Smarowanie łożysk tocznych

Zasada działania i typy łożysk tocznych

Łożyska toczne umożliwiają ruch obrotowy o zredukowanym tarciu między różnymi komponentami maszyn.
W technice łożyska toczne są stosowane m.in. do prowadzenia i podpierania wałów i osi. Łożyska toczne bazują na zasadzie tarcia potoczystego: łożyska składają się z pierścienia wewnętrznego i zewnętrznego, między którymi toczą się elementy toczne odgrodzone od siebie przez koszyczek łożyskowy w celu dalszej redukcji tarcia i zużycia. Jako elementy toczne zależnie od obciążenia stosowane są różne formy, jak np. kule lub wałeczki. Z powodu tarcia potoczystego związanego z formą elementów tocznych łożyska kulkowe nadają się zwłaszcza do dużych liczb obrotów, łożyska wałeczkowe natomiast do wysokich obciążeń.

Zadania smaru do łożysk tocznych

Celem smarowania łożysk tocznych jest zapobieganie stykaniu się metalowych powierzchni tocznych i ślizgowych za pomocą warstwy smaru, aby zredukować tarcie ślizgowe w łożysku tocznym. Ponadto smarowanie łożyska tocznego prowadzi do polepszenia ochrony przed zużyciem. Dzięki temu zapobiega się uszkodzeniu łożysk, przedłuża żywotność łożyska i zwiększa niezawodność eksploatacji. Do dodatkowych zadań smaru w łożysku tocznym należą zależnie od rodzaju smaru (olej lub smar z odpowiednimi dodatkami): ochrona antykorozyjna, odprowadzanie ciepła z łożyska, ochrona łożyska przed zabrudzeniami wewnętrznymi i zewnętrznymi, tłumienie szumów biegu łożyska oraz wspomaganie działania uszczelniającego uszczelek łożyska.

Kryteria decydujące o smarowaniu smarem lub olejem
W przypadku ok. 90% wszystkich łożysk tocznych stosowane jest smarowanie smarem. Do istotnych zalet smarowania smarem należą:

• bardzo niskie nakłady konstrukcyjne,
• dobre wspomaganie uszczelnienia łożyska,
• długi czas użytkowania,
• niski moment tarcia,
• dobre właściwości pracy awaryjnej w przypadku stałych materiałów smarujących,
• dobre właściwości tłumienia hałasu.

Prawidłowo wybrane smary umożliwiają niezawodne smarowanie w dużym zakresie liczb obrotów i obciążeń we wszystkich rodzajach konstrukcji – poza osiowymi łożyskami baryłkowymi.

Budowa i charakterystyka smarów
Smary stałe składają się z oleju bazowego związanego środkiem zagęszczającym. Dzięki temu olej pozostaje w miejscu smarowania. Tam smar zapewnia skuteczną ochronę przed tarciem i zużyciem, a jednocześnie zabezpiecza miejsce smarowania przed wpływem czynników zewnętrznych, takich jak wilgoć i substancje obce. Dlatego smary nadają się idealnie do stosowania w łożyskach tocznych. Typowe właściwości eksploatacyjne smaru, jak temperatura kroplenia, obciążalność i odporność na wodę są określane przez olej bazowy i środek zagęszczający. Polepszenie ochrony przed korozją i zużyciem, obciążalności i przyczepności oraz odporności na starzenie jest realizowane za pomocą dodatków do smaru.

Parametry decydujące o wyborze smaru do łożysk tocznych

Wybór smaru do łożysk tocznych zależy od rodzaju konstrukcji łożyska tocznego i od materiału koszyczka łożyska tocznego (metale lub tworzywa sztuczne) oraz od warunków pracy i stosowania, jak temperatura robocza, zakres liczby obrotów, obciążenie naciskiem i warunki otoczenia (woda, pył lub agresywne media). Charakterystyka smaru do łożysk tocznych odbywa się w oparciu o następujące parametry.

