Смазка подшипника: для чего нужна и основные виды

Зачем нужна смазка подшипников

Подшипники качения состоят из двух колец, тел качения (различной формы) и сепаратора (некоторые типы подшипников могут быть без сепаратора), отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение.

Во время работы тела качения скользят внутри колец. Создается источник трения и место, где вероятнее всего может произойти отказ. При нанесении смазки для подшипников между этими поверхностями тепло, выделяемое при трении, снижается, комплектующие подшипника не подвергаются температурным деформациям, что обеспечивает более длительный срок службы детали. 

Помимо этого, смазочные материалы обладают другими преимуществами: снижается вероятность попадания загрязнения в зону контакта, равномерно распределяет тепло и хорошо защищают узел от коррозии.

Виды смазочного материала

Смазочные материалы можно разделить на несколько основных типов: консистентные (пластичные) смазки, масла, сухие (твердые) смазочные материалы и газовые. Из них, масло и консистентная смазка являются наиболее распространенными для использования в подшипниках. 

Чтобы сделать выбор между ними, важно знать характеристики применения, такие как размер, ограничения скорости, температура, рабочая нагрузка, тип оборудования, конструкционные и эксплуатационные параметры (ось вала - вертикальная/горизонтальная, вибрации) и факторы окружающей среды (климат). Как правило, производитель указывает какая смазка лучше для подшипников определенного типоразмера.

Консистентная (пластичная) смазка

Консистентная смазка является предпочтительным вариантом для подавляющего большинства подшипников. Консистентная смазка имеет лучший контакт с поверхностью подшипников, имеет более длительный срок службы и с большей вероятностью не вытечет из узла при вращении, даже на больших скоростях.

Как правило, консистентная смазка изготавливается из основного компонента (масло), загустителя (например, литиевое мыло), технологических присадок (ингибиторов коррозии) и красителя. В качестве основы может еще применяться силиконовое масло, наполненное порошком кремнезема. 

На формирование пленки влияет основа консистентной смазки, она же влияет и на основной показатель - вязкость. Вязкость — это сопротивление течению при определенной температуре. Смазка с низкой вязкостью течет быстрее, чем смазка с высокой вязкостью. Не стоит забывать, что любая смазка со временем теряет свои заявленные эксплуатационные показатели. 

Преимущества консистентной смазки подшипников: за счет своей пластичной структуры с хорошей адгезией рабочая полость смазывается и уплотняется, не требуется постоянного контроля уровня, исключены любые утечки. Консистентные смазки прекрасно предотвращают загрязнение от внешних воздействий, таких как пыль, грязь или влага.

Особенности консистентной смазки подшипников: очистка и пополнение пластической смазки в узел, более трудоемки. Для высокотемпературных применений это дороже, чем масляные смазки.

Самые популярные пластические смазки для подшипников: «Солидол», «Литол», «Циатим», «Фиол», «Зимол», «Шрус».

Масляная смазка

Масло для подшипников используется в основном, когда необходимо отвести тепло от поверхности, где возникают силы трения в условиях высокой скорости или температуры. Масло для подшипников может быть как на нефтяной основе, так и на синтетической. 

Использование синтетических масел дороже, чем нефтяных, и предназначено для применения при чрезвычайно высоких или низких температурах. Вязкость масляной смазки также напрямую влияет на толщина пленки между частями скольжения и качения, поэтому является одним из основных критериев при подборе.  

Преимущества масляной смазки подшипников: подходит для более высоких температур, легче сливается/заменяется, создает меньшее сопротивление, смазывает все, с чем соприкасается, так как хорошо распределяется.

Особенности масляной смазки подшипников: она более подвержена утечкам, вызывающим экологические проблемы. Потеря смазывающего вещества может привести к повреждению механических систем. Данный вид смазки нуждается в регулярном наблюдении для поддержания необходимого уровня.

Сухая (твердая) смазка

Несомненно консистентные и масляные смазки являются наиболее распространенными материалами, используемыми для смазки подшипников, но твердые смазочные материалы становятся все более востребованными, особенно в тех областях, где смазка или масло не являются приемлемым вариантом. 

Обычно подшипники, использующие сухую смазку, поставляются предварительно смазанными. Нанесение сухих смазочных материалов в некоторых случаях может производиться конечным пользователем, хотя обычно этим занимаются специализированные компании. 

Наиболее распространенными сухими смазками являются:

• Дисульфид молибдена: MoS2 похож по структуре на графит, но может использоваться в вакууме и обладает более высокими смазывающими свойствами. Он также подходит для оборудования работающего с экстремальным давлением .

• Графит: используют в местах, где присутствует водяной пар, так как влажная среда не влияет на адгезионные свойства графитовой смазки и она прекрасно держится на поверхности подшипников.

• Нитрид бора: этот керамический порошок, обладающий очень высокой термостойкостью.

• PTFE: Фторопласт-4 имеет крайне низкий  коэффициент трения, поэтому он идеально подходит в качестве сухой смазки. Может работать при температурах до 260° С.

Преимущества сухой смазки подшипников: снижение трения в узле и износа компонентов, низкое тепловыделение и пусковой крутящий момент благодаря низкому трению, а также увеличенный срок службы подшипников. Большинство сухих смазочных материалов также хорошо совместимы с широким спектром коррозионно-активных химических веществ и кислот.

Особенности сухой смазки подшипников:  высокая стоимость  и имеют меньший срок службы.

Газообразная смазка

Принцип основан на создании газообразной среды между трущимися элементами, исключающим прямое соприкосновение. Сфера применения крайне специфична и мало распространена, так как ведет себя нестабильно при высоких нагрузках и постоянных запусках/остановке оборудования.