Основные требования для смазок подшипников
4.5 Требования к смазкам на основе вторичных свойств
4.5.1 Введение
В применении к основным требованиям к смазке в соответствии с максимально возможной нагрузкой в течение установленного срока службы со специфичными параметрами возникновения повреждений или долговечности, требуются вторичные свойства, как функция используемости. Следует рассмотреть внутреннюю взаимосвязь смазки и материала подшипника или смазки и внешней среды или особые рабочие условия.
4.5.2 Особые рабочие условия
4.5.2.1 Рабочие условия, зависящие от температуры
4.5.2.1.1 Рабочий диапазон температур для смазок для подшипников на вращающихся элементах
Рабочий диапазон температур смазок для подшипников на вращающихся элементах приведен на Рис. 7. Отдельно следует изучить использование самосмазывающихся подшипников, содержащих MOLYKOTE 7527, при очень высоких температурах, описано в Главе 4.5.2.1.4.
4.5.2.1.2 Высокотемпературные характеристики
Измерение характеристик жиров при очень высоких температурах, возможно проводить при помощи FAG Test Machine (DIN 51 821) или SKF Test Machine (DIN 51 806) эксплуатационным тестом В. Результаты этих эксплуатационных тестов приведены на Рис. 8 и Таблице 6.
Тест, использующий FAG машину, определяет температуру, при которой смазочный жир соответствует сроку службы около 100 часов.
В FAG машине, тестируется 7206В обычный радиально-упорный подшипник смазывается двумя мл жира, сбои появляются при скорости 3000 или 6000 об/мин, осевой нагрузке 1500, 3000 или 4500 Н и температурной нагрузке свыше 250єС. Выбор делается в соответствии с диапазоном температур и длительностью теста (Рис. 8 и Таблица 6).
4.5.2.1.3 Низкотемпературные характеристики
Низкотемпературные характеристики могут быть получены на основе результатов низкотемпературного определения момента в соответствии с ASTM-D-1478-80. Смазанный жиром шарикоподшипник остужался, момент измерялся при старте и после 20 минут работы при соответствующем температурном тесте. Это позволяет оценить критическую температуру, при которой смазочный жир можно применять (Рис. 9).
Параметры К1, К2 и К
|
|
|
fs 8 |
8>fs 4 |
Fs<4 |
Тип подшипника |
|
параметр |
Шариковый подшипник |
0 |
0 |
0 |
К1 |
|
Конический роликовый подшипник, цилиндрический роликовый подшипник |
0 |
1 |
2 |
||
|
Самоустанавливающийся роликовый подшипник, самоустанавливающийся сферический упорный роликовый подшипник, цилиндрический упорный подшипник, комплектный цилиндрический роликовый подшипник |
1 |
2 |
3 |
||
|
Смазка |
С присадками Без присадок, v/v1 0,4 Без присадок, v/v1<0,4 |
1 2 7 |
2 4 >7 |
3 6 >7 |
К2 |
|
Параметр К = К1+К2 2 от 3 до 4 от 5 до 6 7 |
Заданное значение а23
коэффициент а23 на верхней петле 2-й области Рис. 3 коэффициент а23 в центре 2-й области, Рис. 3 коэффициент а23 на нижней петле 2-й области, Рис. 3 область 3, т.е. стремление к оптимальным рабочим условиям |
||||
Таблица 5: Параметры К1, К2 и К в зависимости от коэффициента а23
Коэффициент f
Рис. 6: Коэффициент f в 1-й области (максимальная чистота)
4.5.2.1.4 Критические температуры
В особых случаях, как, например, подшипники для печных вагонеток, используемых при производстве керамики, глубоко посаженные шариковые подшипники подвергаются воздействию очень высоких температур. Температуры в подшипниках могут превышать температуру 280єС и достигать пика при 500 єС.
Для таких случаев, как глубоко посаженные шариковые подшипники, включая самосмазывающиеся подшипники, заключенные в смазку, стабильную при высокой температуре, была разработана особая теория смазок. Компаунд является самосмазывающимся твердым телом, которое распределено тонким слоем по обойме подшипника и постоянно вращается вместе с ним. Тонкий слой твердой смазки переносится на направляющие колец и на шарики. Эффективность смазки обеспечена, не взирая на такое влияние внешней среды, такое как очень высокие или очень низкие температуры. В комбинации с пастой, содержащей MoS2, время работы увеличивается в среднем в 20 раз. Самосмазывающийся компаунд MOLYKOTE 7527 использовался без сбоев в печных вагонетках около трех лет.
