Призначенням мастильного матеріалу є зменшення тертя, запобігання зносу і корозії, захист від проникнення твердих і рідких забруднень.
Теоретично, при ідеальних умовах бездоганно змащений підшипник кочення може залишатися працездатним нескінченно довго. На практиці звичайно, це не так, але, тим не менше, для правильно змащеного підшипника ймовірність досягнення максимально можливої довговічності більш висока. Мастильний матеріал утворює шар, який розділяє доріжки і тіла кочення в підшипнику і, таким чином, перешкоджає безпосередньому металевого контакту навіть при високому навантаженні. Підшипники кочення, як правило, змащують маслом або пластичним мастилом, в особливих випадках - твердими мастилами.
Пластичне мастило застосовують у випадках коли підшипники працюють при нормальній частоті обертання і температурі Порівняно з маслами пластичні мастила мають наступні переваги можлива простіша і дешевша конструкція підшипникового вузла; краще ущільнення проти проникнення вологи і забруднень із зовнішнього середовища.
Змазування підшипників кочення маслом здійснюють при особливо високих частотах обертання, що перевищують допустимі для змазування пластичним мастилом, а також тоді, коли від підшипникових вузлів необхідно відводити тепло або коли «сусідні» з підшипниками кочення деталі (ущільнення, шестерні, підшипники ковзання і т.д.) повинні обов'язково змащувати маслом.
Вибір мастильного матеріалу залежить від умов роботи підшипника, в першу чергу, від діапазону робочих температур, частоти обертання і характеру навколишнього середовища.
УВАГА!
При роботі з мастильними матеріалами користуйтеся захисними рукавичками. Контакт з нафтопродуктами може викликати алергічні реакції.
Короткий вступ в теорію змазування
Основне призначення мастила в підшипниках кочення складається в освіті мастильного шару, що розділяє доріжки і тіла кочення, і, завдяки цьому, зменшенні тертя і зносу. Основоположним властивістю мастильних матеріалів є в'язкість, що характеризує здатність утворювати мастильний шар і, стосовно до пластичних мастил - консистенція.
Тертя між окремими шарами мастильного матеріалу
Між деталей підшипника виникає мастильний шар (плівка), який міцно прилипає до зв'язаних поверхонь. Внаслідок відносного руху деталей підшипника, в змащувальному шарі виникають напруги зсуву Спрощено можна сказати, що окремі шари загального мастильного шару ковзають один відносно іншого і при цьому виникає тертя. В'язкість - міра тертя між шарами рідини.
В'язкість - це здатність рідини до течії або, в технічному додатку - міра внутрішнього тертя, протидіє породжуваному зовнішніми силами зрушення сусідніх шарів рідини. В'язкість - основний параметр, що визначає вибір мастильного матеріалу для підшипників.
Одиниця виміру в'язкості - мм2 / с (ISO), раніше звана сСт (санти-Стокс), або відповідно до стандарту США - SUS (Saybolt Universal Seconds). Температура, при якій визначається в'язкість, зазвичай становить 40 ° С, іноді 38.5 ° С (100 ° F), 50 ° С або 98.9 ° С.
Консистенція характеризує ступінь твердості пластичного мастила. Класифікацію пластичних мастил по консистенції здійснюють за нормами NLGI (National Lubricating Grease Institute = Національний інститут пластичних мастил США).
Здатність до утворення мастильного шару
Товщина виникає мастильного шару залежить, головним чином, від частоти обертання, температури і в'язкості. Товщина мастильного шару впливає на термін служби підшипника.
Розрізняють три різних режиму змащування: граничний, гідродинамічний і пружно-гідродинамічний (контактно-гідродинамічний).
Граничне змазування має місце в тому випадку, коли товщина мастильного шару недостатня для повного поділу поверхонь контакту. Даний режим виникає при нестачі мастильного матеріалу або недостатньої швидкості переміщення сполучених поверхонь. Крім того, гранична змазування може мати місце при надмірно низької в'язкості масла як такого, або внаслідок підвищення температури.
Наслідком даного режиму змащування є металевий контакт між сполученими поверхнями і місцеве схоплювання піків шорсткості, в результаті чого має місце значне тертя, великий знос і руйнування сполучених поверхонь. При граничному режимі змащування рекомендується застосовувати антизадирні присадки, що підвищують міцність мастильного шару.
Гідродинамічний змазування має місце в тому випадку, коли зв'язані поверхні тертя повністю розділені мастильним шаром. При цьому тертя значно нижче, ніж при граничному змазуванні і металевий контакт сполучених поверхонь відсутня
Часткове гідродинамічний змазування
В перехідній області між граничним змащенням і гідродинамічним змащенням має місце часткове гідродинамічний змазування.
