7. Смазывание подшипников качения

Смазывание подшипников качения необходимо для уменьшения трения между телами качения, кольцами и сепаратором, для усилия местного теплоотвода от рабочих поверхностей и общего теплоотвода от подшипника, для предотвращения коррозии. Кроме того, смазывание важно с точки зрения повышения герметизации подшипников, так как смазочный материал заполняет зазоры в уплотнениях, а также для уменьшения шума.

Для подшипников применяют пластинчатые и жидкие смазочные материалы.

Пластичные смазочные материалы получили широкое применение в подшипниках качения в связи с облегчением обслуживания, с меньшим расходом по сравнению с жидкими, возможностью одноразового (за весь период эксплуатации) смазывания. Наиболее целесообразно применять эти материалы для подшипников, труднодоступных для повседневного обслуживания, работающих в загрязнённой среде, подшипников качательного движения с малыми амплитудами.

Применение пластичных смазочных материалов для подшипников ограничивается умеренными температурами и конструкциями, не очень сложными для разборки и промывки. Наблюдается расширение применения пластичных смазочных материалов, в том числе при высоких скоростях вращения.

Основными пластичными смазочными материалами, реко-мендуемыми для подшипников общего назначения, в частности, с защитными и уплотняющими шайбами, являются ЦИАТИМ-201 (для работы с температурой до 90⁰ С) и литол-24 (до 100⁰ С). Для тяжело нагруженных подшипников, в частности, роликовых, рекомендуется: ВНИИ НП-242 (до 110⁰ С), для работы при высоких температурах ЦИАТИМ-221 (до 150⁰ С).

Для тихоходных подшипников без уплотнений применяют солидолы синтетические и жировые (20…70⁰ С), обладающие хоро-шими защитными свойствами и потому хорошо работающие на открытом воздухе.

Работа подшипников смазочным материалом может быть связана с периодическими скачками температуры, вызываемыми его расходом на дорожках качения. При этом, в результате повышения температуры выплавляется некоторое новое количество смазочного материала, и смазочный режим восстанавливается.

Для пластичного смазочного материала в корпусе подшипника предусматривают некоторое свободное пространство – стенки крышек располагают не вплотную к подшипникам. Это пространство первоначально заполняют на 2/3 свободного объёма при n < 1500 об/мин и на 1/3…1/2 при n > 1500 об/мин. В дальнейшем, обычно через каждые 3 месяца, добавляют свежий смазочный материал, а через год его меняют с предварительной разборкой и промывкой узла. Всё большее распространение получают герметизированные подшипники с одноразовым смазыванием.

Жидкие смазочные масла лучше проникают к поверхностям трения и потому обеспечивают более надёжное смазывание, чем пластинчатые, обеспечивают лучший теплоотвод. Поэтому их применение в ответственных конструкциях предпочтительно.

Вязкость масел выбирают:

а) тем выше, чем выше нагрузки, так как прочность масляной плёнки растёт с увеличением вязкости;

б) тем выше, чем выше температура среды, чтобы сохранить требуемую вязкость при рабочей температуре, учитывая, что масла сильно разжижаются от нагрева;

в) тем ниже, чем выше частота вращения во избежание потерь на трение и нагрев.

При работе подшипников в нормальных условиях следует применять масла, которые при рабочей температуре подшипников имеют следующую вязкость (мм/с): для шариковых и цилиндрических роликоподшипников – 12; роликовых конических и сферических – 20; роликовых упорных – 30.

Применяют следующие способы смазывания жидкими маслами:

1) окунанием в масляную ванну – для подшипников горизонтальных валов с частотой вращения до 10000 об/мин. Уровень масла во избежание повышенных потерь должен быть не ниже центра нижнего шарика, а при частотах вращения более 3000 об/мин – ещё ниже. В корпусе должна быть предусмотрена полость для масла во избежание необходимости очень частой его добавки, а также предусмотрены масломерные отверстия или маслоуказатели;

2) разбрызгиванием из общей масляной ванны узла для подшипников горизонтальных валов коробок передач и редукторов. Масло захватывается и разбрызгивается одним из быстровращаю-щихся колёс, специальными шестернями или дисками, причём в корпусе создаётся масляный туман.

Во избежание попадания в подшипники продуктов износа зубчатых или других передач и излишнего полива маслом подшипники иногда защищают маслоотражательными кольцами.

Под действием центробежных сил и использованием конусных посадок и смазывание с помощью винтовых канавок на валу преимущественно на вертикальных валах. При вращении конусных посадок масло под действием центробежных сил стекает к большему диаметру конуса и сбрасывается в подшипник. Винтовые канавки на вертикальном валу позволяют обеспечить циркуляцию масла (подъём вверх стекающего масла);

3) капельное - индивидуальными дозирующими аппаратами с индивидуальным регулированием расхода – для мелких подшипников быстроходных валов (обычно при n > 10000 об/мин), они требуют расхода по нескольку десятков капель и менее за 1 ч;

4) масляным туманом – для особо быстроходных подшипников при более 30000, чаще более 45000 об/мин.; оно обеспечивает хорошее охлаждение и защиту подшипников. Область применения сокращается в связи с некоторым загрязнением воздуха парами масла.

Наибольшее распространение для подшипников имеют индустриальные масла, применяют также приборные масла, авиационные, моторные, автомобильные и др.

Для специальных условий – высокой нагруженности и быстроходности, а также для работы при высоких температурах применяют масла на синтетической основе.

Выпускаются шарикоподшипники с твердосмазочным заполнителем АФЗ-3 – смесью на основе графита, заполняющей пространство между кольцами и потом подвергающейся отвердению. Эти подшипники могут работать при периодическом действии температуры до 300⁰ С, частотах вращения до 100 об/мин, в запыленной среде, но при отсутствии требований к точности вращения.