Выбор смазочных материалов и режимов смазывания

Для типовых узлов трения

Общие положения. При выборе смазочных материалов; для узлов трения и консервации изделий руководствуются рас­смотренными характеристиками. При этом следует тщательно анализировать и учитывать условия их использования. При вы­боре жидких масел следует стремиться максимально приблизиться к условиям жидкостной смазки, согласно формуле:

(2.1)

где η - динамическая вязкость масла; к – эмпирический коэффициент пропорциональности; s – зазор в сочленении; р – удельная нагрузка на подшипник, МПа; d – диаметр шейки вала; с – коэффициент длины подшипника; υ - окружная скорость шейки вала.

Предвари­тельно смазочные материалы и режимы смазывания для типовых узлов трения (подшипников скольжения и качения, плоских поверхностей скольжения, зубчатых и червячных редукторов, открытых зубчатых передач, зубчатых муфт, цепных передач, ходовых винтов, стальных канатов и др.) подбирают по формулам, таблицам и диаграммам, приведенным в специальных справочни­ках. Но расчетным путем трудно полностью учесть влияние режимов работы (нагрузки, скорости, температуры и др.), технического состояния машины и фактических условий ее эксплуатации (окружающей среды, коэффициента загрузки и др.). Поэтому подобранные по справочникам режимы смазывания нужно откорректировать с учетом экспериментальных данных или эксплуатационного опыта.

Подшипники скольжения. Из трех видов подшипников — ги­дродинамических, гидростатических и подшипников с граничной смазкой первые два - в ПТМ и дорожно-строительных машинах применяют редко. В шарнирных соеди­нениях в ряде случаев еще используют подшипники последнего типа. Их обычно выполняют открытыми с торцов. Поэтому наи­более эффективно их смазывание пластичными смазочными мате­риалами, которые не вытекают из узла трения и защищают его от внешних абразивных частиц. Для подачи пластичного смазоч­ного материала в шарнир используют колпачковые масленки (рисунок 2.1, а) или пресс-масленки (рисунок 2.1, б, в). Для нагнетания пластичного смазочного материала используют шприцы различ­ных конструкций (рисунок 2.1, г).

Вид смазочного материала выбирают в зависимости от условий окружающей среды, рабочей температуры и смазочной системы. Согласно последним исследованиям для тяжело нагруженных подшипников скольжения кранов рекомендуются долгодействующие смазки ВНИИНП-232 (ГОСТ 14068-79) и УНИОЛ-1 (ТУ 38 УССР 201150-73).

Подшипники качения смазывают минеральными маслами и пластичными смазочными материалами. Первый случай имеет следующие достоинства: уменьшается пусковой момент; допу­скаются более высокая частота вращения и температура в узлах трения; упрощается замена отработанного смазочного материала; обеспечивается возможность применения простого способа смазы­вания — разбрызгиванием. Не менее важные достоинства имеет и второй случай: более редкий уход за подшипниками, что осо­бенно важно при изолированных смазываемых точках; простота уплотнения узлов трения и отсутствие вытекания из них смазоч­ного материала; более высокая надежность работы таких объектов, где случайное прекращение подачи смазочного материала может вызвать аварию.

Скоростные параметры подшипников подъёмно-транспортных, строительных машин и оборудования (ПТСДМ и О) обычно намного ниже предельных их значений при применении пластичных сма­зочных материалов. Поэтому последние имеют преимущественное применение.

Жидкими маслами смазывают лишь подшипники редукторов, где используется возможность подвода смазочного материала разбрызгиванием. Выбор сорта масла в этом случае определяется из условий смазывания зубчатого или червячного зацепления.

Подшипник может не иметь устройства для подачи пластичных смазочных материалов и их закладывают на определенный срок при сборке подшипника. При этом в течение всего межремонтного периода (иногда в течение нескольких лет) смазочный материал не добавляют; например, в подшипниках бегунков эскалаторных ступеней смазочный материал заменяют в среднем через 3…5 (рабочих) и 10 (холостых) лет. В ответственных подшипниках предусматривают масленки различных типов (см. рисунок 2.1, а — в) для добавления смазочного материала вручную в период между ремонтами, а при ремонте подшипники качения демонтируют, промывают для удаления старого смазочного материала и про­дуктов изнашивания, после чего закладывают свежий смазочный материал с помощью лопаток (шпателей, см. рисунок 2.1, д). Для подшипников мостовых кранов и других крупных машин в ряде случаев предусматривают централизованную смазочную систему. Пластичные смазочные материалы выбирают в зависимости от рабочей температуры, условий работы смазочной системы и частоты вращения вала.

В проведенных в последнее время исследованиях установлено, что применение в тя­жело нагруженных подшипниках кранов долгодействующих пластичных смазок УНИОЛ-1 (ТУ 38 УССР 201150-73) ЖРО (ТУ 32 ЦТ 520-73) и Литол-24 (ГОСТ 21150-87) позволяет удлинить сроки их замены до 30 мес. при среднем и до 24 мес. — при тяжелом режимах работы.

Зубчатые и червячные передачи закрытого типа (редукторы, коробки передач и др.) обычно смазывают минеральными маслами. Рекомендуемые вязкости масел выбирают в зависимости от мате­риала колес, нагрузок, скоростей и температуры окружающей среды по таблицам. Наибольшее применение имеют масла: цилиндровые 11, 24 и 38, трансмиссионные автотракторные и ТС 14,5 с присадкой ЭФО, индустриальные 30 и 45, авиационное МС-20, П-28. Для червячных редукторов с глобоидным зацеплением, у которых теплоотвод ухудшен по сравнению с обычными червяч­ными редукторами (меньшие размеры при той же мощности и КПД), применяют более вязкие масла: летом — цилиндровое 52 и индустриальное 50; зимой — нигрол зимний, автол 10. Пери­одичность залива и смены масла зависит от вместимости масляной системы: чем она больше, тем реже производят эти операции. Уровень масла по масломерной игле редуктора рекомендуется проверять ежедневно, адоливать — по мере убыли. При вмести­мости до 250 л меняют масло через 3…6 мес.

