Cмазка для подшипников. Как выбрать и чем заменить

Для эффективной и надежной работы подшипников необходимо их своевременное смазывание. При этом экономия на смазке недопустима, ее качественность – залог долговременной эксплуатации всего механизма.

Вязкость

Наиболее важным физическим свойством смазки является вязкость. Вязкостью определяется толщина слоя смазки в зависимости от нагрузки, частоты вращения и контактирующих поверхностей. Вязкость должна отвечать требованиям подшипника. Вязкость базового масла большинства смазок общего назначения составляет, примерно, 220 сантистоксов. Смазки такого типа подходят для работы при средних нагрузках и средней частоте вращения. Если частота вращения подшипника выше среднего, вязкость должна быть меньше.

Рабочая температура	DN (скоростной фактор)	Класс по NGLI*
от -30 до 100°F (от -34,4 до 37,7°С)	0-75000	1
	75000-150000	2
	150000-300000	2
от 0 до 150°F (от -17,7 до 65,5°С)	0-75000	2
	75000-150000	2
	150000-300000	3
от 100 до 275°F (от 37,7 до 135°С)	0-75000	2
	75000-150000	3
	150000-300000	3
* Зависит от других факторов, таких как тип подшипника, загустителя, вязкость и тип базового масла

Чрезмерная вязкость может привести к перегреву и повышенному потреблению энергии. Оба эти фактора являются неблагоприятными для подшипника и смазки. Чем выше температура подшипника в работе, тем меньше становится вязкость смазки. Это может привести к увеличению расхода смазки и требует более частого нанесения смазочного материала. Потребление энергии также может вырасти со временем, в результате чего возникнут необоснованные дополнительные затраты. Кроме того, избыточная вязкость приводит к повышенному трению.

Что касается обычных пластичных смазок, их можно использовать для смазывания подшипников при скоростном факторе до 500000. Если скоростной фактор превышает указанное значение, необходимо использовать высокоскоростную смазку. Некоторые смазки, представленные на рынке, могут работать при скоростном факторе до 2000000. Тем не менее, стоит отметить, что все смазки разные, и не все из них могут быть эффективными при разных скоростях.

Влияние состояния подшипника на выбор вязкости базового масла
ISO VG (сСт@40°С)	Область применения	Нагрузка	Скорость	Маслоотделение*	Перекачиваемость*
22	Быстроходные шпиндели	Низк.	Выс.	Выс.	Выс.
100	Большие высокоскоростные электродвигатели
150	Колесные подшипники
220	Бумагоделательные машины, универсальная, индустриальная
460	Бумагоделательные машины, сталепрокатные станы
1000	Горно-шахтное оборудование, дробилки, подшипники и т.д.
1500	Низкие скорости, тяжелые/ударные нагрузки
* На сепарацию и перекачиваемость масла также влияет плотность смазки и тип загустителя.

Тип загустителя

Кроме вязкости базового масла еще одним свойством смазки, которое влияет на каналообразование, является тип загустителя. Загуститель в смазке представляет собой этакую губку, которая удерживает масло. Структура волокон загустителя может оказывать влияние на определенные свойства смазки, такие как каналообразование, водостойкость, температура каплепадения и пенетрация. Волокна загустителей могут быть длинными или короткими. Загустители с короткими волокнами имеют более гладкую текстуру. Более сложные загустители, а также загустители, в состав которых входит литий, кальций, полиуретан и кремний, имеют короткие волокна. Каналообразование смазок с такими загустителями, как правило, лучше. Кроме того, они легче перекачиваются.

Каналообразование загустителей с длинными волокнами, например, тех, которые содержат натрий, алюминий и барий, как правило, хуже. Длинные волокна загустителя способствуют вспениванию, что может привести к изменению консистенции. Кроме того, так как эти смазки часто затекают обратно в канал, проделанный подшипником, это может привести к росту температуры и усилению процесса сдвига.

