Смазывание подшипников качения кратко

Обновлено: 02.07.2024

11.26. Смазывание подшипников качения предохраняет их от коррозии, уменьшает шум при работе и потери на трение скольжения между кольцами и телами качения, между сепаратором и телами качения, улучшает отвод тепла.

Для смазывания подшипников качения применяют жидкие и пластичные смазывающие материалы.

В чем состоит принципиальное различие назначения смазывания в подшипниках качения и скольжения?

11.27. Жидкие смазочные материалы (масла) применяют при больших частотах вращения подшипника в условиях высоких и низких температур.

Достоинства применения жидких смазочных материалов: возможность централизованного смазывания с автоматизацией процесса подачи смазочного материала. Применение жидкого смазочного материала допускает полную его смену без разборки узла, хорошо отводит тепло. Периодичность замены масла — 3—6 месяцев, пополнение — 1—2 раза в месяц.

11.28. Пластичный смазочный материал набивают в корпус подшипника при сборке узла и пополняют один раз в два—четыре месяца. Полную замену смазочного материала производят не реже одного раза в год.

Недостатки пластичной смазки; необходимость разборки узла при замене смазочного материала, чувствительность к изменению температуры, повышенное внутреннее трение; возможность применения только при сравнительно низких угловых скоростях вращающихся колец.

Перечислите недостатки применения жидкого смазочного материала по сравнению с пластичным для подшипников качения.

Пластичные смазочные материалы по сравнению с жидкими имеют следующие преимущества: не вытекают из узлов при нормальных условиях ра-боты; лучше защищают подшипники от коррозии; могут работать в узле без пополнения в течение продолжительного времени (до одного года) и без особого надзора; требуют менее сложных конструкций угаготнительных устройств.

Подшипники редуктора смазывают пластичной смазкой. Какие особенности конструкции позволяют сделать это?

Уплотнения в подшипниковых узлах

11.29. Надежность подшипников качения во многом зависит от типа уплотняющих устройств. Уплотнения в подшипниковых узлах должны не допускать утечки смазочного материала из корпуса, где установлены подшипники, а также защищать подшипники от попадания в них пыли, грязи и абразивных частиц, вызывающих их преждевременное изнашивание.

Уплотнения, применяемые в машиностроении, подразделяют на: контактные, щелевые, лабиринтные и защитные мазеудерживающие кольца и маслоотражательные шайбы.

К какому типу, по Вашему мнению, относятся уплотнительные устройства, показанные на рис. 11.9?

Рис. 11.9. Уплотнения подшипниковых узлов: а, б — фетровые и войлочные уплотнения; в, г — лабиринтные и щелевые уплотнения; д, е — манжетное армированное уплотнение

11.30. Работа контактных уплотнений зависит от выбора материалов, устанавливаемых в крышках корпуса подшипника и контактирующих с валом, на котором находится подшипник.

Наибольшее распространение получили контактные уплотнения из войлочных, фетровых и кожаных колец (рис. 11.9, а, б). Основное достоинство уплотнений этого типа — простота и дешевизна изготовления.

Этот тип уплотнений рекомендуется применять при незначительных окружных скоростях (до 4, 5 м/с) и температуре окружающей среды до

90 °С. Вал (или промежуточная втулка) должен быть обработан с достаточной точностью.

Для того чтобы уплотняющий материал лучше прилегал к вращающемуся валу, в конструкцию включают браслетную пружину. Такие уплотнения называют манжетными (рис. 11.9, д). Пружина должна прижимать уплотняющий материал к валу с незначительной силой (для уменьшения изнашивания и нагрева вала).

Манжетные уплотнения работают при окружных скоростях до 10 м/с, с температурой узла до 100 °С.

11.31. Щелевые и лабиринтные уплотнения устраняют недостатки, имеющие место в уплотнениях контактного типа.

Щелевые уплотнения (рис. 11.9, г) имеют две-три кольцевые канавки в крышке корпуса подшипника (зазор с = 0,1 ч- 0,4 мм). Канавки и зазор оказывают значительное гидравлическое сопротивление вытекающему из корпуса смазочному материалу.

Аналогично устроено лабиринтное уплотнение. В уплотнении этого типа радиальные и осевые щели делают сложной формы, напоминающей лабиринт (рис. 11.9, в).

Лабиринтные и щелевые уплотнения работают при окружных скоростях до 30 м/с.

Недостатком этих уплотнений является ненадежная защита смазочного материала от пыли и невозможность их применения при высокой температуре.

11.32. Ответить на вопросы контрольной карточки 11.3.

Контрольная карточка 11.3

Вопрос	Ответы	Код
На рис. 11.10 показано два варианта монтажа подшипников качения. В каком случае удобнее монтировать прашлй подшипник качения?	Рис. 11.10, а Рис. 11.10, б	1 2
Какая система смазывания подшипников качения у прямозубого редуктора, показанного на рис. 11.11?	Пластичная Жидкая в масляной ванне Масляным туманом Жидкая под давлением	3 4 5 6
Какая из указанных на рис. 11.12 конструкций подшипникового узла будет надежнее в работе?	Рис. 11.12, а Рис. 11.12, б	7 8
Какую нагрузку воспринимает подшипник 1 в подшипниковом узле, показанном на рис. 11.13?	Радиальную F_r Осевую F_a F_r + F_a Нагрузки не воспринимает	9 10 11 12
Определите тип уплотнения в подшипниковом узле, показанном на рис. 11.12, б	Контактное Мазеудерживающее кольцо Щелевое Лабиринтное Комбинированное	13 14 15 16 17

Рис. 11.11

Рис. 11.12

Рис. 11.13

Ответы на вопросы

11.1. Подшипники ведущего вала (поз. 6 и 7). Подшипники — роликовые.