Открытые зубчатые передачи смазывают обычно пластичными смазочными материалами, нанося их на зубья с помощью лопаток (см. рисунок 2.1, д). Для крупногабаритных передач с грубой обра­боткой зубьев применяют полугудрон и солидол марки С (графит­ная смазка). В отдельных случаях открытые зубчатые передачи смазывают индустриальными маслами (марок 20, 30, 45). Пери­одичность смазывания пластичными смазочными материалами — 5…7 суток, жидкими маслами — один раз в смену при постоянной работе и один раз в 2…3 суток при периодической работе.

Зубчатые муфты. Для смазывания зубчатых муфт применяют главным образом трансмиссионное автотракторное масло и ци­линдровое 24. Периодичность долива — один раз в неделю, периодичность замены — 4…6 месяцев, но чаще всего — при ремонте.

Стальные канаты. В ПТСДМ и О чаще всего применяют стальные ка­наты с мягким (органическим) сердечником, пропитанным сма­зочным материалом при изготовлении каната. Его назначение — не только придавать канату гибкость и эластичность, но и смазы­вать внутри. Для предохранения от коррозии канаты при изго­товлении смазывают так, чтобы смазочным материалом были покрыты поверхности внутренних и наружных проволок. Наличие несмазанных мест ведет к образованию точечной коррозии. Если канат не смазывать в процессе работы, то органический сердечник постепенно пересыхает и легко разрушается. Кроме того, такой сердечник впитывает влагу, что вызывает коррозию внутренних проволок и сокращает срок службы каната. Смазывание канатов повышает также их циклическую выносливость. Поэтому канаты, как правило, смазывают и в процессе эксплуатации, что при отсутствии внешнего абразивного загрязнения способствуют повышению износостойкости канатов, барабанов и блоков.

Для смазывания канатов при изготовлении применяют специальные канатные смазки следующих марок: 39у и торсиол 35 —для обычных условий работы; торсиол 55 — для особо ответственных механизмов, эксплуатируемых в районах с холодным климатом (Арктике); Е-1 — для пропитки органических сердечников; Е-1Т — то же, на случай применения в районах с тропическим климатом. Эффективность пропитки органического сердечника повышается, если содержание избыточной влаги в нем снизить до 1…2%, а затем подвергнуть его противогнилостной и противокоррозионной пропитке под вакуумом.

Для смазывания канатов при эксплуатации применяют минеральное масло (осевое Л, осевое 3, полугудрон) и пластичные смазочные материалы.

В процессе эксплуатации смазывание каната обычно приурочивают к очередному текущему ремонту с тем, чтобы его можно было снять, тщательно очистить и заново смазать. Для очистки применяют проволочные щетки (см. рисунок 2.1, е), сжатый воздух (пескоструйные аппараты), перегретый пар, горячую воду, бен­зин, газолин и бензол. Снятый канат смазывают, пропуская через ванну с маслом, подогретым до температуры 50…60°С (см. рисунок 2.1, ж). Канаты смазывают с помощью различных масленок (лубрикаторов), подающих смазочный материал в воронку (см. рисунок 2.1, з), каплями, распылением с помощью сжатого воз­духа, промазыванием щеткой. Для разогрева тугоплавких сма­зочных материалов применяют баки с теплоносителями.

Масла и режимы смазывания подбирают с учетом условий работы каната по таблицам и графикам. Вопрос о смазывании в условиях запыленности следует ре­шать опытным путем, так как смазочный материал способствует налипанию абразивных частиц на канат, что может ускорить его износ.

Цепные передачи и тяговые цепи. Основное назначение их смазывания — снижение износа деталей шарниров и зубьев звез­дочек. Кроме того, масло выполняет демпфирующие функции, смягчая удары шарниров о зубья звездочек, а также снижает нагрев шарниров и шум при работе передачи. Пластичный сма­зочный материал защищает шарниры от абразивов.

Цепи смазывают после изготовления и в процессе эксплуата­ции, используя для этого минеральные масла и пластичные смазоч­ные материалы. На заводе - изготовителе это делают, как правило, погружением их в пластичный смазочный материал (солидолы С или УС, графитовый, синтетический консталин УТ-1), разогре­тый до температуры не более 55 °С, или окунанием в жидкое масло.

Цепные передачи смазывают преимущественно нефтяными мас­лами. Способ смазывания и сорт масла выбирают по условиям работы (скорости движения, продолжительности работы и др.). Тяговые цепи смазывают жидким маслом вруч­ную или капельницами, а также пластичными смазочными мате­риалами с подачей их в шарниры с помощью спе­циальных автоматических масленок. Периодичность их смазывания - 1…2 раза в месяц.

Крановые колеса и рельсы. В зарубежной практике смазы­вают реборды колес и боковые поверхности головок рельсов для уменьшения их схватывания и изнашивания при перекосах крана. Твердый смазочный материал наносят на реборды колес, с которых он переносится на боковые поверхности рельса. Такой смазоч­ный материал (графитизированный уголь, дисульфид молибдена) используют в виде прутков прямоугольного сечения. В отечествен­ной практике смазывают реборды колес и головки рельсов на закруглениях железнодорожных путей, используя рельсовую смазку ЖР (ТУ 32-ЦТ-553—73).