Пластичне мастило чи оліяна ванна для промислових підшипників: як обрати метод і як часто повторювати змащування

Спершу перевірте каталожну граничну частоту обертання для кожного методу

Саме частота обертання відсіює метод ще до порівняння будь-чого іншого. Каталожні граничні частоти обертання публікуються окремо для змащування пластичним мастилом і оліяною ванною для кожного типу підшипника, а пошуковий інтерфейс каталогу показує окремі поля «Limiting Speed: Oil Lub.» та «Limiting Speed: Grease Lub.», що підтверджує окрему публікацію цих двох значень^9,17.

Табульовані теплові ліміти одного виробника ставлять ліміт для пластичного мастила на 66% від ліміту для статичної олії, причому всі табульовані ліміти базуються на статичному оліяному змащуванні з рівнем олії в центрі найнижчого тіла кочення¹⁰.

Ця цифра 66% — табульований тепловий ліміт одного виробника, а не керівний стандарт, тому застосовні значення слід зчитувати з каталогу для конкретного типу підшипника¹⁰. Понад 80% каталожної граничної частоти обертання слід консультуватися з виробником, який проаналізує застосування та порекомендує метод змащування і сепаратор^9,16.

Вирішіть, чи температура корпусу та теплове навантаження взагалі дозволяють пластичне мастило

Рідинному мастилу приписують низьке тертя, краще розсіювання тепла та придатність для високих швидкостей, тоді як пластичному мастилу — простоту нанесення, добре ущільнення та утримання, а також здатність витримувати важкі навантаження та високі температури¹⁹. Практичним обмеженням є температура корпусу.

Більшість користувачів воліють тримати корпуси нижче 60 C (140 F); вище цього за вибору пластичного мастила потрібні спеціалізована олія, постійний контроль рівня та значно коротші інтервали повторного змащування¹¹. Механізм відмови двоскладовий: з підвищенням температури втрачається в'язкість олії, що допускає контакт металу з металом, а базова олія та її присадки фізично розкладаються¹¹.

Для вибору пластичного мастила 200 C (392 F) подається як порогове запитання, з урахуванням безперервної чи перервної дії та циклів нагрівання/охолодження; якщо дія безперервна, радиться продукт вищого класу, що відповідає експлуатаційним вимогам².

Жодне джерело в цьому наборі не кількісно визначає швидкість відведення тепла жодним із методів, тому рішення за температурою спирається на температуру корпусу та номінальний ліміт пластичного мастила, а не на розрахований тепловий баланс.

Визначте базовий інтервал повторного змащування пластичним мастилом за швидкісним фактором, а потім скоротіть його

Для кулькових підшипників із заглибленими канавками існує таблиця базових інтервалів повторного змащування, відкалібрована для літієвих/мінеральних мастил за 70 C, горизонтального вала та C/P >= 15²³. Первинним входом є швидкісний фактор nDm: він задає лінійну швидкість у робочій точці мастила та визначає оптимальний об'єм мастила і інтервал повторного змащування³.

Наведені нижче базові інтервали застосовні лише за цих калібрувальних умов, а таблиця прямо названа приблизною та обмеженою кульковими підшипниками із заглибленими канавками²³. Скоротіть базовий інтервал за вищої температури, вищого швидкісного фактора та постійного осьового навантаження, що скорочує ресурс мастила^11,21,23.

За конвенцією SKF інтервал скорочується вдвічі за кожні 15 C понад 70 C, тож 85 C дає 0,5 базового інтервалу, а 100 C — 0,25²³. Жодне джерело в цьому наборі не наводить таблиці інтервалів повторного змащування для типів підшипників, відмінних від кулькових із заглибленими канавками.

Оберіть манжету чи захисну шайбу, що утримує мастило та виключає воду й пил із майданчика

Утримання пластичного мастила та захист від забруднень залежать переважно від встановленої манжети чи захисної шайби, а не лише від самого мастила. Гумова контактна манжета 2RS краще за металеву захисну шайбу виключає пил і воду, але знижує швидкісну характеристику та обмежена приблизно 100 C^24,26.

Металева захисна шайба безконтактна та не дає реальної захисту від води²⁶. Безконтактне лабіринтне ущільнення не має тертя, обмеження швидкості від ущільнення та потреби в змащуванні в місці ущільнення, із заявленим діапазоном температур від -40 C до 140 C для пластику та від -40 C до 171 C для сталі чи алюмінію²⁷.

Лабіринтні ущільнення можуть працювати з пластичним мастилом або олією, але з олією — лише якщо рівень олії нижче діаметра ущільнення, і вони надійно герметизують дрібні та грубі забруднення на горизонтальних валах^25,27. Підшипник із захисними шайбами та пластичним мастилом не герметизований, але свіже мастило може затягуватися капілярною дією при обертанні сепаратора⁴.

Жодне джерело в цьому наборі не вказує вимогу до ущільнення, специфічну для оліяної ванни проти пластичного мастила.

