Подшипник – это основной элемент вращающихся узлов современных машин и механизмов, на который прилагаются серьёзные нагрузки. Длительная работа подшипника – залог длительной и бесперебойной работы всего механизма и важным фактором здесь является использование качественной смазки. В данной статье мы расскажем о типах смазок, используемых в современных подшипниках и остановимся на том, какие смазки для подшипников применимы в тех или иных случаях.
Основные функции смазки для подшипников
Применение смазки имеет определенную цель:
- Снижение трения и, соответственно, износа контактирующих поверхностей деталей.
- Увеличение параметра скольжения поверхностей при деформации из-за возникновения нагрузки.
- Образование масляной пленки, смягчающей ударные нагрузки в процессе эксплуатации.
- Равномерное распределение тепла, вырабатываемого в процессе трения.
- Защита от коррозии.
- Препятствие проникновению пыли и других загрязнений.
Чтобы выбранная смазка подшипников качения соответствовала вышеуказанным требованиям необходимо учесть условия эксплуатации машины или механизма.
Температура
При эксплуатации в условиях низких температур смазка для подшипников высокотемпературная густеет и кристаллизуется. При обратном выборе (превышении допустимой температуры) будет высыхать и коксоваться. Поэтому кратко перечислим основные рекомендации при выборе смазки:
- При температуре эксплуатации от +200 до +1000°С наилучшим вариантом будут пастообразные смазки. До +280°С эти же смазки выполняют роль противозадирного средства, защищающего от заклинивания.
- Для диапазона температур от -30 до +120°С лучшая смазка для подшипников будет иметь минеральную основу.
- При эксплуатации в условиях низких температур – до -40, -70°С лучшим вариантом будет смазка на основе силикона.
Температура важный, но далеко не единственный фактор, влияющий на выбор. Важную роль играют частота вращения деталей, нагрузка и окружающая среда.
Режим работы, нагрузка и окружающая среда
Выбор смазки должен основываться на количестве оборотов вращающегося узла. Так, современная смазка для высокоскоростных подшипников является синтетической. Важным является и учет факторов окружающей среды воздействующих на подшипник – вода, пыль, пар, кислота и т. д. При наличии негативных факторов окружающей среды следует выбирать максимально устойчивые к данным факторам смазки. И третий важный фактор – нагрузка. Чем она выше, тем сильнее выдавливается смазка. Так, например, из-за выдавливания используется литиевая смазка выжимного подшипника сцепления. Наиболее восприимчивыми к высоким нагрузкам являются твердые смазки – графит и молибден, но следует учесть и иные факторы.
Подшипники ступицы
Данный подшипник играет важную роль в функционировании ходовой части авто и поэтому смазка для ступичных подшипников должна соответствовать нагрузке и условиям эксплуатации. Основные функции смазки для данного узла:
- снижение трения;
- стойкость к высоким температурам;
- препятствие проникновению пыли и других загрязнений;
- уплотнение.
Правильный выбор смазки очень важен для обеспечения длительной эксплуатации подшипника ступицы.
Выбор смазки для подшипников качения
Подшипники качения применяются во многих видах машин и механизмов, являются наиболее распространенным типом подшипниковых узлов. В зависимости от типа механизма и условий эксплуатации это могут быть жидкие масла, консистентные смазки для подшипников и твердые вещества. При выборе, помимо основных вышеприведенных факторов необходимо учесть и специфические, как например возможность использования данной смазки при повышенных требованиях к чистоте, применения оборудования в пищевой промышленности и т. д.
Отвечая на вопрос - какая смазка лучше для подшипников, важно сказать, что наилучшим вариантом, несомненно, будет жидкое масло. Оно наилучшим образом отводит тепло, сводит к минимуму износ трущихся поверхностей. У масел отличные проникающие способности, и поэтому они чаще всего используются как смазка закрытых подшипников. Если же конструктивные особенности узла не обеспечивают надежную герметичность, то применяются пластические материалы. Их основным преимуществом является долговечность и стойкость к загрязнениям, а также возможность значительно снизить конструкционные расходы.
Смазка подшипников, используемых в электродвигателях
Смазка для подшипников электродвигателей выполняет основные функции защиты от попадания пыли и др. загрязнений внутрь узла. Для каждого типа электромотора применяют необходимую категорию смазки, которую необходимо регулярно менять.