11.2. Подшипники качения принципиально отличаются от подшипников скольжения тем, что в них трение скольжения заменено трением качения.

11.6. Для подшипника 50312 внутренний диаметр d =60 мм, серия — средняя. 2404 — радиальный с короткими цилиндрическими роликами

подшипник тяжелой серии с внутренним диаметром 20 мм, класс точности — нормальный.

11.7. Роликовые радиальные подшипники с короткими роликами (2412) осевых нагрузок воспринимать не могут.

11.9. К радиальным подшипникам относятся: шариковый радиальный однорядный подшипник; шариковый радиальный двухрядный сферический; роликовый радиальный подшипник с короткими цилиндрическими роликами; роликовые радиальные двухрядные сферические; игольчатые подшипники; роликовый радиальный подшипник с витыми роликами.

К радиально-упорным: шариковый радиально-упорный однорядный подшипник; роликовый конический (радиально-упорный).

К упорным: шариковый упорный подшипник, роликовый упорный.

11.12. Применение подшипников качения не всегда рационально. В некоторых случаях из-за габаритных размеров или по условиям монтажа устанавливать подшипники качения (например, шатунные и коренные подшипники и т. п.) нельзя. Кроме того, при больших радиальных нагрузках (особенно ударных) подшипники качения применять нецелесообразно.

В некоторых случаях по конструктивным, эксплуатационным или технологическим причинам необходимо устанавливать только подшипники скольжения (как разъемные, так и неразъемные).

11.13. Тип 2000 (роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами), тип 3000 (роликовые радиальные двухрядные сферические), тип 4000 (игольчатые), тип 5000 (роликовые радиальные с витыми роликами), тип 7000 (роликовые конические радиально-упорные), тип 9000 (роликовые упорные).

11.15. Для редуктора с шевронными зубчатыми колесами можно применять любой тип радиальных подшипников, так как в этом случае на подшипник действуют только радиальные нагрузки F_t и F_r (в зубчатой шевронной передаче осевая нагрузка не возникает).

11.17. По статической грузоподъемности подбирают подшипники, частота вращения которых не превышает 1 об/мин (ω ≤ 0,1 рад/с) или, в случае, когда подшипник воспринимает внешнюю нагрузку в неподвижном состоянии.

11.20. Основные виды разрушения деталей подшипников: поломка деталей, абразивное изнашивание, заедание деталей, усталостное выкрашивание.

11.21. Обеспечение нормальных условий работы (смазывание и т. п.), высокое качество изготовления подшипников качения на заводе-изготовителе, рациональная конструкция узла повышает долговечность подшипников качения.

11.23. Из перечисленных в шаге 11.23 требований к проектированию подшипниковых узлов выделить основное нельзя, так как все перечисленные требования направлены на создание рациональной конструкции подшипникового узла и, следовательно, важны. Обязательное требование — надежность и долговечность.

11.26. В подшипниках качения смазывание играет вспомогательную роль, главным образом уменьшая трение скольжения тел, качения о сепаратор.

11.28. Недостатки применения жидкого смазочного материала: необходимость более частого пополнения; необходимость в более сложных конструкциях уплотнений.

Для редукторов возможность пластичной смазки обеспечивается наличием мазеудерживающего кольца или маслоотражательной шайбы с внутренней стороны редуктора и отверстия для пресс-масленки.

11.29. Типы угоготнительных устройств (рис. 11.9): а — защитное кольцо (справа), контактное уплотнение (слева); б, д, е — контактные уплотнения 1; в — лабиринтное уплотнение 2; г — щелевое уплотнение 3.

Лекция №4.3

Глава 12 МУФТЫ

§ 1. Общие сведения

12.1. Для соединения валов применяют муфты (рис. 12.1). С помощью муфт можно также передать вращение с валов на зубчатые колеса, шкивы, свободно насаженные на эти валы.

Рис. 12.1. Принципиальная схема машины

Муфты не изменяют вращающего момента и направления вращения. Некоторые типы муфт поглощают вибрации и точки, предохраняют машину от аварий при перегрузках.

Применение муфт в машиностроении вызвано необходимостью:

• получения длинных валов, изготовляемых из отдельных частей, компенсации небольших неточностей монтажа в относительном расположении соединяемых валов;

• придания валам некоторой относительной подвижности во время работы (малые смещения и перекос геометрических осей валов);

• включения и выключения отдельных узлов;

• автоматического соединения и разъединения валов в зависимости от пройденного пути, направления передачи вращения, угловой скорости, т. е. выполнения функций автоматического управления.

Что называют муфтой ?

12.2. Классификация муфт.

Многообразие конструкций муфт усложняет их классификацию. Ниже приведена классификация по отдельным признакам.