Рабочий диапазон температур
Рис. 7: Рабочий диапазон температур для применения к подшипникам на вращающихся элементах
Пример применения: MOLYKOTE 7527 в подшипнике печной вагонетки после более чем трех лет использования (Фотография предоставлена Agrob AG, Ismaning, Germany)
Множество случаев применения при очень высоких температурах включают малую скорость вращения, но MOLYKOTE 7527 также подходит для использования при больших скоростях и удачно прошел тест при скорости DN 100000. Твердый слой также может выдерживать очень большие нагрузки. Глубоко посаженные шариковые подшипники, тип 6204 2ZR, тестировались при температуре 250єС с нагрузкой 2000 Н со скоростью 2000 оборотов в минуту. Время работы подшипника было более 800 часов.
4.5.2.2 Рабочие условия, зависящие от давления
4.5.2.2.1 Высококомпрессионные воздействия
Для высококомпрессионных воздействий, СД (сверхвысокое давление) присадки добавляются к смазочному жиру. Характеристики, соответствующие сжимающим нагрузкам, часто измеряются в соответствии с DIN 51 350 в четырехшариковой машине.
Если выдерживаются большие нагрузки и присутствует достаточное сопротивление истиранию, то, в соответствии с Рис. 5 или Таблицей 2, выбираются смазывающие жиры с большим показателем сварки или малым износом.
4.5.2.2.2 Вакуум
Движение в вакуумных камерах обычно облегчаются подшипниками на вращающихся элементах. В вакууме, тем не менее, жиры для подшипников имеют довольно короткий срок службы, т.к. масло, содержащееся в жиру, имеет тенденцию к вытеканию в условиях вакуума. Следовательно, довольно быстро возникают проблемы с такими подшипниками.
FAG подшипниковый тест
* Тест проводился с силиконовым жиром дающим большой разброс на FAG тестовой машине для MOLYKOTE 41 может быть использован только при очень малых значениях DN. Следовательно, невозможно выполнить тест в соответствии с DIN 51 822.
Рис. 8: Тест смазочных жиров наFAG тестовой машине FE 9 (DIN 51 821) при различных рабочих температурах.
SKF тест подшипника на вращающихся элементах
Таблица 6: Механический/динамический тест жиров для подшипников на вращающихся элементах (DIN 51 806). Прочие антифрикционные подшипниковые жиры являются неподходящими для использования в данных рабочих условиях в соответствии с DIN 51 806, рабочий тест В.
Для применения в условиях вакуума и сильно разреженной среды, были сделаны особые разработки твердых смазок, наличие смазывающей способности которого позволяет игнорировать вакуум. Самосмазывающийся компаунд MOLYKOTE 7567 вводится в пустое пространство в подшипнике и прочно прикрепляется к корпусу. Компаунд частично подходит для применения в вакууме, т.к. при его использовании происходит очень малый выброс газа. 7567 успешно используется в вакуумных камерах, например, в напылительных установках, при давлении около 10-6 торр. Вероятность возникновения повреждений, которая была очень большой при смазывании подшипников жиром, стала очень маленькой при использовании 7567.
4.5.2.3 Рабочие условия, зависящие от скорости
4.5.2.3.1 Ограничения по максимальной скорости подшипников на вращающихся элементах
Величина «DN» вычислена путем умножения среднего диаметра подшипника, измеряемого в мм, на скорость вращения, измеряемой в об/мин. Не существует международно-признанного теста для определения фактора скорости вращения для смазок. Оценка проведена в общих чертах и базируется на вязкости смазки и интересующей рабочей температуре. Эта оценка относится к глубоко посаженным шарикоподшипникам. Величины DN определялись на основе кинематической вязкости основывающего масла (минеральное масло, синтетическое масло), в том числе и на практике (Рис. 10).
4.5.2.3.2 Медленно движущиеся подшипники на вращающихся элементах
Очень медленно движущиеся подшипники, такие как печные вагонетки, которые эксплуатируются при очень высоких температурах и не могут быть смазаны жиром, смазываются твердыми смазками. Паста MOLYKOTE U-n применяется в малых количествах, и, таким образом, при вращении подшипник создает очень тонкий слой твердой смазки. Повторное смазывание можно проводить, используя MOLYKOTE M 30, дисперсия дисульфида молибдена примешанного к синтетическому маслу, в котором, при температуре около 180єС, несущее масло испаряется почти без остатка, оставляя за собой твердую смазку. MOLYKOTE U-n и M 30 могут использовать вплоть до температуры 450єС.
Низкотемпературные характеристики
Рис. 9а и b: Низкотемпературные тесты вращательного момента (ASTM – D – 1478 – 80)
