Методы смазки подшипников в контексте проектирования

Методы смазки подшипников в контексте проектирования

Практика проектирования машин подтверждает — методы смазки подшипников качения необходимо определять на первой стадии конкретного проекта. Здесь могут приниматься решения в пользу смазывания консистентной или масляной основой, либо, в особых случаях, твёрдыми веществами. Между тем, консистентное смазывание используется почти в 90 % всех внедряемых узлов подшипников качения.

Вечная и временная смазка подшипников

Преимущества организации подвода смазочного материала консистентным образом очевидны:

  • низкие требования к разработке системы,
  • качественное уплотняющее действие,
  • длительный срок службы без сервиса,
  • отсутствие смазочных устройств,
  • широкий скоростной диапазон,
  • более длительная фаза аварийной работы,
  • низкий момент трения.

Нормальные условия эксплуатации и окружающей среды, как правило, позволяют применять «вечно» смазку подшипников (на весь срок службы). Если же присутствуют высокие требования, например, в отношении скорости, температуры, нагрузки, необходимо применение повторного смазывания через соответствующие промежутки времени.

В таком варианте желательно предусмотреть входной и выходной каналы для обеспечения транспортировки, а также камеру сбора отработки от подшипников. Если существует необходимость использовать короткие интервалы повторного смазывания, возможными становятся требования установки смазочного насоса и регулятора объёма.

Масляная основа – техническая характеристика

Масляная смазка рассматривается разумным вариантом, когда соседние элементы машины уже снабжаются маслом или если посредством смазочного материала требуется рассеивать тепло. Например, отвод тепла необходим, когда присутствуют высокие скорости или нагрузки или подшипниковый узел подвергается нагреву от внешнего источника.

Для условий подвода к подшипникам минимального количества смазочного материала, вполне допустимо точно дозировать подаваемые на узел объёмы. Точной подачи смазочного материала можно добиться посредством методов:

  • капельного,
  • импульсного,
  • пневматического.

Преимущества малообъёмной смазки подшипников заключаются в предотвращении потерь от разбрызгивания, тогда как трение в подшипниках поддерживается на низком уровне. Использование воздуха в качестве носителя обеспечивает целенаправленную подачу и поток, поддерживая высокую степень уплотнения.

Смазка впрыском масла может использоваться для обеспечения целенаправленной подачи ко всем точкам контакта в узлах быстро вращающихся подшипников, а также для достижения хорошего эффекта охлаждения.

Критерии выбора смазки подшипников

При выборе способа смазывания подшипников требуется обращать внимание на следующие моменты:

  • условия эксплуатации,
  • беговое поведение,
  • беговой шум,
  • трение,
  • температура.

Также важными критериями выбора видятся: эксплуатационная надежность (защита от преждевременного выхода из строя в результате износа, усталости, коррозии или повреждения), затраты на установку и обслуживание оборудования.

Для достижения высокой эксплуатационной надежности, подача смазочного материала к подшипникам должна нести бесперебойный характер. Техническую смазку следует непрерывно подавать ко всем функциональным поверхностям.

СТУПИЧНЫЙ

Методы смазки подшипников в контексте проектирования + схема подачи пневмо
Пример схемы устройства подачи пневматического типа: 1 – масляный насос с регулированием по времени; 2 – линия масла; 3 – линия воздуха; 4 – блок смешения масла с воздухом; 5 – узел учёта смазочного материала; 6 – узел учёта воздуха; 7 – камера смешивания; 8 – вывод смеси к рабочей точке

Адекватного объёма подачи далеко не всегда удаётся достичь независимо от используемых методов. Надёжной подаче смазочного материала способствуют факторы контроля и непрерывности подвода. Если конструкция узла требует наличие специального поддона и высокого уровня эксплуатационной надежности подшипников, необходима регулярная проверка уровня масла в поддоне.

Подшипники, смазываемые консистентной смазкой, обладают достаточной эксплуатационной надежностью, если не нарушаются интервалы повторного смазывания или срока службы смазочной среды (подшипниковые узлы с «пожизненной» заправкой). При использовании методов смазывания с повторным смазыванием через короткие промежутки времени, эксплуатационная надёжность зависит от надёжности питающих подшипники устройств.

Примеры из практики эксплуатации подшипниковых узлов

Способы и методы смазки подшипниковых узлов подразделяются на способы индивидуальной подачи и централизованной подачи. Какой вариант использовать — это напрямую зависит от количества предусмотренных точек подвода смазочного материала.

Индивидуальный метод транспорта смазочного материала

Когда точек смазки имеется относительно немного или точки расположены на некотором расстоянии друг от друга, предпочтительным методом видится индивидуальная подача смазочного материала. В этом случае рекомендуется смазывание консистентной смазкой.

