Разбиране на смазването на лагери
Смазване на лагери е практиката на нанасяне и поддържане на смазочно средство — масло или грес — между въртящите се или плъзгащи се повърхности на лагера, така че металните части да са разделени от носещ натоварването филм, вместо да се трият директно една в друга. Този единствен филм изпълнява шест функции едновременно: намалява триенето, предотвратява износване, отвежда топлината, предпазва от корозия, отмива замърсяванията и спомага за разпределянето на контактното натоварване. Смазването е безспорно най-важният фактор за експлоатационния срок на лагера. Лагер, който не получава достатъчно смазка, може да се повреди за часове или дни; а един добре смазан лагер може да работи десетилетия наред. Връзката е толкова силна, че според приблизителни изчисления 50–80 % от преждевременните повреди на лагерите могат да се дължат на проблем със смазването — неподходящ смазочен материал, недостатъчно (или прекалено много) количество, замърсяване или смазочен материал, който просто се е разградил по време на експлоатация.
1. Какво всъщност прави смазването
Изкушаващо е да се мисли за смазката просто като за „хлъзгаво масло“, но в лагерите с търкалящи се елементи тя изпълнява няколко различни функции, всяка от които е от значение за надеждността и за вибрация звука, който издава лагерът.
Намаляване на триенето
- Разделя металните повърхности с течен филм, предотвратявайки директен контакт
- Намалява коефициента на триене от приблизително 0,3–0,5 (сухо) до 0,001–0,01 (смазано) — с два до три порядъка.
- Намалява загубите на енергия и топлината, която иначе би се образувала в резултат на триене.
- Осигурява плавна и безшумна работа — точно такава, каквато трябва да бъде при изправен лагер.
Предотвратяване на износване
- Предотвратява контакта между метални повърхности, който води до абразивно износване и износване на лепилото.
- Удължава експлоатационния срок от часове до години.
- Запазва оригиналния вид хлабина на лагера и точност на работа.
Отвеждане на топлината
- Смазката абсорбира топлината, образувана при триене, и я отвежда от мястото на контакт.
- Това е особено важно при лагерите със смазване с масло, оборудвани с циркулационни системи.
- Предотвратява прегряването, което би довело до омекване на закалените плъзгащи повърхности и би ускорило повредата.
Защита от корозия, контрол на замърсяването и разпределение на натоварването
- Защита от корозия: филмът предпазва от влага и корозивни вещества; добавките осигуряват допълнителна защита; това е от особено значение по време на съхранение и при престой.
- Контрол на замърсяването: смазката отмива малките частици от зоната на контакт, гресът осигурява уплътняващо действие срещу проникване, а маслените системи често включват и филтриране.
- Разпределение на натоварването: Фолиото разпределя натоварването по-равномерно, а еластохидродинамичното смазване (EHL) в контактите на валците осигурява ефективно поемане на натоварването, като по този начин намалява пиковите контактни напрежения.
Последната точка заслужава да бъде подчертана. При натоварен ролков контакт налягането е толкова високо, че маслото за кратко се държи почти като твърдо тяло, а повърхностите се деформират еластично — т.нар. режим на ЕХЛ. Дебелината на масления филм е само част от микрометъра, поради което дори малки количества замърсявания или неправилната вискозитет оказват толкова значително въздействие.
2. Грес срещу масло: изборът на смазочно средство
Смазване с грес
Гресът е най-често срещаният избор за лагери с търкалящи се елементи и по същество представлява масло, задържано от сгъстител.
- Състав: базово масло + сгъстител (метален сапун) + добавки.
- Предимства: прост, не се нуждае от външна система и осигурява собствено уплътнение.
- Ограничения: ограничено разсейване на топлината и необходимостта от периодично смазване.
- Speed limit: обикновено до DN стойност от 300 000 до 500 000 (отвор на лагера в мм × обороти на вала).
- Приложения: електродвигатели, общопромишлено оборудване и лагери с трайно запечатани уплътнения.
Смазване с масло
Маслото е необходимо, когато скоростта или температурата надхвърлят границите, с които може да се справи смазката.
- Видове: минерални или синтетични, с различни комбинации от добавки.
- Предимства: отлично отвеждане на топлината, може да се филтрира и охлажда и като цяло осигурява по-дълъг експлоатационен живот.
- Изисквания: система за подаване на масло, уплътнения и отводняване.
- Speed range: няма практическа горна граница на скоростта.
- Приложения: високоскоростни машини, лагери на плъзгащи се лагери, както и големи системи с циркулиращо масло.
Изборът на подходящия клас не е въпрос на догадки. Вискозитетът на базовото масло трябва да е достатъчно висок, за да образува защитен филм при работна температура и скорост, но не и толкова висок, че загубите от триене да прегреят лагера. Когато се наложи да се прибегне до конкретни стойности, нашите Калкулатор за количество грес за лагери определя размера на първоначалното запълване, а Калкулатор за интервал за повторно смазване на лагери превръща скоростта, размера и температурата в разумна програма за смазване.