По принципу действия и основному назначению различают:

• постоянные муфты, не допускающие разъединения валов в процессе работы машины;

• сцепные (управляемые) муфты, позволяющие соединять и разъединять валы;

• самоуправляемые (автоматические) муфты, автоматически разъединяющие валы при изменении заданного режима работы;

• предохранительные муфты, разъединяющие валы при нарушении нормальных эксплуатационных условий работы.

По характеру соединения валов муфты делят на:

• жесткие (глухие) — практически не допускающие компенсации радиальных, осевых и угловых смещений валов;

• компенсирующие — допускающие некоторую компенсацию радиальных, осевых и угловых смещений валов благодаря наличию упругих элементов (резиновых втулок, пружин и др.);

• фрикционные — допускающие кратковременное проскальзывание при перегрузках;

• электромагнитные и гидравлические.

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.009)

Главные требования, которым должны удовлетворять смазки для подшипников:

снижение трения;
защита от коррозии;
уменьшение шума при работе;
распределение температуры и ее отвод;
уплотнение, предотвращающее попадание посторонних включений.

Так как подшипники используются в различных условиях с разными целями, не существует универсального смазочного материала, подходящего ко всем сферам применения. В каждом случае применяется материал, наиболее отвечающий конкретным условиям и требованиям.

Смазка для подшипников качения

Смазывание подшипников качения производится не содержащими воду материалами со слабой щелочностью, которая предотвращает коррозию. Чаще всего применяются минеральные масла, сгущенные натриевым или кальциевым мылом. Материалы, используемые как для роликовых, так и для шариковых подшипников, имеют жидкую или пластичную структуру.

Жидкие смазки – масла

Масла в сравнении с пластичной смазкой обладают преимуществами при работе с предельными (низкими и высокими) температурами, более стабильны, обеспечивают меньшее внутреннее трение, их можно полностью заменять, не разбирая агрегаты. Масляные ванны используются при работе с предельно высокими скоростями. Благодаря высокой текучести масла хорошо отводят тепло.

Способы смазывания подшипников маслом

Выбор методов смазывания зависит от условий работы подшипника. Это может быть;

масляная ванна;
масляный туман;
капельная подача;
струйная подача;
разбрызгивание;
циркуляционная система.

Масло может поступать:

из масляной ванны, в которую погружаются тела качения или разбрызгиванием другими телами, помещенными в ванну;
для установленных на вертикальных валах подшипников фитильными масленками;
капельными масленками на горизонтальных валах, если необходима дозированная подача.

При погружении подшипника в масляную ванну, уровень смазки не превышает центра роликов или шариков при оборотах до 300 в минуту, и только касаться их, если число оборотов выше. Брызгами покрываются стенки корпуса и детали передач, а масло, стекая с них, попадает в подшипник. При этом, для того, чтобы не произошло засорения, устанавливаются маслозащитные шайбы. Если попадание масла затруднено, в редукторе монтируется насос, подающий смазку в распределительное устройство.

Пополнение масляной смазки производится раз 1-2 месяца, а замена – раз в 3-6 месяцев.

Консистентная смазка

Консистентная или пластичная смазка – полутвердая механическая смесь минеральных масел с загустителем – мылом, сохраняющая форму до температуры в 30 градусов. Кроме того в массу добавляются элементы, призванные улучшит определенные свойства: антиоксиданты, ингибиторы коррозии и пр.

Сфера применения пластичной смазки зависит от ее консистенции. Консистентный показатель массы 385–355 – централизованная смазка, консистенция 205–175 –для работы с высокими температурами.

Пластические материалы малотекучи и слабо охлаждают температуру, но их можно использовать в течение длительного времени без замены, а поверхности, прилегающие к смазке, прктически не загрязняются.

По сравнению с масляной смазкой, консистентная легко закладывается в конструкцию подшипника, не вытекает, защищает механизм от окружающей среды и не пропускает абразивные вещества. Кроме того, их применение не требует сложных уплотнительных устройств.

Заполнение подшипника смазкой происходит благодаря специальным полостям, которые наполняются на половину объема при 1500 оборотов в минуту и на две трети при меньшем количестве оборотов.

Смазка для подшипников скольжения

В подшипниках скольжения смазка требуется в зоне трения цапфы вала и вкладышем. Разделяются три вида таких материалов:

Граничная – смазываемые поверхности соприкасаются полностью, а разделительного слоя практически не существует, сохраняется только масляная пленка, толщина которой – 0,1мкм. Характерна для пусковых периодов работы.
Полужидкостная – характерна при режиме разгона привода. Смазочный слой между валом и подшипником нарушается при соприкосновении их микронеровностей;
Жидкостная – полностью разделяет соприкасающиеся поверхности. Вкладыши подшипника и цапфы вала при такой смазке не изнашиваются. Применяется при устоявшемся уровне частоты вращения.

Смазка обыкновенных скользящих подшипников имеет густую консистенцию с крепкой пленкой, без комков, устойчива к воздействию внешних факторов (воды, окалины, пыли) и высоким температурам.

Пигментные смазки

Пигменты начали применять для работы механизмов с высокой температурой.

Одна из самых известных – синяя смазка для подшипников ВНИИНП-246 (ГОСТ 18852-73). Мягкая мазь, которую можно применять в широком температурном диапазоне (-80 – +200 градусов), используется в малонагруженных подшипниках, работающих в вакууме или с большим температурным разбегом.

