
| Критерии выбора смазки | Скоростной параметр | Свойства смазки |
| Нагрузка на подшипник | Нагрузка на подшипник | Выбор смазки в соответствии с диаграммой выше и табл. выше |
| Производственные условия | Положение оси подшипника | Консистентная смазка 3-го класса консистентности при более мягких смазках требуется более частое повторное смазывание |
| Частое повторное смазывание | Хорошо транспортируемая консистентная смазка 1-го и 2-го классов консистентности для централизованных смазочных устройств | |
| Смазка на весь срок службы | Устойчивая к смятию консистентная смазка с известными характеристиками и сроком службы | |
| Условия окружающей среды | Экстремальная температура | Допустимая температура эксплуатации смазки должна соответствовать рабочей температуре подшипникового узла; при непрерывном смазывании нужны смазки, кратковременно выдерживающие рабочую температуру узла и не склонные к затвердеванию |
| Загрязнение инородными частицами | Густая смазка, 3-й класс консистентности | |
| Коррозия, вызванная конденсатом | Смазка, образующая эмульсию например, литиевая, литиево-кальциевая смазка) | |
| Коррозия, вызванная попаданием воды | Водоотталкивающая смазка (например, на основе комплексного кальциевого или литиево-кальциевого мыла) | |
Смазывание маслом
Необходимая вязкость масла
Для образования устойчивой масляной пленки и достижения подшипником расчетной долговечности масло при рабочей температуре должно обладать определенной вязкостью, зависящей от частоты вращения и размеров подшипника. Так называемая базовая вязкость ν1 определяется по диаграмме. Для достижения ожидаемой долговечности подшипников с низкой составляющей скольжения рабочая вязкость ν смазочного масла должна быть не менее требуемой базовой вязкости ν1 . Для конструкций подшипников, неоптимальных с кинематической точки зрения (роликоподшипники под действием осевой нагрузки, тихоходные высоконагруженные крупногабаритные подшипники), всегда требуются масла с эффективными присадками. В условиях, когда затруднительно образование масляной пленки, эти присадки образуют в трибологических парах «дорожка качения – тело качения», «дорожка качения – сепаратор» и «тело качения – борт подшипника» разделяющий поверхности слой, предотвращающий износ и преждевременное усталостное разрушение.
Другие необходимые свойства масел
Для смазывания подшипников в большинстве случаев применяются минеральные масла с присадками для улучшения характеристик, например для лучшей стойкости к окислению, придания антикоррозионных свойств или пониженного пенообразования. Дисперсионные присадки удерживают нерастворимые тонкие частицы загрязняющих веществ во взвешенном состоянии. EP (противозадирные) присадки необходимы при соотношении P/C > 0,15, а также если рабочая вязкость масла ν ниже, чем минимальная требуемая базовая вязкость ν1. Для опор, работающих в экстремальных температурных условиях, существуют масла, устойчивые к высокой температуре и старению. Некоторые масла характеризуются улучшенным соотношением V-T («вязкость–температура»), то есть у таких масел вязкость в зависимости от температуры изменяется в меньшей степени, чем у обычных масел. Данная характеристика имеет значение
в подшипниках, работающих в среде с переменной температурой. Для экстремально высоких температур вместо минеральных масел предпочтение отдается синтетическим маслам, обладающим более высокой стойкостью к старению, например полигликолям или полиальфаолефинам. О пригодности масел для частного случая должно быть известно либо
из практического опыта, либо это нужно определять в ходе эксперимента.