3. Методи за смазване
For grease
- Лагери в комплект: кухината на лагера се пълни с 30–50 % грес (препълването води до разбъркване).
- Периодично смазване: добавяне на свежа смазка на интервали от няколко месеца до няколко години.
- Автоматични смазочни устройства: електромеханични устройства, които непрекъснато дозират определени количества.
- Херметични лагери: предварително опаковани и без досмазване — заменят се, след като смазката се изчерпи.
For oil
- Oil bath: лагерът е частично потопен в маслена вана.
- Oil ring: пръстен, разположен по вала, изсмуква масло от картера и го подава към лагера.
- Oil mist: спрей с фини капчици за работа при висока скорост.
- Кръвоносна система: система за подаване на масло с вградени функции за охлаждане и филтриране.
- Смазване на джетове: маслени дюзи под високо налягане за най-екстремните скорости.
4. Видове повреди в смазочната система — и вибрациите, които те предизвикват
Тъй като голяма част от повредите на лагерите се дължат на проблеми със смазването, инженерът по поддръжката трябва да познава всеки вид повреда и нейните ранни симптоми. Повечето от тях се проявяват първо като повишаване на температурата и високочестотни вибрации, доста преди лагерът да се заклещи.
Недостатъчно смазване
- Симптоми: висока температура, засилени вибрации, шум.
- Повреди: повърхностни надрасквания, обезцветяване, бързо износване.
- Причини: Грешни интервали, блокирани проходи, недостатъчно снабдяване
- Време до отказ: hours to days.
Прекомерно смазване
- Симптоми: висока температура при разбиването на мазнината, теч от уплътнението.
- Повреди: ускорено разграждане на смазката, повреда на уплътнението.
- Причини: прекомерно смазване, препълнени маслени вани.
- Ефект: Прекомерното смазване може да съкрати експлоатационния срок на лагера до 50–80 % от оптималния.
Неподходящо, замърсено или разградено смазочно средство
- Неправилна вискозитет: ако е твърде тънък, се получава недостатъчен слой; ако е твърде дебел, се увеличава триенето и нагряването.
- Несъвместим тип: Смесването на несъвместими смазки или масла може да разруши структурата на сгъстителя.
- Неправилен температурен диапазон: смазката или се разгражда, или става прекалено вискозна.
- Замърсяване: мръсотията, металните частици или водата действат като абразивни вещества, ускорявайки износването и умораи може да запуши проходите.
- Degradation: Окисляването с течение на времето или под въздействието на топлина, загубата на добавки, както и сгъстяването или разреждането намаляват защитните свойства на смазочното средство.
Когато филмът най-накрая се скъса, възникващите при сблъсъка на метал с метал вибрации възбуждат собствените честоти на лагера и предизвикват класическия честоти на дефектите в лагерите. Те се виждат най-добре под анализ на обвивката, поради което проблем със смазването и зараждащ се лющене дефектите често се откриват при едно и също измерване.
5. Най-добри практики и мониторинг на състоянието
Избор и приложение
- Следвайте препоръките на производителя на лагера и машината и при избора на клас на вискозитета вземете предвид скоростта, натоварването и температурата.
- Използвайте качествени смазочни материали от надеждни доставчици.
- Почистете всички повърхности преди смазването, нанесете точното количество (нито прекалено много, нито прекалено малко), използвайте чисти инструменти и съдове и отстранете старата смазка при повторното смазване.
Мониторинг
- Определяйте интервалите за смазване според реалните експлоатационни условия, а не по навик.
- Следете температурата на лагерите — повишаването ѝ е един от първите признаци за проблем със смазването.
- Следете разхода на смазочното средство и проверявайте уплътненията периодично.
- Използвайте анализ на маслата (трибология) за да прецените състоянието и степента на замърсяване на смазката, и да вкарате лагера в по-широката мониторинг на състоянието programme.
Измерването на вибрациите затваря цикъла. Преносим двуканален анализатор като Balanset-1A позволява на техника да обиколи машините и да засече високочестотните вибрации и общите нива, които разкриват износен или замърсен лагер много преди това да стане чуваемо — а тъй като същият уред се използва и за балансиране на ротори, той потвърждава, че всяко повишение на 1× вибрациите е действително симптом за смазването на лагера, а не просто дисбаланс което се представя за такова. В съчетание с измерване на температурата и анализ на маслото, то превръща управлението на смазването от рутинна задача в дейност, основана изцяло на състоянието на оборудването. Разбирането на принципите на смазването, изборът на подходящо смазочно средство, нанасянето на точното количество по правилния начин и поддържането на неговото състояние чрез мониторинг заедно съставляват основата на всяка ефективна програма за надеждност на лагерите.