С такой же температурой в малоскоростных подшипниках может применяться и ВНИИНП-235 (ТУ 38.101297-78 изм. 1-4) – мазь темно-фиолетового цвета. Однако в вакууме ее использовать нельзя.

Европейские производители часто используют не синий, и зеленый или красный красители.

Так, к примеру, зеленая смазка для подшипников Amalie Green Elixir цветом подчеркивает экологичность продукта. Стойкий к вымыванию водой материал, созданный на основе сульфоната кальция с присадками, обеспечивающими защиту от ржавчины и коррозии, соответствует техусловиям ASTM D4950 (NLGI GC-LB). Применяется для подшипников, работающих на низких и высоких скоростях, со значительной нагрузке в условиях повышенной влажности.

При подборе смазки следует учитывать следующие ниже условия.

Температура эксплуатации

Высокотемпературная смазка кристаллизуется при низкой температуре, а основная масса смазочных материалов при повышении температуры высыхает, поэтому при выборе следует учитывать следующие рекомендации:

температура +200 +1000°С требует применения пастообразных смазок, которые одновременно защищают подшипник от заклинивания и работают как противозадирное средство;
в диапазоне -30 +120°С желательно выбирать смазку на минеральной основе;
при температуре -40 -70°С лучше всего проявляют себя силиконовые смазки.

Нагрузка и режим работы

Для высокоскоростных подшипников применяется синтетические материалы, а при высокой нагрузке, приводящей к выдавливанию, лучше использовать литиевую смазку. Высокую нагрузку хорошо переносят твердые, на основе молибдена или графита, смазки.

Состояние окружающей среды

Смазка подшипников должна учитывать внешние факторы: наличие кислот, пара, воды или пыли.

Обзор лучших смазок

Каждая смазка предназначена для использования в определенных режимах и условиях, но для удобства все их можно разделить на две категории:

общего назначения – предназначены для работы в небольшом температурном режиме малонагруженных соединений;
для высоконагруженных соединений – с небольшой кинематической влажностью и увеличенным содержанием антифрикционных присадок.

Среди смазок общего назначения можно выделить следующие:

ГАЗПРОМНЕФТЬ EP 2 – отличное сочетание качества и цены, высокая водостойкость, работоспособность с температурой до 130 градусов

Muc-Off Bio Grease – предназначается для малонагруженных узлов, изготовлена на биоразлагающейся основе дисульфида молибдена

Смазки, предназначенные для высоконагруженных соединений:

LIQUI MOLY LM 50 – высокотемпературная смазка для подшипников скольжения и игольчатых подшипников, сохраняет противозадирные свойства при температуре -30 – +160 градусов, стойка к вымыванию;

SKF LGWA 2 – изготавливается на основе минерального масла с литиевыми добавками, с отличными показателями влагостойкости, с пиковой рабочей температурой 220 градусов и высокими противозадирными свойствами;

Motui Tech Grease – смазка на полусинтетической основе с литиевым комплексом, придающим материалу хорошие антифрикционные свойства, с высокими антикоррозионными свойствами, позволяющими использовать материал в сложных условиях.

Отличные характеристики демонстрирует и любая смазка Моликоте для подшипников, работающих в экстремальных условиях – с высокой и низкой температурой, на больших скоростях и повышенной нагрузкой. Кроме того, эти материалы обеспечивают отличное шумопонижение.

Внимание покупателей подшипников

Смазывание подшипников качения предохраняет их от коррозии, уменьшает шум при работе и потери на трение скольжения между кольцами и телами качения, между сепаратором и телами качения, улучшает отвод тепла.

Для смазывания подшипников качения применяют жидкие и пластичные смазывающие материалы.

Жидкие смазочные материалы (масла) применяют при больших частотах вращения подшипника в условиях высоких и низких температур. Обеспечивают минимальные потери на трение. Обычный способ в случае нижнего расположения червяка – организация масляных ванн (например, картер двигателя и т.п.), в которых масло налито до уровня нижнего тела качения.

При картерном смазывании передач подшипники смазывают брызгами масла. Разбрызгивание масла внутри корпуса механизмов происходит с помощью специальных лопастей-крыльчаток либо зубчатых колёс и применяется для создания масляного тумана, который способствует выравниванию температуры и теплоотводу от механизма. Если скорость >1 м/с брызгами покрыты все детали передач и внутренние поверхности стенок корпуса. Стекающее масло попадает в подшипник. Иногда в масло опускают быстроходную шестерню или червяк вместе с подшипником. Для того чтобы подшипник не засорился используют маслозащитные шайбы. Если подшипник конической шестерни находится далеко от масляной ванны, то на фланце корпуса в разъеме делают канавки, а на крыше корпуса скосы. Со стенок крышки корпуса в канавки стекают брызги масла и через отверстия попадают в подшипник.

Если маслу тяжело пробраться в подшипник, то в редуктор встраивается насос, который подает масло в распределительное устройство и потом уже по трубкам масло попадает в подшипник.

К подшипникам качения масло подводится так, что оно стекает в картер через подшипник. Масло может подводиться либо снаружи корпуса либо изнутри. Если применение насоса нежелательно, то применяют пластичные смазочные материалы, для подачи которого применяются пресс-масленки. Смазочный материал подается специальным шприцом.

