Смазки для тихоходных подшипников: как подобрать
Как выбрать смазку для тихоходных подшипников: разбираем связь гидродинамического режима трения, скорости вращения и вязкости базового масла. Таблица ориентировочного подбора по типу узла — от шпинделя станка до роликоопоры печи обжига — с примерами пластичных смазок ARGO и пояснением роли противозадирных присадок и твёрдых добавок графита и MoS2.
Ключевое условие правильной смазки подшипника — гидродинамический режим трения. В этом режиме процессы трения и износа имеют минимальную интенсивность. На рисунке 1 показан характер взаимодействия трущихся поверхностей при сухом и граничном трении, а также в условиях гидродинамического трения.
Как скорость вращения влияет на выбор вязкости
Формирование стабильного гидродинамического трения зависит от скорости взаимного перемещения рабочих поверхностей подшипника и вязкости жидкости (масла) между ними. Чем выше скорость, тем при меньшей вязкости масла устанавливается стабильный гидродинамический режим. И наоборот: чем выше вязкость масла, тем при меньшей скорости вращения подшипника возможно гидродинамическое трение.
Таким образом, тихоходные подшипники качения и скольжения для защиты от износа должны смазываться высоковязкими маслами и пластичными смазками на высоковязком базовом масле.
Таблица подбора смазки по типу узла
Ниже — таблица ориентировочного подбора смазочного материала в зависимости от скорости вращения подшипника и примеры пластичных смазок ARGO, проверенные практическим применением в данных условиях.
| Типичный узел | Частота вращения, об/мин | Вязкость базового масла при 40 °C, сСт | Пример смазки ARGO |
|---|---|---|---|
| Подшипник качения шпинделя металло- или деревообрабатывающего станка | ≥3000 | 15–25 | ElitSint 25 EP2; Elit A EP1 |
| Подшипник синхронного электродвигателя или вентилятора | ≥3000 | 15–25 | ElitSint 25 EP2; Elit A EP1 |
| Подшипник синхронного электродвигателя или вентилятора | 1500–3000 | 50–100 | Termolit 3000 W EP3 |
| Подшипник асинхронного электродвигателя или вентилятора | 1500 | 100–150 | Termolit 3000 EP3; TermoLux P150 EP2 |
| Подшипник ступицы колеса автомобиля | <1500 | 150–220 | Elit X EP2; TermoLux P150; ElitBlue EP2; Elit HD EP2; ElitCa 220 EP2 |
| Подшипник молотковой дробилки | ~1000 + ударные нагрузки | 220 | TermoLub S 220 EP2; Elit X EP2 |
| Подшипник рабочего валка листопрокатного стана | <500 | 220 | TermoLub S 220 EP2; Elit X EP2; TermoMax EP2 |
| Подшипник рабочего валка сортового или толстолистового стана | <100 | 460–680 | TermoLub S 460 EP2; TermoLux P460 S EP2; TermoSint 460 EP 1,5 |
| Подшипник роликоопоры вращающейся печи обжига клинкера | <100 | 460–680 | TermoLub S 460 EP2; TermoLux P460 S EP2; TermoSint 460 EP 1,5 |
Из таблицы видно, как со снижением частоты вращения подшипника возрастает требуемая вязкость базового масла. Но высокая вязкость — не единственное условие надёжной защиты: при малых скоростях существует опасность эластогидродинамического и даже граничного трения, а оно чревато задиром и повышенным износом деталей подшипника.
Роль противозадирных присадок и твёрдых смазок
Низкие скорости взаимного перемещения поверхностей, помимо неустойчивого эластогидродинамического трения, чреваты снижением эффективности противозадирных (EP) присадок. На малых скоростях EP-присадки попросту не активизируются: их локальная активизация происходит только при разогреве в точках касания микрорельефа пары металл-металл, который возникает на определённой скорости скольжения.
Для усиления противозадирного эффекта при низких скоростях в смазки вводят твёрдые смазочные добавки — кристаллические вещества слоистой структуры. В этой роли используют как привычные дисульфид молибдена (MoS2) или графит, так и современные «белые» смазочные добавки. Независимо от природы, их смазывающий эффект основан на скольжении не связанных между собой микрочешуек кристалла. На рисунках 2 и 3 показана кристаллическая структура графита и дисульфида молибдена.
Рис. 2 Слоистая кристаллическая решётка дисульфида молибдена
- атомы жёлтого цвета — сера;
- атомы голубого цвета — молибден.
Между атомами молибдена и серы в кристаллах дисульфида молибдена существует прочная химическая связь, тогда как между атомами серы связь отсутствует — это обеспечивает свободное скольжение слоёв, обращённых друг к другу атомами серы.
Рис. 3 Слоистая кристаллическая решётка графита
Аналогичным образом обеспечивается взаимное скольжение слоёв кристаллов графита. Слоистая структура отчётливо видна на рисунке 3.
Особенности подбора для тихоходных узлов
Вернёмся к тихоходным подшипникам. Их особенности — высокие удельные давления и граничное трение, нередко умноженные на ударные нагрузки. Именно поэтому применяют смазки на высоковязких маслах 220–460 сСт при 40 °C, а иногда и более — до 1000–1500 сСт. В зависимости от удельных давлений и наличия ударных нагрузок смазки усиливают твёрдыми добавками графита или MoS2.
Смазки тихоходных подшипников из статьи
Линейка пластичных смазок ARGO, упомянутых в таблице подбора:
Информация с сайта производителя ARGO.
Какую смазку выбрать для тихоходного подшипника?
Высоковязкую пластичную смазку: чем ниже частота вращения, тем выше нужна вязкость базового масла — от 150–220 сСт при 40 °C для узлов до 1500 об/мин до 460–680 сСт для прокатных станов и печей обжига. При ударных нагрузках добавляют твёрдые добавки (графит, MoS2).
Почему для медленных подшипников нужна высоковязкая смазка?
На низкой скорости тонкая плёнка масла не удерживается, и узел переходит в эластогидродинамический или граничный режим трения. Высокая вязкость базового масла обеспечивает стабильную разделяющую плёнку и защищает поверхности от задира и износа.
Как подобрать вязкость смазки по скорости вращения?
По таблице подбора: ≥3000 об/мин — 15–25 сСт, 1500–3000 — 50–100 сСт, 1500 — 100–150 сСт, <1500 — 150–220 сСт, <500 — 220 сСт, <100 об/мин — 460–680 сСт при 40 °C. Чем ниже скорость, тем выше требуемая вязкость.
Подберём смазку под ваш узел
Назовите тип подшипника, частоту вращения и нагрузки — предложим смазку ARGO с нужной вязкостью базового масла.