Смазки для подшипников

Регулярное обслуживание подшипников является залогом их длительной, эффективной и надежной работы. Но нельзя просто так взять и заложить любую смазку в узел. Именно поэтому необходимо руководствоваться требованиями производителя детали узла. Смазочный материал закладывается таким образом, чтобы были покрыты все рабочие поверхности подшипника: сепаратор, ролики или шарики, дорожки качения. Важным моментом является то, что низкоскоростные подшипники заполняются полностью смазкой. В скоростных узлах, где значение DN превышает 400 000 об/мин смазка должна занимать 1/4 пространства. Во всех остальных случаях она закладывается на 1/3 объема.

Виды смазок для подшипников

Для обслуживания подшипников используются масла, пластичные смазки, твердые смазочные материалы и газы.
Смазки для подшипников

Они представляют собой мази, которые служат для снижения трения. По сравнению с маслами они лучше удерживаются на вертикальных поверхностях, не выходят из контакта с взаимодействующими поверхностями и герметизируют смазываемые узлы.

Пластичные смазки применяют, если подшипники работают при малых, средних, высоких скоростях и/или ударных нагрузках. В отличие от масел, пластичные смазки имеют более широкую область применения и подходят практических для любых условий эксплуатации узлов.

В зависимости от факторов работы подшипников выделяют:

  • Универсальные смазки
  • Высокотемпературные смазки для подшипников
  • Морозостойкие смазки
  • Смазки для высокоскоростных подшипников
  • Смазки для высоких и экстремально высоких нагрузок
  • Смазки для оборудования пищевой промышленности
  • Смазки для узлов, работающих под воздействием химически агрессивных сред
  • Шумоподавляющие смазки

Состав пластичных смазок

Пластичные смазки на 70-90 % состоят из базового масла (минеральное, синтетическое, полусинтетическое) и загустителя 10-15 %. В качестве загустителей используются различные мыла, продукты органического и неорганического происхождения и твердые углеводороды. Именно они позволяют смазке в состоянии покоя вести себя как твердое тело, а под воздействием нагрузок – как жидкое.

По составу пластичные смазки могут быть литиевыми, силиконовыми, полимочевинными и т.д.
Присадки и различные добавки составляют до 5 % от общей массы смазочного материала. Это могут быть противозадирные, антиокислительные, антикоррозионные компоненты и т.д.
Для придания дополнительных свойств в смазку добавляют антифрикционные и герметизирующие вещества: порошки цинка, меди или свинца, графит, дисульфид молибдена и др.

По классификации NLGI консистенция смазочных материалов бывает следующей:

  • 000 – вязкие и очень густые масла
  • 00 – очень мягкие смазки
  • 0, 1 – мягкие смазки
  • 2 – вазелинообразные
  • 3 – почти твердые
  • 4 – зернистообразные
  • 5 – твердые
  • 6 – мылообразные

Такая классификация применяется только к импортным смазкам. В отечественных материалах она не используется.

По типу загустителя смазки могут быть мыльные (на основе солей карбоновых кислот), углеводородные (на основе тугокоплавких углеводородов), неорганические (на основе силикагеля, графита, асбеста и др.) и органические (на основе производных карбамида и кристаллических полимеров).

Твердые смазочные материалы

В чистом виде твердые смазки применяются только в подшипниках скольжения. Они образуют тонкий сухой слой, который снижает износ и трение. Подобные материалы используются в случаях, когда масла и пластичные смазки не соответствуют условиям эксплуатации и требованиям оборудования, например в вакууме, радиации и т.д. Они широко распространены в металлургии, приборостроении и машиностроении.

В качестве твердых смазочных материалов и покрытий на их основе используют политетрафторэтилен (ПТФЭ, тефлон), графит, дисульфид молибдена (MoS2) или мягкие металлы (медь, цинк и т.д.)

