Lager Smering
Alle lagers vereisen een vorm van smeermiddel. Smeermiddelen dienen om wrijving te verminderen, wat op zijn beurt hitte en slijtage vermindert. Ze beschermen ook de lageroppervlakken tegen corrosie en vervuiling door vreemde deeltjes.
Typische glijlagersmeermiddelen kunnen samengeperste lucht, samengeperst stikstof, gesmolten metalen, water, kerosine, vloeibare koelmiddelen, oliën of vetten omvatten. Typische antifrictielagersmeermiddelen omvatten minerale olie, vet en plantaardige oliën.
Voordat we de soorten lagersmeermiddelen bespreken die beschikbaar zijn, is het belangrijk om de gewenste eigenschappen van smeermiddelen te begrijpen. Het is cruciaal om te onthouden dat onjuiste smering (te veel of te weinig) een veelvoorkomende oorzaak is van lageruitval.
Viscositeit
Viscositeit bepaalt de weerstand tegen stroming van een smeermiddel; het is de belangrijkste eigenschap van een smeermiddel. Kleverige honing heeft een hoge viscositeit, terwijl water een lage viscositeit heeft. Over het algemeen worden smeermiddelen met een hogere viscositeit gebruikt voor hogere belastingen en lagere snelheden. Smeermiddelen met een lagere viscositeit worden gebruikt voor lagere belastingen en hogere snelheden.
Tip: Als je niet kunt onthouden of dikkere vloeistoffen een hoge of lage viscositeit hebben, vervang dan het woord 'viscositeit' door 'weerstand tegen stroming', bijvoorbeeld 'honing heeft een hoge viscositeit' wordt 'honing heeft een hoge weerstand tegen stroming'.
Toepassingen van Smeermiddelen
Viscositeitsindex (VI)
De viscositeitsindex (VI) beschrijft de relatie van de viscositeit van een smeermiddel bij temperatuur.
- Een hoge viscositeitsindex geeft aan dat het smeermiddel niet sterk wordt beïnvloed door temperatuursveranderingen.
- Een lage viscositeitsindex geeft aan dat het smeermiddel wel sterk wordt beïnvloed door temperatuur.
Vlampunt, Brandpunt en Stolpunt
Andere belangrijke factoren voor smeermiddelen zijn het vlampunt, brandpunt en stolpunt.
- Vlampunt – de laagste temperatuur waarbij dampen die door een materiaal worden gecreëerd, ontbranden.
- Brandpunt – de laagste temperatuur waarbij dampen die door een materiaal worden gecreëerd, blijven branden zelfs nadat de ontstekingsbron is verwijderd.
- Stolpunt – de temperatuur waarbij een vloeistof ophoudt met stromen (onder invloed van de zwaartekracht).
Het vlampunt en brandpunt zijn bijzonder belangrijk bij het selecteren van smeermiddelen voor hoge temperatuur toepassingen. Een onjuist gekozen smeermiddel voor hoge temperatuurtoepassingen kan leiden tot een brandgevaar.
Het stolpunt is bijzonder belangrijk bij het selecteren van smeermiddelen voor lage temperatuur toepassingen. Een onjuist gekozen smeermiddel voor lage temperatuurtoepassingen kan ertoe leiden dat het smeermiddel bevriest, wat pompen kan stilleggen en schade kan veroorzaken aan componenten die geen smering meer ontvangen.
Soorten Smeermiddelen (dierlijk, plantaardig, olie en synthetisch)
Het traditionele lagersmeermiddel was dierlijk vet. Vet van gedomesticeerde dieren zoals runderen, varkens en geiten werd gebruikt als smeermiddel voor vele toepassingen, waaronder het smeren van de assen van oorlogswagens. Latere smeermiddelen waren plantaardig/vegetarisch van aard, zoals palm, ricinus, zonnebloem, raapzaad en soja. Bijna alle moderne smeermiddelen zijn minerale olie gebaseerd of synthetisch.
Er zijn veel verschillende smeermiddelen beschikbaar vanwege de vele apparatuurstukken, in tal van verschillende systemen, die gesmeerd moeten worden. Druk, temperatuur, snelheid en belasting zijn slechts enkele van de factoren die smeermiddelen beïnvloeden. Snelheid is misschien geen voor de hand liggende factor, maar de centrifugale krachten (centripetale in termen van ware fysica) die een machine tijdens bedrijf creëert, kunnen het smeermiddel verplaatsen, wat leidt tot wrijving en slijtage.
Minerale olie-gebaseerde smeermiddelen zijn verreweg het populairste smeermiddel omdat ze kosteneffectief en veelzijdig zijn. Synthetische smeermiddelen kosten over het algemeen aanzienlijk meer dan minerale olie-gebaseerde smeermiddelen en zijn daarom minder gebruikelijk. Dierlijk vet-gebaseerde smeermiddelen zijn niet levensvatbaar voor veel toepassingen vanwege hun relatief lage beschikbaarheid (de moderne wereld zou continu veel dieren moeten slachten om aan de huidige smeerbehoeften te voldoen); een bijkomend probleem met dierlijke vetten is dat sommige religies het hanteren van bepaalde dierlijke vetten niet toestaan, bijvoorbeeld varkensvet.
