Справочные данные по деталям машин

 

 

Главная

 

Смазывание подшипников качения

 

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.

Пластичные смазочные материалы со­стоят в основном из жидкой основы, загус­тителя и присадок, улучшающих эксплуата­ционные характеристики. Загуститель, на долю которого приходится 8-25% всей мас­сы смазочного материала, образует трех­мерный каркас, в ячейках которого удер­живается масло. 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

Рабочая температура, °С

Заменители

-15

0

50

80

Для нормальных температур (гидратированные кальциевые солидолы)

Солидолы синтетические:

пресс-солидол С

250÷600

≤100

≥100

-

-40÷50

Солидол УС-1

солидол С

300÷1000

≤200

≥200

-

-30÷70

Солидол УС-2,

пресс солидол Сп

Солидолы жи­ровые:

пресс-солидол УС-1

150÷350

≤100

≥100

-

-40÷50

Пресс-солидол С

солидол УС-2

300÷600

≤250

≥200

-

-30÷70

Солидол С

Для повышенных температур (натриевые и натриево-кальцевые)

Консталины жировые:

консталин УТ-1

800÷1200

250÷500

300÷600

150÷300

-20÷120

Автомобильный

консталин УТ-2

800÷1500

250÷500

1600

800

-20÷120

Автомобильный

Автомобильный

500÷700

200

≥180

100÷250

-20÷100

Консталин УТ-1

Для повышенных температур (литиевые)

ВНИИНП-242

400÷1000

≤500

450÷650

≥100

-40÷110

Литол-24, -ЭШ-176

ЭШ-176

1200÷1700

500÷800

≤250

150÷400

-25÷110

Литол-24, ВНИИНП-242

 

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

0

50

80

Многоцелевые

Литол-24

800÷1500 (при 30°С)

80÷120 (при 20°С)

400÷600

≥150

-40÷130

Фиол-3

Фиол-1

230÷600 (при -20°С)

50÷100 (при 20°С)

200÷250

≥100

-40÷120

Фкол-2, Литол-24

Фиол-2

400÷800 (при -20°С)

80÷120 (при 20°С)

200÷250

≥120

-40÷120

Фиол-3, Литол-24

фиол-3

800÷1500 (при -30°С)

100÷150 (при 20°С)

400÷600

≥200

-40÷130

Литол-24, Фиол-2

фиол-2м

420÷800 (при -20°С)

80÷120 (при 20°С)

300÷450

≥100

-40÷120

Литол-24 (с 2% MoS2)

Высокотемпературные

Униол-1

1000÷2000 (при -30°С)

15÷30 (при 80°С)

250÷600

150÷400

-30÷150 (кратковре­менно до 180)

Литол-24 (до 130°С)

ЦИАТИМ-221

≤800 (при -50°С)

10÷30 (при 80°С)

≥120

100÷150

-60÷160 (кратковре­менно до 180)

ВНИИНП-207

ВНИИНП-257

200 (при -50°С)

29 (при 20°С)

80÷100 (при 20°С)

≥80 (при 50ºС)

-60÷150

ВНИИНП-274

ВНИИНП-274.

290 (при -50°С)

30÷60 (при 20°С)

200÷350 (при 20°С)

≥110 (при 50°С)

-80÷130

ВНИИНП-257

Гироскопические

ВНИИНП-228

3000 (при -50°С)

15÷25 (при 20°С)

50÷150 (при 20°С)

50÷150 (при 50°С

-45÷150

-

ВНИИНП-260

4000 (при -30°С)

20÷40 (при 20°С)

110÷170 (при 20°С)

50÷180 (при 50°С

-20÷180

-

Индустриальные

Сиол

200 (при -20°С)

-

140÷180

-

-30÷130

ЦИАТИМ-20

Железнодорожные

Железнодорож­ный ЛЗ-ЦНИИ

1100 (при -30ºС)

10÷20 (при 80°С)

≥200

200÷300

-40÷110

ЖРО

роликовых

подшипников ЖРО

2000 (при -30 °С)

60÷80 (при 80°С)

≥300

150÷250

-50÷120

Литол-24

Специализированные автомобильные

ЛЗ-31

500 (при -15°С)

75 (при 80°С)

300÷400

250÷350

-40÷130

-

№158

1000 (при -15°С)

30 (при 80°С)

>120

50÷100

-30÷100

Литол-24

ВНИИНП-207

≤1400 (при -30°С)

55 (при 50°С)

200÷250

70÷110

-60÷180 (кратковре­менно до 200)

ЦИАТИМ-221

ВНИИНП-231

≤550 (при -40°С)

10÷50 (при 80°С)

250÷400

>100

-60÷250 (кратковре­менно до 300)

-

ВНИИНП-246

≤500(при -40°С)

95 (при 50°С)

250÷500

70÷250

-60÷200 (кратковре­менно до 250)

-

Специализированные автомобильные

ПФМС-46

1000÷1500

10÷30 (при 80°С)

100÷150

80÷150

-30÷300 (кратковременно до 400)

ВНИИНП-2

Графитол

250÷600 (при 0°С)

35 (при 80°С)

200÷500

200÷600

-15÷160

-

Силикон

≤550 (при 0°С)

67,5 (при 80°С)

≥500

300÷500

-40÷160

-

Низкотемпературные

ЦИАТИМ-201

2500÷3500 (при -60°С)

80÷170 (при 0°С)

250÷500

130÷250

-60÷90

ЦИАТИМ-2

ЦИАТИМ-203

2000÷4000 (при -50°С)

100÷300 (при 0°С)