Однако проектировщику не следует надеяться на то, что разбрызгиванием будут достаточно смазаны подшипники, находящиеся выше уровня масляной ванны.

Пластичный смазочный материал представляет собой тонкую механическую смесь минерального масла и мыла. Его набивают в корпус подшипника при сборке узла и пополняют один раз в два—четыре месяца. Полную замену смазочного материала производят не реже одного раза в год.

Их недостаток в том, что в конструкции требуется предусматривать специальные полости. Эту полость первоначально заполняют на 2/3 объёма при n 1500 об/мин или на 1/2 объёма при n > 1500 об/мин. В дальнейшем обычно через каждые три месяца через пресс-маслёнки добавляют свежую смазку, а через год её меняют с предварительной разборкой и промывкой узла. Также они имеют чувствительность к изменению температуры, повышенное внутреннее трение; возможность применения только при сравнительно низких угловых скоростях вращающихся колец.

При консистентной смазке необходимо применение щелевых, лабиринтных и центробежных уплотнений.

Пластичные смазочные материалы по сравнению с жидкими имеют следующие преимущества: не вытекают из узлов при нормальных условиях работы; лучше защищают подшипники от коррозии; могут работать в узле без пополнения в течение продолжительного времени (до одного года) и без особого надзора; требуют менее сложных конструкций уплотнительных устройств.

В зависимости от условий работы применяют различные способы подачи смазочного материала к зоне трения деталей (рис. 34).

Рис. 34. Конструкции смазочных устройств

а – трубки и ниппеля; б – маслёнки; в – пресс-маслёнки

Чтобы проверять уровень масла в корпусе устанавливают пробки с конической резьбой и маслоуказатели (крановые, круглые и др.). Круглые маслоуказатели используются если корпус расположен высоко над полом (рис. 35).

Рис. 35. Конструкции маслоуказателей

а – жезловые; б – стеклянные; в – крановый

Смазочное устройство имеет свойство старения в связи с загрязнением масла. Признаками являются: увеличенное содержание воды, механических примесей, увеличенное кислотное число. Приходится менять масло. Для этого в корпусе делают сливные отверстия, которые закрываются пробкой. Если пробка имеет коническую резьбу (применяемую чаще), то она создает герметичное соединение. Если же цилиндрическую, то требуется устанавливать уплотняющие прокладки, кольца из резины. Давление в корпусе может повышаться из-за повышения температуры. Тогда масло может просочиться через уплотнения. Чтобы этого не произошло устанавливают отдушины.

Для смазывания подшипников качения применяют жидкие и пластичные смазывающие материалы.

При консистентной смазке необходимо применение щелевых, лабиринтных и центробежных уплотнений.

Рис. 34. Конструкции смазочных устройств

а – трубки и ниппеля; б – маслёнки; в – пресс-маслёнки

Рис. 35. Конструкции маслоуказателей

а – жезловые; б – стеклянные; в – крановый

Смазочный материал в подшипниках качения применяют в целях снижения трения скольжения и изнашивания в контакте тел качения с кольцами, сепаратором и сепаратора с направляющими бортиками колец. Он предохраняет тела качения, кольца и сепаратор от непосредственного контакта и коррозии, обеспечивает отвод теплоты.

Смазывание подшипников выполняют с помощью пластичных смазочных материалов и жидких масел. В некоторых случаях используют твердые смазочные материалы.

Выбор вида смазочного материала зависит от условий эксплуатации и главным образом от температуры подшипника, частоты вращения, действующих нагрузок, конструкции подшипника и подшипникового узла. При этом должны быть учтены специальные требования к моменту трения, сроку службы смазочного материала.

Для смазывания подшипников качения, работающих в обычных условиях, преимущественно применяют пластичные смазочные материалы, которые по сравнению с маслами обладают следующими достоинствами: не требуют сложных уплотнительных Устройств, имеют более высокие свойства «Щиты от коррозии, более экономичны.

Однако применение жидких смазочных материалов позволяет снизить момент трения, увеличить предельную частоту вращения в 1,2-1,5 раза. С их помощью происходит отвод теплоты и удаление продуктов износа. В узлах с упорно-радиальными роликовыми подшипниками предпочтительно применение жидких смазочных материалов.

Для подшипников работающих в условиях, при которых жидкие и пластичные смазочные материалы неприменимы (например вакуум, высокие и низкие температуры, агрессивные среды, радиоактивное излучение, оборудование пищевой и текстильной промышленности, оптические системы), используют твердые смазочные материалы.

Поэтому при небольших нагрузках пластичный смазочный материал ведет себя как твердое тело: не растекается под действием собственных сил тяжести, удерживается на наклонных и вертикальных поверхностях. Природа и свойства загустителя оказывают большое влияние на эксплуатационные свойства смазочного материала.

Для подшипников применяют смазочные материалы на кальциевом, натриевом и литиевом загустителях. В качестве дисперсионной среды применяют минеральные и синтетические масла, а также их смеси.

Наиболее употребительные пластичные смазочные материалы и их основные эксплуатационные характеристики приведены в табл. 92, 93. Действующая на подшипник нагрузка и химическое старение ограничивают срок службы пластичных смазочных материалов.