Plantaardige oliën hebben de laatste tijd een groei in gebruik ervaren dankzij technologische vooruitgang. Plantaardige oliën kunnen veel voordelen hebben ten opzichte van minerale olie-gebaseerde smeermiddelen, waaronder:
- Een zeer hoog niveau van smeereigenschappen (d.w.z. het is 'glad').
- Een hoge viscositeitsindex.
- Hogere vlampunten.
- Hogere brandpunten.
Plantaardige oliën zijn ook biologisch afbreekbaar, een factor die relevanter wordt vanwege het groeiende aantal milieuwetgeving tegen vervuiling. Een veelvoorkomende gebruiker van plantaardige smeermiddelen zijn industriële fabrieken die actief zijn in de eetbare voedselindustrie; deze fabrieken zijn gedwongen om plantaardige olie-gebaseerde smeermiddelen te gebruiken vanwege het risico van besmetting van het product (mensen willen geen voedsel eten dat sporen van minerale olie bevat).
Een van de grootste nadelen van plantaardige oliën is hun snelle oxidatie bij hoge temperaturen vergeleken met minerale oliën. Oxidatie van plantaardige olie leidt tot een vermindering van de smerende eigenschappen.
Toestanden van Smeermiddelen (gas, vloeibaar, halfvast en vast)
Smeermiddelen kunnen gas, vloeibaar, halfvast of vast zijn.
- Veelvoorkomende gas smeermiddelen zijn lucht, stikstof en helium.
- Veelvoorkomende vloeibare smeermiddelen zijn minerale en plantaardige oliën.
- Veelvoorkomende halfvaste smeermiddelen zijn alle soorten vetten (verdikkingsmiddelen kunnen zeep of niet-zeep gebaseerd zijn).
- Veelvoorkomende vaste smeermiddelen zijn grafiet en bepaalde polymeren zoals PTFE.
Gas Smeermiddelen
Gas smeermiddelen worden gebruikt voor zeer lage belasting toepassingen met zeer kleine scheiding/speling tussen de contactoppervlakken. Gas smeermiddelen missen de koel- en smeercapaciteiten van andere smeermiddelen, maar ze kunnen werken over een breed temperatuurbereik en verdampen, caviteren of ontleden niet. Vanwege de zeer fijne toleranties die bij dit type smeermiddel betrokken zijn, zijn gespecialiseerde ontwerpers en fabrikanten vereist.
Vloeibare Smeermiddelen
Vloeibare smeermiddelen kunnen hoge belastingen dragen en hebben ook wenselijke koel- en smeereigenschappen. Vloeibare smeermiddelen kunnen naar het gebruikspunt worden gevoerd door zwaartekrachtreservoirs, pompen, oliecups of door de component zelf in het vloeibare smeermiddel te dompelen (verticale as druklagers gebruiken vaak deze benadering).
Smeerolie
Omdat warmte kan worden verwijderd uit het gesmeerde gebied en extern kan worden gekoeld, kunnen vloeibare smeermiddelen worden gebruikt voor hogere temperatuurtoepassingen dan andere smeermiddelen. Over het algemeen zal de viscositeit van gekozen vloeibare smeermiddelen afnemen naarmate de snelheid toeneemt en toenemen naarmate de belasting toeneemt.
Halfvast
Halfvaste smeermiddelen zijn vloeibare smeermiddelen gemengd met additieven en verdikkingsmiddelen (vaak zeep gebaseerd, bijvoorbeeld natriumstearaat, calciumstearaat of lithiumstearaat). Typische vetten kunnen bestaan uit 75-95% olie, 0-5% additieven en 5-20% zeep. Vetten hebben het voordeel dat ze op hun plaats blijven zodra ze zijn aangebracht, ze hoeven niet vaak te worden aangevuld en ze fungeren als een barrière om verontreinigingen buiten te houden. De grootste nadelen van vetten zijn hun slechte warmteafvoer (slechte mogelijkheid om warmte af te voeren) en hun onvermogen om verontreinigingen te verwijderen die in het vet kunnen worden opgenomen.
Vaste Smeermiddelen
Vaste smeermiddelen zijn effectiever bij hogere belastingen en drukken dan andere soorten smeermiddelen, en ze bieden ook goede stabiliteit bij verhoogde temperaturen (afhankelijk van het materiaal). Maar vergeleken met andere smeermiddelen hebben ze een hogere wrijvingscoëfficiënt (genereren meer warmte tijdens gebruik) met slechte warmteafvoer. Vaste smeermiddelen zijn zelden geschikt voor hogesnelheidstoepassingen.
Gerelateerde Online Technische Cursussen
Anti-Friction Bearing Fundamentals
Aanvullende Bronnen
https://www.amroll.com/bearing-lubrication.html
https://koyo.jtekt.co.jp/en/support/bearing-knowledge/12-1000.html