Înțelegerea lubrifierii rulmenților
Lubrifierea rulmenților este practica de aplicare și menținere a unui lubrifiant — ulei sau unsoare — între suprafețele de rostogolire sau de alunecare ale unui rulment, astfel încât piesele metalice să fie separate printr-o peliculă portantă în loc să se frece direct una de cealaltă. Această peliculă unică îndeplinește simultan șase funcții: reduce frecarea, previne purta, evacuează căldura, protejează împotriva coroziunii, spală contaminanții și ajută la distribuirea sarcinii de contact. Ungerea este, fără îndoială, cel mai important factor unic pentru durata de viață a rulmentului. Un rulment lipsit de lubrifiant poate ceda în câteva ore sau zile; unul corect uns poate funcționa zeci de ani. Legătura este atât de strânsă încât se estimează că 50–80% dintre defectările premature ale rulmenților se datorează unei probleme de ungere — lubrifiantul greșit, prea puțin (sau prea mult) lubrifiant, contaminarea sau un lubrifiant care pur și simplu s-a degradat în exploatare.
1. Ce face de fapt ungerea
Este tentant să ne gândim la un lubrifiant ca la un simplu “ulei alunecos”, dar într-un rulment cu corpuri de rostogolire acesta îndeplinește mai multe funcții distincte, fiecare dintre ele fiind importantă pentru fiabilitate și pentru vibrații semnătura pe care o produce rulmentul.
Reducerea frecării
- Separă suprafețele metalice cu o peliculă fluidă, prevenind contactul direct
- Reduce coeficientul de frecare de la aproximativ 0,3–0,5 (uscat) la 0,001–0,01 (uns) — cu două până la trei ordine de mărime.
- Reduce la minimum pierderea de putere și căldura pe care frecarea ar genera-o altfel.
- Permite o funcționare lină și silențioasă — funcționarea silențioasă pe care ar trebui să o prezinte un rulment sănătos.
Prevenirea uzurii
- Oprește contactul metal-pe-metal care produce uzura adezivă și abrazivă.
- Prelungește durata de viață utilă de la ore la ani.
- Păstrează precizia inițială jocul rulmentului și precizia de funcționare.
Disiparea căldurii
- Lubrifiantul absoarbe căldura de frecare și o evacuează din zona de contact.
- Deosebit de important la rulmenții unși cu ulei, prevăzuți cu sisteme de circulație.
- Previne supraîncălzirea care ar înmuia căile de rulare durificate și ar accelera defectarea.
Protecție împotriva coroziunii, controlul contaminării și distribuirea sarcinii
- Protecție împotriva coroziunii: filmul blochează umiditatea și agenții corozivi; aditivii adaugă o inhibare suplimentară; acest lucru contează cel mai mult în timpul depozitării și al perioadelor de inactivitate.
- Controlul contaminării: lubrifiantul spală particulele mici din zona de contact, vaselina asigură o acțiune de etanșare împotriva pătrunderii contaminanților, iar sistemele cu ulei adaugă adesea filtrare.
- Distribuția sarcinii: filmul distribuie sarcina mai uniform, iar lubrifierea elastohidrodinamică (EHL) din contactele de rostogolire asigură un suport real al sarcinii, reducând tensiunile de contact maxime.
Acest ultim aspect merită subliniat. Într-un contact de rostogolire încărcat, presiunea este atât de mare încât uleiul se comportă pentru o clipă aproape ca un solid, iar suprafețele se deformează elastic — regimul EHL. Filmul are doar o fracțiune de micrometru grosime, motiv pentru care chiar și cantități mici de contaminare sau o vâscozitate greșită au un efect disproporționat de mare.
2. Vaselină vs. ulei: alegerea lubrifiantului
Lubrifiere cu unsoare
Vaselina este alegerea cea mai frecventă pentru rulmenții cu corpuri de rostogolire și este, în esență, ulei menținut pe loc de un agent de îngroșare.
- Compoziţie: ulei de bază + îngroșător (săpun metalic) + aditivi.
- Avantaje: simplă, nu necesită un sistem extern și asigură propria etanșare.
- Limitări: disipare termică limitată și necesitatea reungerii periodice.
- Speed limit: de obicei până la o valoare DN de 300.000–500.000 (alezajul rulmentului în mm × turația arborelui în RPM).
- Aplicații: motoare electrice, echipamente industriale generale și rulmenți unși pe viață.
Lubrifiere cu ulei
Uleiul este necesar acolo unde turațiile sau temperaturile depășesc ceea ce poate suporta vaselina.
- Tipuri: mineral sau sintetic, cu o gamă de pachete de aditivi.
- Avantaje: evacuare excelentă a căldurii, poate fi filtrat și răcit și oferă, în general, o durată de viață mai lungă.
- Cerințe: un sistem de alimentare cu ulei, etanșări și drenaj.
- Speed range: fără limită practică de viteză.
- Aplicații: utilaje de mare viteză, lagăre de jgheab, și sisteme mari de ulei recirculat.
Alegerea gradului corect nu este o chestiune de presupuneri. Vâscozitatea uleiului de bază trebuie să fie suficient de mare pentru a forma un film la temperatura și turația de funcționare, dar nu atât de mare încât pierderile prin agitare să supraîncălzească rulmentul. Atunci când chiar aveți nevoie să exprimați totul în cifre, instrumentul nostru Calculator cantitate vaselină rulmenți dimensionează încărcătura inițială, iar Calculator interval de relubrifiere a rulmenților transformă turația, dimensiunea și temperatura într-un program rezonabil de reungere.