Достичь такого результат можно либо вручную, применяя шприц под смазочную основу, либо посредством автоматических лубрикаторов. Системы автоматических лубрикаторов распределяют материал количественно к точке ввода в течение регулируемого периода времени.

Методы смазки подшипников централизованное снабжение

Если смазочный материал требуется подводить к большому количеству точек ввода (возможно, с различной потребностью в объёмах), разумным вариантом является централизованная система. Здесь речь может идти о системах расхода смазочного материала, фактически представляющих методику рециркуляции.

ДВУХРЯДНЫЙ

Методы смазки подшипников в контексте проектирования + схема рециркуляции
Схема рециркуляции: 1 – поддон; 2 – масляный насос; 3 – контрольный клапан давления; 4 – электронный контроль уровня масла; 5 – система охлаждения; 6 – термометр; 7 – манометр; 8 – фильтр; 9 – дроссельный клапан; 10 – лубрикатор; 11 – линия возврата

Для случаев систем методом расходом, материал подаётся к технологической точке только один раз. Подаваемое количество, как правило, невелико. Системы потребительские централизованные подходят для масел и текучих консистенций классов:

  • «NLGI 0»,
  • «NLGI 00»,
  • «NLGI 000».

Аббревиатура «NLGI» (National Lubricating Grease Institute) — Национальный институт смазочных материалов, представляющий международную торговую ассоциацию.

Централизованные смазывающие системы, как правило, содержат:

  • насос,
  • резервуар хранения,
  • контроллер,
  • дозирующие клапаны,
  • линии подачи к дозирующим клапанам,
  • линии подачи от клапанов к точкам ввода.

Потребность в смазочном материале для каждого положения подшипника может задаваться с помощью дозируемого количества через индивидуальный дозирующий клапан (от 5 мм3 до 1000 мм3), а также импульсом системного насоса.

Если смазывание требуется осуществлять консистентными смазками класса «NLGI» 1, 2 или 3, необходимо применять специальные централизованные схемы:

  • двухлинейные,
  • прогрессивные,
  • многолинейные.

Потребность в смазке для каждого положения подшипника также допускает специальную регулировку посредством соответствующих дозирующих элементов в составе систем.

Пневматическое смазывание подшипниковых узлов

Особым типом расходной системы смазки является пневматическая конфигурация, предусматривающая работу с маслом (смотрите картинку ниже). При этом способность подачи определяет производитель такого рода оборудования. В целом принцип действия оборудования можно описать следующим образом.

Периодически дозирующий клапан подаёт определённый объём масла в область смесительного клапана. Здесь масло подвергается воздействию непрерывного потока воздуха. В результате дозированный объём тонким слоем распределяется по стенке линии, обеспечивая постоянное снабжение небольшими порциями смазочного материала.

ШПИНДЕЛЬНЫЙ

Методы смазки подшипников в контексте проектирования + пневматическая конфигурация
Конфигурация устройства пневматического транспорта смазки к подшипникам: 1 – технологическая линия подачи масла; 2 – технологическая линия подачи воздуха; 3 – пневматическая рабочая линия подвода смазочного материала к точке подшипникового узла

Момент трения не увеличивается при повторном смазывании, а потери от разбрызгивания сведены к минимуму. Требуемая длина и диаметр линии, а также выбранное давление воздуха определяются производителем оборудования. Пневматический транспорт масла заменил использовавшийся ранее метод масляного «тумана». Пневматика обеспечивает более качественно плавную подачу материала и высокую точность регулирования.

Рециркуляция как расходная система смазки

В отличие от расходных систем смазки, системами рециркуляции осуществляется подача к точке ввода несколько раз. Однако эта технология используется исключительно с маслом. Схема такого рода устройства на первой картинке выше. Кроме всего прочего, здесь рекомендуется установка системы контроля уровня для накопительной ёмкости.

Также системная конфигурация предусматривает устройства фильтрации и охлаждения, включает установленный манометр. В зависимости от требуемой вязкости масла и температуры окружающей среды, может также потребоваться блок подогрева ёмкости хранения.

Дозирующие элементы здесь способны подавать к точкам смазки большее количество масла, порядка нескольких литров в минуту, рис. 4. Как результат — нагревающийся подшипник охлаждается более эффективно. Максимальный объём масла, пропускаемый через подшипник, зависит от вязкости и температуры, а также от входного и выходного поперечных сечений.

Необходимо всегда учитывать важный момент — чрезмерное количество масла в подшипниках и трансмиссиях способно привести к потерям смазывающего материала за счёт разбрызгивания. В тех случаях, когда скорости вращения подшипников высоки, потери становятся значительными, что ведёт к повышению температуры масла.


При помощи информации: Schaeffler