Smarowanie Łożysk
Wszystkie łożyska wymagają odpowiedniego smarowania. Smary redukują tarcie, co z kolei zmniejsza ciepło i zużycie. Chronią również powierzchnie łożysk przed korozją i zanieczyszczeniami.
Typowe smary do łożysk ślizgowych obejmują sprężone powietrze, sprężony azot, metale ciekłe, wodę, naftę, ciekłe czynniki chłodnicze, oleje i smary. Typowe smary do łożysk tocznych to olej mineralny, smar i oleje roślinne.
Przed omówieniem rodzajów smarów do łożysk, ważne jest zrozumienie ich pożądanych właściwości. Niewłaściwe smarowanie (zbyt dużo lub zbyt mało) jest częstą przyczyną awarii łożysk.
Lepkość
Lepkość określa opór smaru do przepływu; jest to kluczowa cecha smaru. Lepki miód ma wysoką lepkość, podczas gdy woda ma niską lepkość. Zazwyczaj smary o wyższej lepkości są stosowane przy większych obciążeniach i niższych prędkościach. Smary o niższej lepkości są używane przy mniejszych obciążeniach i wyższych prędkościach.
Wskazówka: Jeśli nie możesz zapamiętać, czy gęstsze ciecze mają wysoką czy niską lepkość, zamień słowo 'lepkość' na 'opór do przepływu', np. 'miód ma wysoką lepkość' staje się 'miód ma wysoki opór do przepływu'.
Zastosowania Smarów
Indeks Lepkości (VI)
Indeks lepkości (VI) opisuje zależność lepkości smaru od temperatury.
- Wysoki indeks lepkości oznacza, że smar jest niewrażliwy na zmiany temperatury.
- Niski indeks lepkości oznacza, że smar jest wrażliwy na zmiany temperatury.
Punkt Zapłonu, Punkt Pożaru i Punkt Krzepnięcia
Inne kluczowe właściwości smarów to punkt zapłonu, punkt pożaru i punkt krzepnięcia.
- Punkt zapłonu – najniższa temperatura, w której opary materiału zapłoną.
- Punkt pożaru – najniższa temperatura, w której opary materiału kontynuują spalanie po usunięciu źródła zapłonu.
- Punkt krzepnięcia – temperatura, w której ciecz przestaje płynąć pod wpływem grawitacji.
Punkt zapłonu i punkt pożaru są szczególnie istotne przy wyborze smarów do zastosowań wysokotemperaturowych. Niewłaściwy smar w takich warunkach może prowadzić do zagrożenia pożarowego.
Punkt krzepnięcia jest ważny przy wyborze smarów do zastosowań niskotemperaturowych. Niewłaściwy smar może prowadzić do zamarzania, co zablokuje pompy i uszkodzi komponenty, które przestaną być smarowane.
Rodzaje Smarów (zwierzęce, roślinne, olejowe i syntetyczne)
Tradycyjnie smarami do łożysk były tłuszcze zwierzęce. Tłuszcz z bydła, świń i kóz był używany w różnych zastosowaniach, w tym do smarowania osi rydwanów. Późniejsze smary były roślinne, takie jak olej palmowy, rycynowy, słonecznikowy, rzepakowy i sojowy. Współczesne smary to głównie oleje mineralne lub syntetyczne.
Różnorodność smarów wynika z licznych elementów i systemów, które wymagają smarowania. Ciśnienie, temperatura, prędkość i obciążenie to kluczowe czynniki wpływające na wybór smaru. Prędkość może wpływać na smarowanie poprzez siły odśrodkowe, które mogą przemieszczać smar, prowadząc do tarcia i zużycia.
Smarów na bazie oleju mineralnego są najpopularniejsze ze względu na niski koszt i wszechstronność. Syntetyczne smary są zazwyczaj droższe i mniej powszechne. Smarów na bazie tłuszczu zwierzęcego nie są ekonomiczne z powodu niskiej dostępności i ograniczeń religijnych.
Olejów roślinnych zyskują na popularności dzięki postępom technologicznym. Mają one zalety, takie jak:
- Wysoka smarowność.
- Wysoki indeks lepkości.
- Wyższe punkty zapłonu i pożaru.
Olej roślinny jest również biodegradowalny, co jest coraz ważniejsze z powodu przepisów dotyczących ochrony środowiska. Często używany jest w przemyśle spożywczym, aby uniknąć zanieczyszczenia produktów.
Jednym z głównych wad olejów roślinnych jest ich szybkie utlenianie w wysokiej temperaturze, co zmniejsza ich właściwości smarujące.
Stany Smarów (gaz, ciecz, półstały i stały)
Smarów mogą występować w postaci gazu, cieczy, półstałej lub stałej.
- Typowe smary gazowe to powietrze, azot i hel.
- Typowe smary ciekłe to oleje mineralne i roślinne.
- Typowe smary półstałe to różne smary z zagęszczaczami.
- Typowe smary stałe to grafit i niektóre polimery, np. PTFE.
Smar Gazowy
Smar gazowy jest stosowany przy bardzo niskich obciążeniach i minimalnych prześwitach między powierzchniami. Nie ma zdolności chłodzenia i smarowania jak inne smary, ale działa w szerokim zakresie temperatur i nie paruje ani nie rozkłada się. Wymaga specjalistycznych projektantów i producentów.
Smar Ciekły
Smar ciekły przenosi duże obciążenia i ma właściwości chłodzące. Może być dostarczany przez zbiorniki grawitacyjne, pompy, kubki olejowe lub zanurzenie komponentu. Jest stosowany w zastosowaniach wysokotemperaturowych.
Olej Smarujący
Smary ciekłe mogą być używane w zastosowaniach wysokotemperaturowych dzięki możliwości chłodzenia zewnętrznego. Lepkość smarów ciekłych zmienia się w zależności od prędkości i obciążenia.
Półstały
Smary półstałe to smary ciekłe z dodatkami i zagęszczaczami. Zaletą jest, że pozostają na miejscu i działają jako bariera przed zanieczyszczeniami. Ich wady to słabe właściwości odprowadzania ciepła i niemożność usunięcia zanieczyszczeń.
Smary Stałe
Smary stałe są skuteczne przy dużych obciążeniach i ciśnieniach, oferując stabilność w wysokich temperaturach. Mają wyższy współczynnik tarcia i słabe właściwości odprowadzania ciepła. Nie są odpowiednie do zastosowań o wysokiej prędkości.
Dodatkowe Zasoby
https://www.amroll.com/bearing-lubrication.html
https://koyo.jtekt.co.jp/en/support/bearing-knowledge/12-1000.html