Различают смазывание с постоянным количеством смазочного материала, рассчитанным на весь срок службы подшипника, и с периодическим добавлением и сменой смазочного материала. В первом случае срок службы смазочного материала равен или больше срока службы подшипников или цикла ремонта машин с вмонтированными в них подшипниками. К этому виду смазывания относятся закрытые подшипники, заполненные смазочным материалом при изготовлении. В подшипниках закрытого типа в основном используют смазочные материалы: ЦИАТИМ-201, Литол-24, ЛЗ-31, ОКБ-122-7, ЦИАТИМ-221, ВНИИНП-207. Эти же сорта могут быть рекомендованы для обычных подшипников.

В процессе эксплуатации подшипника запас пластичного смазочного материала при необходимости пополняют или заменяют. Время работы подшипника на одной закладке смазочного материала может изменяться в широком диапазоне.

Периодичность замены смазочного материала определяется в основном частотой вращения подшипника, его габаритами, конструкцией, сортом смазочного материала, эффективностью уплотнений.

92. Характеристики пластичных смазочных материалов общего назначения для подшипников качения

Смазочный материал

Динамическая вязкость, Па·с, при t, °С

Предел прочности, Па, при t, °С

Рабочаятемпература,°С

Заменители

-15

Для нормальных температур (гидратированные кальциевые солидолы)

пресс солидол С_п

Для повышенных температур (натриевые и натриево-кальцевые)

Для повышенных температур (литиевые)

93. Характеристики разных пластичных смазочных материалов для подшипников качения

Смазочный материал

Динамическая вязкость, Па·с, при t, °С

Предел прочности, Па, при t, °C

Рабочая температура, °С

Заменитель

-15

Многоцелевые

800 + 1500 (при 30°С)

80 ÷ 120 (при 20°С)

230 + 600 (при -20°С)

50 ÷ 100 (при 20°С)

400 + 800 (при -20°С)

80 ÷ 120 (при 20°С)

800 ÷ 1500 (при -30°С)

100 ÷ 150 (при 20°С)

420 + 800 (при -20°С)

80 ÷ 120 (при 20°С)

Высокотемпературные

1000 ÷ 2000 (при -30°С)

-30 ÷ 150 (кратковременно до 180)

Литол-24 (до 130°С)

-60 ÷ 160 (кратковременно до 180)

80 ÷ 100 (при 20°С)

200 ÷ 350 (при 20°С)

Гироскопические

50 ÷ 150 (при 20°С)

50 ÷ 150 (при 50°С

110 ÷ 170 (при 20°С)

50 ÷ 180 (при 50°С

Индустриальные

Железнодорожные

Специализированные автомобильные

-60 ÷ 180 (кратковременно до 200)

-60 ÷ 250 (кратковременно до 300)

-60 ÷ 200 (кратковременно до 250)

Специализированные автомобильные

-30 ÷ 300 (кратковременно до 400)

250 ÷ 600 (при 0°С)

Низкотемпературные

2500 ÷ 3500 (при -60°С)

2000 ÷ 4000 (при -50°С)

Для электромеханических приборов

1000 ÷ 1500 (при 20°С)

200 ÷ 300 (при 20°С)

Приближенно период t_д, ч, между добавлением смазочного материала можно определить по формуле

где n - частота вращения, об/мин; d - диаметр отверстия подшипника, мм;

К, С - коэффициенты, зависящие от конструкции подшипника (табл. 94).

Количество смазочного материала в подшипнике определяется конструкцией подшипника и частотой его вращения. Для медленно вращающихся подшипников (отношение рабочей частоты вращения предельной n/n_пр 0,8 - не заполнено, заполняется только подшипник.

При прочих равных условиях стойкости смазочного материала в цилиндрических роликоподшипниках в 2 раза ниже, чем в шарикоподшипниках, а в конических и сферических роликовых - в 10 раз.

94. Значения коэффициентов К и С

Тип подшипника

Радиальные шариковые и роликовые особо легких и легких серий диаметров

Радиально-упорные шариковые легких серий диаметров и радиальные шариковые и роликовые средних серий диаметров

Радиально-упорные шариковые средних серий диаметров, радиальные шариковые и роликовые тяжелых серий диаметров

Двухрядные сферические роликовые и радиально-упорные конические роликовые легкой серии диаметров

Радиально-упорные конические роликовые средней серии диаметров

Двухрядные сферические роликовые средней серии диаметров и радиально-упорные конические роликовые тяжелой серии диаметров

В качестве жидкого смазочного материала для подшипников в большинстве случаев используют очищенные минеральные (нефтяные) масла.

Жидкие синтетические масла (диэфирные, полиалкиленгликолевые, фтористо-углеродные, силиконовые) по сравнению с минеральными, имеют лучшие показатели по стабильности, вязкости и температуре застывания. Их применяют при крайне высоких или низких температурах и высоких частотах вращения.

Силиконовые масла используют при незначительных нагрузках, С/Р > 40. Основным недостатком синтетических смазочных материалов является более низкая стойкость при высоком давлении и более высокая стоимость.

В табл. 95 приведены основные эксплуатационные характеристики масел, применяемых для смазывания подшипников качения.

При выборе отдают предпочтение маслу, применяемому в сопряженных узлах (подшипники и зубчатые колеса смазывают обычно из общей масляной ванны). Применение масел с большей вязкостью целесообразно при больших нагрузках и малых скоростях.