Выбор смазки для электродвигателя зависит от многих факторов, но в целом следует придерживаться следующих рекомендаций:
- Для малооборотистых моторов более всего подходит смазка марки 30 (Л).
- Для быстроходных электродвигателей - смазка с маркировкой 20.
- Для среднеоборотистых электродвигателей можно использовать оба типа представленных средств.
При любом выборе необходим регулярный долив масла, который необходимо производить не реже одного раза в десять дней. Также следует сказать, что высокотемпературная смазка подшипников должна полностью меняться через каждые 20 дней эксплуатации (3 недели).
Пигментные смазки
Данная категория смазочных материалов одной из первых была использована для работы узлов трения в условиях высоких температур. Наиболее известной является т. н. синяя смазка для подшипников, официально называемая ВНИИНП-246 (ГОСТ 18852-73). По своей консистенции это довольно мягкая мазь, у которой имеются очень полезные специфические свойства – высокий рубеж рабочих температур: от -80 до +200°С. Пигментная смазка ВНИИНП-246 применяется, как правило, для скоростных узлов с подшипниками качения, испытывающими малые нагрузки в процессе работы. Это электромоторы, зубчатые передачи, эксплуатируемые в условиях широкого температурного диапазона.
Недостатком синей смазки является её высокая стоимость. Но есть и другие, более бюджетные варианты пигментных высокотемпературных смазок. В том же диапазоне температур может эксплуатироваться и, т. н. темно-фиолетоваю мазь ВНИИНП-235. Она используется в малоскоростных подшипниках качения, системах управления самолетами, но не подходит для вакуума как синяя смазка.
Литиевые смазки
Основной спецификой литиевой смазки для подшипников является её высокие водоотталкивающие свойства. Смазочные материалы данной группы обладают высокой вязкостью, характеризуются одним из наиболее широких диапазонов рабочих температур. По этой причине литиевая смазка считается наиболее универсальной и применяется во многих узлах механизмов и машин.
Она производится как смесь синтетических материалов и минеральных масел. В качестве загустителя применяются различные органические и неорганические вещества. При повышении количества оборотов подшипника уменьшается вязкость вещества. Из наиболее известных литиевых смазок можно отметить такие популярные материалы как ЦИАТИМ-201, 202, ОКБ 122-7. В закрытых подшипниках широко используется ЦИАТИМ-203 и ВНИИНП-242.
Твердые смазки
При специфических условиях эксплуатации, например, при низких или высоких температурах, в вакууме или при повышенных требованиях к чистоте смазочных материалов и не допускается проникновение масла в другие части подшипника, применяются твердые смазки. Как правило, они предназначены для подшипников скольжения, но нередко применяются и для обеспечения работы подшипников качения. Наиболее популярными материалами из данной категории можно назвать графит и дисульфид молибдена.
При выборе твердой смазки необходимо в первую очередь учесть свойства данного материала. Твердые смазки характеризуются высокими антифрикционными свойствами, что объясняется их пластинчатой структурой. Для смещения пластин не требуется приложения каких-либо заметных усилий и, соответственно, показатели силы трения сводятся к нулю. Помимо вышеуказанных смазок широко применяются дисульфид вольфрама, различные окислы, нитрид бора, а также фтористые соединения. Малое трение обеспечивает высокую стойкость к износу, но чтобы обеспечить длительную работу пленки твердой смазки используются связующие с высокими показателями адгезии. Оптимальная толщина данного слоя должна быть в диапазоне 5-25 мк. К самосмазывающимся твердым материалам относятся металлокерамические композиции на основе дисульфата молибдена. Ещё одним направлением производства данных материалов является использование полимеров, из которых наилучшие показатели демонстрируют фторопласты.
В качестве итога
Из-за существенных различий в условиях эксплуатации подшипников качения невозможно дать четкий ответ на вопрос: какую смазку использовать для подшипников. Необходимо учесть температуру, частоту вращения подшипника, нагрузку, окружающую среду и множество других факторов. Рекомендации по применению смазки содержатся в руководстве по эксплуатации оборудования и их необходимо придерживаться. Помните – правильный выбор и своевременная замена смазки являются важным фактором долгой и бесперебойной работы оборудования, обеспечат существенное снижение затрат на его ремонт и эксплуатацию.