1. Klasa NLGI

W przypadku smarów stałych konsystencja stanowi parametr wytrzymałości smaru. Klasyfikacja smarów według NLGI sięga od bardzo miękkich (klasa 000) do bardzo twardych (klasa 6). Do stosowania w łożyskach tocznych nadają się smary stałe klasy NLGI 1–4.

2. Temperatura kroplenia (w °C)

Temperatura kroplenia smaru stałego to temperatura, w której następuje jego skraplanie. Jest ona znacznie wyższa niż zalecana temperatura robocza, która w przypadku łożyska tocznego jest określana nie tylko przez temperaturę otoczenia, lecz również przez ciepło powstające w łożysku podczas eksploatacji łożyska tocznego.

3. Wartość VKA

Aparat czterokulkowy jest przyrządem pomiarowym dla smarów, który znajduje zastosowanie przy dużych naciskach jednostkowych na powierzchnię. Aparat składa się z wirującej kuli ruchomej, ślizgającej się na trzech kulach nieruchomych. Podczas badania maksymalnej zdolności przejmowania obciążenia przez smar na kulę ruchomą wywierana jest siła kontrolna, która ulega stopniowemu zwiększaniu aż do momentu, gdy na skutek ciepła tarcia nastąpi zespawanie systemu czterech kul.

4. Wartość DN (współczynnik obrotów)

Wartość DN informuje, do jakiej maksymalnej prędkości obwodowej smar stały może być stosowany w łożysku tocznym. Jest ona obliczana na podstawie liczby obrotów łożyska, średniej wartości średnicy łożyska (w mm) i współczynnika uwzględniającego udział tarcia ślizgowego konstrukcji łożyska.

5. Wartość SKF-Emcor

Metoda SKF-Emcor stosowana jest do oceny właściwości ochrony antykorozyjnej smarów do łożysk tocznych. Do smaru dodawana jest woda, a następnie taka mieszanina poddawana jest badaniu pod kątem korozji w kulkowych łożyskach wahliwych przez określony czas, przy określonej liczbie obrotów oraz ze zdefiniowanymi okresami przestoju, zgodnie z DIN 51802. Jeżeli po oględzinach badanych łożysk nie zostanie stwierdzona korozja, to stopień korozji wynosi 0. Przy bardzo silnej korozji stopień korozji wynosi 5.

Smarowanie łożysk tocznych

Ważnym warunkiem wysokiej niezawodności eksploatacji łożyska tocznego jest jego ciągłe zaopatrywanie w smar. Podczas pierwszego lub ponownego smarowania łożyska należy przestrzegać wskazówek producenta łożyska. Łożysko należy napełnić tak, aby smar na pewno dotarł do wszystkich powierzchni funkcyjnych. Powoli obracające się łożyska (wartość DN 50 000) i ich obudowy należy napełnić całkowicie, szybko obracające się łożyska (wartość DN >400 000) do ok. 1/4 wolnej przestrzeni wewnętrznej łożyska. W innym razie zalecane jest napełnienie do 1/3.

Jeżeli terminy dosmarowania są dotrzymywane, bezpieczeństwo eksploatacji łożysk smarowanych smarem jest zapewnione. Dosmarowanie jest konieczne, jeżeli czas użytkowania smaru jest mniejszy niż oczekiwana żywotność łożyska. Dosmarowanie odbywa się za pomocą smarownicy lub automatycznych systemów smarowania. Jeżeli to możliwe, wykonać dosmarowanie podczas eksploatacji. Ilość smaru zużytego na dosmarowanie wynosi 50–80% ilości pierwszego smarowania. Jeżeli odprowadzanie zużytego smaru jest niemożliwe, należy ograniczyć ilość smaru, aby uniknąć nadmiaru smarowania łożyska.

Przy długich terminach dosmarowywania należy preferować możliwie kompletną wymianę smaru. Przed przestawieniem na inny rodzaj smaru z zasady należy oczyścić łożysko toczne lub tak długo dosmarowywać smarem, aż stary smar zostanie zupełnie wyciśnięty z łożyska. W tym przypadku należy najpierw sprawdzić mieszalność smarów i tolerancję materiału.

powrót do przeglądu