При выборе масла необходимо учитывать размеры подшипника, действующую на него нагрузку и частоту вращения, а также его рабочую температуру. Рабочей температурой считается температура, которую можно измерить при работе узла на неподвижном кольце подшипника.

Для средних и крупных шарико- и роликоподшипников (кроме роликовых сферических, упорных и конических) при нормальных атмосферном давлении и температуре, невысоких нагрузках (С/Р > 10) и отношении рабочей частоты вращения к предельной n/n_пр 2 /с.

Для быстроходных и малонагруженных подшипников допустимо применение масел меньшей вязкости. При этом предпочтительно применять масла с присадками, защищающими подшипники от коррозии и старения.

Для подшипников, работающих при высоких нагрузках (С/Р

Для выбора масла в соответствии с требованиями условий эксплуатации целесообразно пользоваться номограммами (рис. 40 и 41). По среднему диаметру d_m, мм, подшипника и частоте вращения n, об/мин, определяют требуемую вязкость v₁ мм 2 /с, масла при рабочей температуре t (рис. 40), а затем - первоначальную v при обычно принятой при определении вязкости масла температуре 40°С (рис. 41).

Пример. Определить вязкость масла для смазывания подшипника со средним диаметром d_m = 380мм при частоте вращения n = 500об/мин и рабочей температуре узла t = 70°С.

Решение. По номограмме рис. 40 определяем, что при d_m = 380мм и n= 500об/мин вязкость v₁ масла при рабочей температуре узла должна быть не ниже13мм 2 /с. По номограмме рис. 41 находим, что при рабочей температуре t= 70°С вязкость v₁ = 13мм 2 /с будет у масла, имеющего при температуре t = 40°С вязкость v = 38мм 2 /с.

95. Основные эксплуатационные характеристики масел для подшипников качения

Марка масла

Стандарт илиТУ

Кинематическая вязкость, мм 2 /с, при температуре, °С

Температура, °С

100

вспышки

застывания

Индустриальные масла

Авиационные масла

Автомобильные масла

Трансмиссионные масла

Турбинные масла

Турбинные масла с присадками

Приборные масла

Легированные масла

Легированные масла с противозадирной присадкой

Синтетические масла

Значения кинематической вязкости указаны при эталонной температуре 50°С

Рис. 40. Номограмма для определения вязкости v₁ масла при рабочей температуре по среднему диаметру d_m подшипника и частоте n его вращения

Рис. 41. Номограмма для определения первоначальной вязкости v масла, обеспечивающей требуемую вязкость v₁ при рабочей температуре t

Для большинства подшипников средних габаритов (кроме роликовых сферических, конических и роликовых упорных), работающих при нормальных условиях, рекомендуется применять масла с кинематической вязкостью при рабочей температуре v = 12мм 2 /с; для роликовых конических и сферических - v = 20мм 2 /с; для роликовых упорных - v = 30мм 2 /с. Масла с вязкостью менее 12мм 2 /с используют для высокоскоростных малогабаритных подшипников, особенно когда требуются небольшие пусковые моменты.

Если частота вращения подшипника не превышает 10об/мин, то применяют масла более высокой вязкости. Это относится также к тяжел она груженным подшипникам и подшипникам, работающим при высокой температуре. При значительных потерях на трение скольжения следует применять масла с противозадирными присадками.

Для крупных медленно вращающихся подшипников (бессепараторные, конические, сфероконические роликоподшипники) следует применять высоковязкие масла. При D_pwn≤ 1000мм·об/мин кинематическая вязкость масла должна быть 300 . 500мм 2 /с (при 50°С), а в D_pwn = 1000 . 10000мм·об/мин кинематическая вязкость масла должна быть v = 150 . 300мм 2 /с.

Для высокоскоростных подшипников работающих в условиях низких температур необходимо применять масла низкой вязкости.

Срок службы масла определяется только продолжительностью его рабы в узле, но и естественным старением, особенно при попадании в него пыли. Браковочными признаками служат увеличенное кислотное число (более 5мг на 1кг масла), повышенное содержание воды (более 1%) и наличие механических примесей (более 0,5%).

Интервал смены масла зависит от условий работы подшипника, качества масла, мер по его сохранению, а также от его количества. Для подшипников, работающей в масляной ванне при температуре до +50ºС и достаточно защищенных от внешних загрязнений, масло можно заменять один раз в год. При тяжелых условиях работы и температуре +100°С масло необходимо заменять не реже чем один раз в три месяца.

Способ подачи жидкого смазочного материала зависит от конструкции всего механизма и размещения в нем подшипникового узла, расположения вала с подшипниками (горизонтальное, вертикальное), частоты вращения подшипников, назначения механизма, требований к надежности смазочной системы, межремонтного периода и других условий эксплуатации.

Наиболее распространенные в подшипниковых узлах системы подачи масла: масляная ванна; с помощью фитилей и разбрызгивания; с помощью винтовых канавок, конических насадок, дозирующих масленок, периодическим впрыскиванием масляным туманом; воздушно-масляная.

Масло к подшипникам может подаваться без циркуляции его в узле и с циркуляцией (замкнутой или проточной).

Для подшипников, работающих в умеренных частотах вращения и горизонтальном расположении вала, применяется наиболее простые способы смазывания разбрызгиванием и с помощью масляной ванны. В последнем случае масло заливают в корпус так, чтобы его уровень был несколько ниже центра нижнего шарика и ролика. Если при разбрызгивании на подшипник подается слишком много масла от зубчатых передач, можно использовать маслоотражательные устройства.