Перевірте, чи орієнтація вала та рівень олії підтримують обраний метод

У статичній оліяній ванні корпус діє як власний резервуар, і в спокої рівень олії тримається трохи нижче центру найнижчої кульки чи ролика^6,10. Саме цей рівень є умовою, на якій базуються табульовані ліміти швидкості одного виробника, тож рівень олії та ліміт швидкості пов'язані¹⁰.

Лабіринтне ущільнення з олією допустиме лише якщо рівень олії нижче діаметра ущільнення, а лабіринтне герметизування надійне на горизонтальних валах²⁷. Перед вибором оліяної ванни перевірте наступне.

• ✓Переконайтеся, що вал горизонтальний, якщо лабіринтне ущільнення використовується з олією [S27].
• ✓Переконайтеся, що рівень олії може триматися нижче діаметра ущільнення [S27].
• ✓Переконайтеся, що рівень олії в спокої тримається трохи нижче центру найнижчого тіла кочення [S6,S10].
• ✓Переконайтеся, що корпус може слугувати автономним резервуаром [S6].

Перевірте сумісність пластичних мастил перед змішуванням або заміною

Змішування несумісних загусників, як-от літію з полісечовиною, може спричинити різке розм'якшення або затвердіння мастила, що веде до відмови змащування¹⁴. Навіть у межах одного типу загусника базові олії та присадки можуть взаємодіяти, тому підшипник слід ретельно очистити перед нанесенням іншого мастила¹⁴.

Якщо змішування неминуче, перевірте сумісність за ASTM D6185, де зміна температури краплення або відділення олії понад 15% свідчить про несумісність¹⁴. Те саме джерело зазначає, що синтетичні базові олії можуть набухати або руйнувати гумові манжети NBR, тож мастило слід перевіряти і щодо матеріалу манжети²⁶.

Зважте витрати оліяної системи на заправлення, працю, витік та утилізацію проти підшипника з пластичним мастилом під манжетами

Стверджується, що оліяні системи дорожчі за пластичне мастило в початкових інвестиціях та обслуговуванні, створюють проблеми витоку та утилізації і потребують більшої праці для підтримання рівня⁶. Підшипники з манжетами та пластичним мастилом описуються як загалом необслуговувані, причому заводського заправлення зазвичай вистачає на весь термін служби підшипника³⁰.

Те саме джерело, що перелічує недоліки олії, додає, що в багатьох застосуваннях ці недоліки незначні порівняно з вартістю повторних відмов підшипників і простою за продовження використання пластичного мастила⁶. Жодне джерело в цьому наборі не кількісно визначає різницю у вартості, людино-годинах, утилізації олії чи фільтрації, тому порівняння є напрямковим, а не розрахунком окупності.

Питання вибору змащування за типом підшипника передайте виробнику

Джерела встановлюють вибір типу підшипника за навантаженням і швидкістю, а окремо стверджують, що пластичне мастило є найпоширенішою формою змащувача для підшипників ZZ та 2RS під манжетами, тоді як відкриті підшипники частіше використовують олію, бо відкрита конструкція дозволяє олії вільно циркулювати туди й назад^19,22,33. Вони не пов'язують конкретний тип підшипника з конкретним методом змащування.

Жодне джерело в цьому наборі не наводить рекомендації щодо методу змащування для окремого типу підшипника, тому таке зіставлення тут неможливе. Коли робоча частота обертання перевищує 80% каталожної граничної частоти, виробник проаналізує застосування та порекомендує метод змащування і сепаратор^9,16.

Для позиції підшипника, де метод не очевидний лише з швидкості та температури, така консультація і є шляхом до відповіді щодо типу підшипника.

Де джерела розходяться щодо цифр, які визначають рішення

Дві цифри, що живлять рішення про ущільнення та вартість, не узгоджені між джерелами. Тримайте обидві позиції на увазі та перевірте ту, що стосується вашого типорозміру та режиму експлуатації.

Чого джерела не встановлюють

• Жодне джерело не дає вказівок щодо інтервалу заміни оливи або терміну служби оливи для масляної ванни.
• Не наводиться числового обмеження n·dm або швидкісного відношення для пластичного мастила порівняно з масляною ванною; вказано лише співвідношення 66 % і поріг консультації 80 %.
• Не наводиться таблиця температурних обмежень пластичного мастила з розбивкою за загусником або базовою оливою.
• Не наводиться кількісна оцінка тепловідвідної здатності мастила порівняно з масляною ванною.
• Не наводиться рекомендація методу змащування за типами підшипників (кулькові однорядні, радіально-упорні, сферичні роликові, упорні, сильно навантажені).
• Не наводиться кількісне порівняння витрат, людино-годин, утилізації оливи або витрат на фільтрацію між мастилом і масляною ванною.
• Не наводиться правило, що пов'язує орієнтацію монтажу з обов'язковим методом змащування.
• Не наводиться клас IP або кількісні дані щодо відсіювання частинок для 2RS порівняно з ZZ.
• Жодне джерело не дає таблиці інтервалів повторного змащування для типів підшипників, відмінних від кулькових однорядних.