Дисульфид молибдена отличается низким коэффициентом трения и в атмосфере, и в вакууме. В инертной атмосфере он термостабилен при температурах до +1100 °С, но в контакте с воздухом применение материала ограничено температурами +350 °С…+400 °С. MoS2, в отличие от графита и ПТФЭ, обладает более высокой грузоподъемностью. Также материал при работе в вакууме заменяет графит.

Графит обладает низким коэффициентом трения и очень высокой термостабильностью (до +2000 °С). Адсорбированные пары в графите значительно усиливают его смазывающие свойства. Но в сухой среде, например, в вакууме, применение графита может быть ограничено.

При использовании графита при температурах ниже -100 °С следует обеспечить принудительное поступление адсорбированных паров к графитному смазочному слою, так как при отрицательных температурах его коэффициент трения увеличивается.

Из-за окисления при температурах +500 °С…+600 °С применение графита ограничено, но с добавлением неорганических присадок его можно использовать при температурах до +550 °С. В глубоком вакууме материал теряет свои смазывающие свойства, устойчивость к радиации и химическим средам.

Политетрафторэтилен (ПТФЭ) имеет очень низкий коэффициент трения как в атмосфере, так и вакууме. Его можно использовать при температурах от -100 °С до +250 °С. ПТФЭ не отличается долговечностью и высокой грузоподъемностью как другие материалы. Он не используется при высоких температурах, так как обладает низкой теплоотдачей и теплопроводностью, но имеет высокую стойкость к различным агрессивным средам.

Порошки мягких металлов, таких как цинк, индий, медь, серебро, золото и свинец обладают низким коэффициентом трения и в вакууме, и в атмосфере. Они широко применяются при высоких температурах до +1000 °С, а также для смазывания элементов с минимальным скольжением.

Характеристики и свойства смазок

В зависимости от типа и состава все смазочные материалы обладают определенными свойствами. Тем не менее основные характеристики смазок можно унифицировать.

Прочность смазки для подшипников. Чем она выше, тем меньше вероятность того, что смазочный материал выдавится из подшипника. Данное свойство применимо к пластичным смазкам и маслам. Твердые смазочные материалы и газы лишены данной характеристики. Тем не менее смазка не должна обладать слишком высокой прочности, так как она не сможет свободно попасть в зону трения.

Вязкость смазки определяет ее консистенцию. Она варьируется от очень мягкой до мылообразной в пластичных смазках, и от очень жидкой до очень густой в маслах. Вязкость является непостоянной величиной, так как зависит от внешних факторов: температур, деформации т.п.

Термостойкость определяет верхнюю границу рабочих температур смазочного материала. Чем она выше, тем лучше смазка будет работать при высоких температурах. Если термостойкость недостаточная, то смазочный материал может вытечь из зоны трения, закоксоваться и даже воспламениться. Поэтому термостойкие смазки являются наилучшим решением для работы при высоких температурах.

Морозостойкость определяет нижнюю границу рабочих температур. Если она недостаточная, то смазка загустеет и затруднит движение узлов. Низкотемпературные смазки позволяют узлам бесперебойно работать при отрицательных температурах.

Механическая стабильность определяет поведение смазок после деформации. Изменение свойств зависит от того, насколько интенсивному и продолжительному воздействию они подвергались. Смазки с низким показателем механической стабильности не рекомендуется использовать в негерметичных узлах.

От физико-химической стабильности зависит способность смазочных материалов сохранять свойства и состав в результате окисления, выделения дисперсионной среды или испарения.

Водостойкость – это устойчивость смазки к воздействию воды: вымыванию, растворению. Водостойкие смазочные материалы не впитывают воду и не вступают в химическую реакцию с ней.

Адгезия – это способность смазки удерживаться на различных поверхностях. Материалы с хорошей адгезией липкие на ощупь, трудно смываются и стираются.

Противозадирные, противоизносные, антикоррозионные свойства позволяют смазкам предотвращать заедания и задиры трущихся поверхностей, снижать их износ и защищать от коррозионного воздействия.