Узел с вертикальным расположением вала можно смазывать с помощью конической насадки, расположенной в масляной ванне и подающей масло к подшипнику под действием центробежных сил, а также с помощью выполненных на валу винтовых канавок.

Смазывание с помощью капельных дозирующих масленок применяют для подшипниковых узлов как с горизонтальным, так и с вертикальным расположением вала. Как и при смазывании масляным туманом, этот способ обеспечивает удаление продуктов износа, а отработавшее масло повторно не используют.

В простейших случаях используют фитильное смазывание, обеспечивающее подачу масла в небольших дозированных количествах, причем фитиль выполняет роль надежного фильтра. Чаще фитиль располагают прилегающим к конусной шайбе на валу, распыляющей при своем вращении подсасываемое масло. Фитильное смазывание применяют для подшипников малых и средних размеров.

Оно обеспечивает циркуляцию смазочного материала и вымывание продуктов износа, может быть использовано при вертикальном и горизонтальном положениях вала для подшипников, работающих при частотах вращения выше предельной.

Недостатками фитильного смазывания являются незначительная подача масла и малый отвод теплоты. Лучшими противоизносными качествами по сравнению с фитилями из ниток обладают фитили из фетра.

При фитильном смазывании кинематическая вязкость масла должна быть не более 55мм 2 /с.

В случае когда подшипник работает при высокой частоте вращения и значительных нагрузках, рекомендуют применять циркуляционное смазывание. При этом масло под давлением через форсунки подают в подшипник, затем его очищают, охлаждают и снова подают к подшипнику.

Смазывание масляным туманом, основанное на принципе пульверизации, в настоящее время находит самое широкое применение как для подшипниковых узлов, работающих при высокой частоте вращения (шлифовальные шпиндели и др.), так и для тяжелонагруженных узлов (подшипниковые опоры листопрокатных станов). Масляный туман образуют капельки масла диаметром 1 . 2мкм, распыленные в воздухе.

Преимущество смазывания масляным туманом заключается в минимальном расходе масла при интенсивном воздушном охлаждении подшипника. Кроме того, избыточное давление воздуха внутри подшипникового узла предохраняет опору от попадания в нее загрязнений извне.

Масляно-воздушные смазочные системы имеют преимущества по сравнению со смазыванием масляным туманом: более крупные капельки масла лучше налипают на поверхность подшипника и остаются на его рабочих поверхностях, и только незначительная часть масла с воздушным потоком попадает в окружающую среду. В масляно-воздущной смазочной системе масло периодически импульсным насосом подают в установку для образования масляно-воздушной смеси, которую затем впрыскивают в подшипник.

Для подшипников, работающих в условиях вакуума, коррозионных сред и высоких температур, а также при необходимости сохранения чистоты окружающей среды применяют твердые смазочные материалы. Возможно использование этих материалов в виде порошков, тонких покрытий или в виде самосмазывающегося конструкционного материала для изготовления сепараторов. Смазочный материал может быть размешен в специальных камерах и емкостях в самом подшипнике.

Наибольшее распространение в качестве твердых смазочных материалов имеют дисульфид молибдена, дисульфид вольфрама, графит, фторопласт, а также составленные на их основе композиции. Выпускают твердые смазочные материалы в виде порошков, паст, коллоидно-диспергированных или суспензированных в жидкостях и добавляемых в смазочные материалы или непосредственно наносимых на детали подшипников, в виде брикетов, применяемых для изготовления сепараторов.

Применяют также металлические покрытия из свинца, серебра, никеля, кобальта, индия, золота.

Недостатками твердых смазочных материалов являются сравнительно высокие энергетические потери и повышенный износ.

Одна из основных причин выхода из строя подшипников с твердыми смазочными материалами - разрушение сепаратора, которое наступает вследствие попадания продуктов износа на дорожки качения колец и износа перемычек. Как правило, подшипники с твердыми смазочными материалами имеют значительные ограничения по частотам вращения и нагрузкам.

Читайте также:

Смазывание подшипников качения кратко

Смазка для подшипников качения

Жидкие смазки – масла

Способы смазывания подшипников маслом

Консистентная смазка

Смазка для подшипников скольжения

Пигментные смазки

Температура эксплуатации

Нагрузка и режим работы

Состояние окружающей среды

Обзор лучших смазок

92. Характеристики пластичных смазочных материалов общего назначения для подшипников качения

Для повышенных температур (литиевые)

93. Характеристики разных пластичных смазочных материалов для подшипников качения

94. Значения коэффициентов К и С

95. Основные эксплуатационные характеристики масел для подшипников качения

Рис. 40. Номограмма для определения вязкости v1 масла при рабочей температуре по среднему диаметру dm подшипника и частоте n его вращения

Рис. 41. Номограмма для определения первоначальной вязкости v масла, обеспечивающей требуемую вязкость v1 при рабочей температуре t

Рис. 40. Номограмма для определения вязкости v₁ масла при рабочей температуре по среднему диаметру d_m подшипника и частоте n его вращения

Рис. 41. Номограмма для определения первоначальной вязкости v масла, обеспечивающей требуемую вязкость v₁ при рабочей температуре t