3. Metode de lubrifiere
For grease
- Rulmenți preunși: cavitatea rulmentului se umple în proporție de 30–50% cu vaselină (umplerea în exces provoacă agitare).
- Reungere periodică: vaselină proaspătă adăugată la intervale variind de la luni la ani.
- Lubrifiatoare automate: dispozitive electromecanice care dozează continuu cantități măsurate.
- Rulmenți etanșați: preumplute și nelubrifiate ulterior — înlocuite odată ce unsoarea este epuizată.
For oil
- Oil bath: rulmentul este parțial scufundat într-o baie de ulei.
- Oil ring: un inel care se sprijină pe arbore ridică uleiul din baie și îl transmite către rulment.
- Oil mist: o pulverizare fină pentru lucrul la turații înalte.
- Sistem de circulație: alimentare cu ulei sub presiune, cu răcire și filtrare integrate.
- Lubrifiere cu jet: jeturi de ulei la presiune înaltă pentru cele mai extreme turații.
4. Moduri de defectare a lubrifierii — și vibrațiile pe care le provoacă
Deoarece atât de multe defectări ale rulmenților sunt defectări ale lubrifierii, inginerul de mentenanță ar trebui să cunoască fiecare mod și simptomele sale timpurii. Cele mai multe dintre acestea se anunță mai întâi printr-o creștere a temperaturii și a vibrațiilor de înaltă frecvență, cu mult înainte ca rulmentul să se gripere.
Lubrifiere insuficientă
- Simptome: temperatură ridicată, vibrații crescute, zgomot audibil.
- Daune: zgârieturi pe suprafețe, decolorare, uzură rapidă.
- Cauze: Intervale greșite, pasaje blocate, aprovizionare inadecvată
- Timp până la defectare: hours to days.
Lubrifiere excesivă
- Simptome: temperatură ridicată cauzată de frământarea unsorii, scurgeri la etanșări.
- Daune: degradare accelerată a unsoarei, deteriorarea etanșărilor.
- Cauze: supraungere, rezervoare de ulei umplute excesiv.
- Efect: supralubrifierea severă poate reduce durata de viață a rulmentului la 50–80% din valoarea optimă.
Lubrifiant incorect, contaminat sau degradat
- Vâscozitate incorectă: prea subțire oferă o peliculă inadecvată; prea gros crește frecarea și căldura.
- Tip incompatibil: amestecarea unor unsori sau uleiuri incompatibile poate descompune structura agentului de îngroșare.
- Interval de temperatură greșit: lubrifiantul fie se descompune, fie devine prea vâscos.
- Contaminare: murdăria, particulele metalice sau apa acționează ca un compus abraziv, accelerând uzura și oboseală, și pot bloca canalele de trecere.
- Degradation: oxidarea în timp sau din cauza căldurii, pierderea aditivilor și îngroșarea sau subțierea reduc, toate, capacitatea de protecție a lubrifiantului.
Când pelicula cedează în cele din urmă, impacturile metal-pe-metal rezultate excită frecvențele naturale ale rulmentului și produc clasicul frecvențele defectelor rulmenților. Acestea se evidențiază cel mai bine sub analiza anvelopei, motiv pentru care o problemă de lubrifiere și un defect incipient al exfoliere sunt adesea depistate prin aceeași măsurătoare.
5. Bune practici și monitorizarea stării
Selecție și aplicare
- Urmați recomandările producătorului rulmentului și al mașinii și țineți cont de turație, sarcină și temperatură atunci când alegeți gradul de vâscozitate.
- Folosiți lubrifianți de calitate de la furnizori de încredere.
- Curățați fiecare suprafață înainte de lubrifiere, aplicați cantitatea corectă (nici prea multă, nici prea puțină), folosiți unelte și recipiente curate și eliminați vechea unsoare la reungere.
Monitorizare
- Stabiliți intervalele de reungere în funcție de condițiile reale de funcționare, nu din obișnuință.
- Monitorizați temperatura rulmentului — o creștere este unul dintre primele semne ale unei probleme de lubrifiere.
- Urmăriți evoluția consumului de lubrifiant și inspectați periodic etanșările.
- Utilizați analiza uleiului (tribologie) pentru a aprecia starea și contaminarea lubrifiantului și integrați rulmentul în monitorizarea stării program.
Măsurarea vibrațiilor închide bucla. Un analizor portabil cu două canale, precum Balanset-1A permite unui tehnician să parcurgă un traseu de mașini și să capteze vibrațiile de înaltă frecvență și nivelurile globale care indică un rulment înfometat de lubrifiant sau contaminat cu mult înainte ca acesta să devină audibil — și, deoarece același instrument echilibrează rotoarele, confirmă că orice creștere a vibrației 1× este într-adevăr un simptom de lubrifiere a rulmentului și nu pur și simplu dezechilibra deghizat în așa ceva. Utilizat alături de analiza temperaturii și a uleiului, transformă gestionarea lubrifierii dintr-o sarcină calendaristică într-una bazată cu adevărat pe stare. Înțelegerea principiilor de lubrifiere, alegerea lubrifiantului potrivit, aplicarea cantității corecte prin metoda corectă și menținerea stării acestuia prin monitorizare formează împreună fundamentul oricărui program eficient de fiabilitate a rulmenților.