Пружно-гідродинамічний змазування присутній як при частковому гидродинамическом змащення, так і при гідродинамічному змащення, коли важко навантажених тіла кочення перекочуються по доріжці кочення і в місцях контакту виникає дуже високий тиск. При цьому поверхні контакту на короткий час сплющуються (пружна деформація); при подальшому русі поверхні відновлюють первісну форму. Можна було б припустити, що мастило із зони контакту видавлюється і поверхні безпосередньо стикаються. Однак насправді це не так. У зоні контакту в'язкість масла різко зростає, а після перекочування тіла кочення, знову знижується до вихідного значення.
Якщо деякий тіло рухається по поверхні, покритої рідиною, наприклад, маслом, і при цьому виникає підйомна сила, що залежить від швидкості руху то залежність між коефіцієнтом тертя і частотою обертання відповідає таким графіку. Тут же показані різні режими змащування.
Найбільш універсальний тип ПІДШИПНИКІВ. Вітрімує Легкі радіальні НАВАНТАЖЕННЯ та дозовані осьові НАВАНТАЖЕННЯ. Віробляються однорядні та дворядні підшипники.
При дуже низьких швидкостях - область зліва від точки А - переважає граничне змазування. Навантаження на контакт сприймається в основному піками шорсткості сполучених поверхонь.
При більш високих швидкостях - область праворуч від точки В - виникає ефект гідродинамічного клину. Гідродинамічний тиск повністю піднімає тіло над підставою. Даний режим називається гідродинамічним змащенням. Для досягнення даного режиму, поряд зі швидкістю, важливе значення має геометрична форма тіла.
Якщо швидкість лежить між точками А і В, ефект виникнення підйомної сили в змащувальному шарі недостатній для повного спливання тіла над підставою, тобто частина навантаження сприймається в зонах безпосереднього контакту тіла і підстави. Даний режим називається частковим гідродинамічним змащенням.
Приклади різних режимів змащування
Кулька в шарикопідшипнику відділений від доріжки кочення мастильним шаром, як шина колеса автомобіля, «плаваюча» на мокрій дорозі.
Граничне змазування виникає, наприклад, при повільному відносному русі тіл і малої в'язкості масла. Підшипники сушильних циліндрів папероробних машин працюють зазвичай при граничному змазуванні, так як внаслідок високої робочої температури в'язкість масла різко зменшується
Часткове пружно-гідродинамічний змащення зазвичай має місце в підшипниках редукторів, насосів, вентиляторів, і т.п.
Чисто контактно-гідродинамічний режим має місце при досить сприятливих умовах змащування, наприклад, в високошвидкісних підшипникових опорах шпиндельних вузлів металорізальних верстатів.
Чистота грає найважливішу роль в забезпеченні працездатності підшипників кочення. Дослідження дають найбільш повне уявлення про вплив забруднень на довговічність підшипників.
Відповідно до теорії довговічності, ступінь впливу забруднень на довговічність підшипників кочення залежить від декількох факторів, у тому числі, від конструкції і розміру підшипника, відносної товщини мастильного шару, а також від розмірів і твердості і розподілу твердих частинок забруднень.
Тому важливо, щоб підшипники кочення змащувалися дуже чистою пластичним мастилом або маслом, а під час роботи були надійно захищені системою ущільнень від проникнення частинок зовнішніх забруднень.
Чистота пластичного мастила
Пластичне мастило повинна залишатися закритою в її оригінальній тарі до безпосереднього моменту вживання. Мастильні пристрої, ємності, шприци для змащування повинні перед використанням промивати і просушуватись. Пластичне мастило легко захоплює з навколишнього середовища бруд та інші забруднюючі частки.
Внаслідок ризику забруднення, ні в якому разі не слід застосовувати для вилучення пластичного мастила з ємностей дерев'яні шпателі і лопатки.
У підшипникових вузлах з періодичним доповненням пластичним мастилом слід утримувати в чистоті мастильні ніпелі і прилеглі до них області. Пластичне мастило, яка використовується для поповнення, повинна бути настільки ж чистою, що і спочатку закладена.
Для змазування підшипників кочення слід застосовувати пластичні мастила високого і стабільного якості. Пластичні мастила піддаються строгому вихідному контролю, що гарантує відповідність їх якості і чистоти встановленим вимогам.
Нове масло рекомендується фільтрувати перед заповненням ним системи змащування підшипників.
У системах циркуляційного змащування необхідно передбачати установку масляних фільтрів, що забезпечують видалення забруднюючих частинок, що виникають в процесі роботи.