≥250

150÷300

-50÷100

ЦИАТИМ-2

МС-70

2500÷5000

≤230

100÷300

≤50

-50÷65

ЦИАТИМ-2

Для электромеханических приборов

ОКБ-122-7

≤1800 (при - 30°С)

190 (при 20°С)

1000÷1500 (при 20°С)

≥150 (при 50°С)

-40÷120

ЦИАТИМ-2

ЦИАТИМ-202

≤1500 (при -30°С)

50÷80 (при 20°С)

200÷300 (при 20°С)

≥120 (при 50°С)

-40÷120

ОКБ-122-7

 

Приближенно период tд, 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/nпр<0,2) допустимо полное заполнение смазочным материалом подшипника и свободного пространства в корпуса. При более высокой частоте вращения (n/nпр=0,2...0,8) свободное пространство в корпусе должно быть заполнено на 50-25%, а при n/nпр>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

К

С

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

75

 

64

 

53

18

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

 

21

19

 

16

7

 

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/nпр < 0,67 используют сма­зочное масло с рабочей кинематической вязкостью менее 12 мм2/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<10), целесообразно применять противозадирные присадки. При смазывании масляным туманом используе­мое масло должно обеспечивать хорошее образование тумана и стойкость к окисле­нию.

Для выбора масла в соответствии с тре­бованиями условий эксплуатации целесо­образно пользоваться номограммами (рис. 40 и 41). По среднему диаметру dm, мм, подшипника и частоте вращения n, об/мин, определяют требуемую вязкость v1 мм2/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 dm = 380мм при частоте вращения n = 500об/мин и рабочей температуре узла t = 70°С.

Решение. По номограмме рис. 40 опре­деляем, что при dm = 380мм и n= 500об/мин вязкость v1 масла при рабо­чей температуре узла должна быть не ниже13мм2/с. По номограмме рис. 41 находим, что при рабочей температуре t= 70°С вяз­кость v1 = 13мм2/с будет у масла, имею­щего при температуре t = 40°С вязкость v = 38мм2/с.

 

95. Основные эксплуатационные характеристики масел для подшипников качения

 

Марка масла

Стандарт или ТУ

Кинематическая вязкость, мм2/с, при температуре, °С

Температура, °С

40

100

вспышки

застывания

Индустриальные масла

И-5А

ГОСТ 20799

6÷8

-

140

-25

И-8А

9÷11

-

150

-20

И-12А

13÷17

-

170

-30

И-20А

29÷35

-

200

-15

И-ЗОА

41÷51

-

210

-15

И-40А

61÷75

-

220

-15

И-50А

90÷110

-

225

-15

Авиационные масла

МС-14

ГОСТ 21743

-

14

215

-30

МС-20

20,5

265

-18

МК-22

22

250

-14

Автомобильные масла

M-8-B1

ГОСТ 17479.1

-

8

200

-25

М-8-Г1

8

210

-30

М-63/10-Г1

10

210

-30

М-12-Г1

12

220

-25

М-8-Г2

8

200

-25

М-10-Г2

11

205

-15

М-8-Г2К

8

200

-30

М-10-Г2К

11

200

-15

Трансмиссионные масла

ТМ-3-9

ГОСТ 17479.2

110÷120*

10

128

-40

ТМ-3-18

15

180

-20

ТМ-5-18

17

200

-25

ТСп-15К

16

180

-25

ТСп-14ГИП

14

180

-25

ТСз-9ГИП

ОСТ 88-10-1158-78

9

160

-50

ТСГИП

ТУ38.101844-80

21 - 32

-

-20

ТМ5-2рк

12

180

-45

Турбинные масла

Т22

-

20÷23*

-

180

-15

Т30

28÷32*

-

180

-10

Т46

44÷48*

-

195

-10

Т57 (Турбо-редукторное)

55÷59*

-

195

-

Турбинные масла с присадками

Тп-22

ГОСТ 9972

28,8÷35,2

-

186

-15

Тп-30

41,4÷50,6

-

190

-10

Тп-46

61,2÷74,8

-

220

-10

Приборные масла

МВП

ГОСТ 1805

6,5÷8,0*

-

125

-60

Легированные масла

ИГП-18

ТУ 38101413

7÷9*

-

-

-

ИГП-38

28÷31*

-

-

-

Легированные масла с противозадирной присадкой

ИСп-40

ТУ 38101238

34,2÷40,5*

-

-

-

ИСп-110

109,5÷118,5*

-

-

-

Синтетические масла

Смазочное 132-08

ГОСТ 18375

45÷57 при 20°С

-

173

-70

ВНИИНП-50-1-4ф

ГОСТ 13076

3,2

204

-60

ИПМ-10

3,0

190

-50

МП 605

14 ÷ 20

200

-60

ВНИИНП-7

7,5 ÷ 8

210

-60

 

Значения кинематической вязкости указаны при эталонной температуре 50°С

 

Описание: рисунок

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

 

Описание: рисунок

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 = 12мм2/с; для роликовых конических и сферических - v = 20мм2/с; для роликовых упорных - v = 30мм2/с. Масла с вязкостью менее 12мм2/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 Dpwn≤1000мм·об/мин кинематическая вязкость масла должна быть 300 ... 500мм2/с (при 50°С), а в Dpwn=1000...10000мм·об/мин кинематическая вязкость масла должна быть v = 150 ... 300мм2/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 55мм2/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.

 


email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

 

Теоретическая механика   Сопротивление материалов

Строительная механика  Детали машин  Теория машин и механизмов

 

 

 

00:00:00

 

Top.Mail.Ru