Класс по NLGI

Значительное влияние на класс по NLGI пластичной смазки оказывает вязкость базового масла и консистенция загустителя. Число NLGI является мерой консистенции смазки. Чем выше число NLGI, тем гуще смазка. Диапазон числа NLGI варьируется от 000 (жидкая смазка) до 6 (твердая смазка). Что касается использования высокоскоростных смазок для смазывания подшипников качения, то класс по NLGI повышается, а вязкость базового масла уменьшается. Такой баланс гарантирует, что не будет происходить сепарация масла от загустителя. Зная скоростной фактор подшипника и температуру, при которой он работает, вы можете сделать вывод о подходящем классе смазки по NLGI.

Тип подшипника

Тела качения подшипников бывают разных форм. Форма тела качения оказывает влияние на необходимую вязкость, класс по NLGI и интервал проведения повторной смазки. Кроме того, от формы тела качения зависит площадь смазываемой поверхности между подшипником и кольцом качения. Чем больше площадь этой поверхности, тем больше масла будет выжато из загустителя. В отличие от стандартных шариковых подшипников, нагрузка на подшипники, имеющие большую площадь контакта со смазкой (сферические, цилиндрические, игольчатые, конические роликовые и т.д.), как правило, выше. Повышенная нагрузка приводит к увеличению сепарации и требует базовые масла большей вязкости.

Температурный диапазон

Для надежной работы подшипников в условиях сверхвысокой температуры (от +230oС до +1000oС) лучше использовать пастообразные смазки. Важным преимуществом паст является их универсальность: до температуры +230oС – +280oС они действуют как смазка, а после испарения основы при повышении температуры – как противозадирное покрытие, предотвращающее заклинивание подшипника. Для стабильной работы подшипников при низких температурах (от -40oС до -70oС) используют силиконовые смазки. Они обладают хорошими низкотемпературными качествами и обеспечивают долговременную защиту подшипников от износа и коррозии.

Агрессивные среды

Для смазки подшипников, подвергающихся агрессивному воздействию воды, пара, кислоты, пыли и т.п. необходимо использовать водостойкие, а также устойчивые к растворителям и кислотам смазки - они не вымываются и обеспечивают надежную защиту подшипников от коррозии.

Нагрузки

Из-за большой нагрузки на шарики подшипника смазка из него выдавливается. В таких условиях незаменимы смазочные материалы с твердыми наполнителями: графитом, молибденом. Также используются антифрикционные покрытия («сухая смазка»), в которых в качестве смазочного вещества действуют только твердые частицы графита, молибдена, тефлона.

Температура каплепадения

При выборе высокоскоростной смазки особое внимание следует уделить температуре, при которой подшипник будет работать. Чтобы выбранная смазка выполняла все свои функции при повышенных температурах, необходимо проверить ее температуру каплепадения (ASTM D566 и D2265). Результаты проведенных испытаний можно найти в таблице технических данных смазки. Для проведения испытаний используется маленький колпачок с отверстием в дне, на внутренние стенки которого наносится смазка. Затем в этот колпачок вставляется термометр. При этом термометр не должен касаться смазки. Эта конструкция нагревается до момента отделения капли масла из отверстия в дне чашки. Температура, при которой это происходит, называется температурой каплепадения смазки.

Высокая температура каплепадения важна для подшипников, работающих при повышенных температурах. Тем не менее, если смазка имеет высокую температуру каплепадения, это совсем не значит, что ее базовое масло сможет выдерживать повышенные температуры. Температуру каплепадения не следует приравнивать к максимальной рабочей температуре. Между рабочей температурой подшипника и температурой каплепадения должен быть запас.

Наиболее широко применяют смазки, загустителями которых являются литиевые, свинцовые, дюралевые, кальциевые, натриевые, кальций-натриевые и др. мыла.
Смазки кальциевые (солидолы жировые Л, М и Т) не растворяются в воде и могут использоваться при высокой влажности.
Смазки натриевые (смазка KB – УТМ, консталин СК-УТС- I и консталин УТ- I) производятся на маслах, они очень чувствительны к влаге и при смешивании с ней образуют эмульсию, легко смываемую с рабочих элементов изделия.
Смазки кальций-натриевые (№ 1-13 УТВ, ИП 1) менее чувствительны к влаге и могут быть использованы при высокой влажности.