Смазка для подшипников скольжения электродвигателей

Смазка подшипников скольжения

Режимы смазки

Подшипник скольжения работает при наличии смазочного материала в зазоре между цапфой вала и вкладышем.
Смазыванием называют подведение смазочного материала в зону трения, смазкой – действие смазочного материала.

При неподвижном вале жидкий смазочный материал в подшипнике из зоны контакта выдавлен (рис .1, а), но на поверхностях цапфы и вкладыша сохраняется его тонкая пленка толщиной порядка 0,1 мкм. Толщины этой пленки не хватает для полного разделения поверхностей трения в момент пуска и при малой угловой скорости. Работу подшипника скольжения в этот момент характеризует режим граничной смазки .

Вращающийся вал вовлекает смазочный материал в клиновый зазор между цапфой и вкладышем (рис. 1, б), в результате чего возникает несущий масляный слой, характеризуемый большой гидродинамической подъемной силой, под действием которой вал всплывает в смазочном материале.
По мере увеличения скорости вращения толщина смазочного слоя увеличивается, но отдельные микроскопические выступы на трущихся поверхностях касаются друг друга при относительном перемещении. Работу подшипника в этот момент характеризует режим полужидкостной смазки .

Граничную и полужидкостную смазку объединяют одним понятием – несовершенная смазка .

При дальнейшем возрастании угловой скорости возникает сплошной устойчивый слой масла, полностью разделяющий поверхности трения (рис. 2). Возникает режим жидкостной смазки , при котором изнашивания и заедания не происходит.

По способу образования масляного слоя различают гидродинамические и гидростатические подшипники скольжения.

Подшипники скольжения, в которых несущий масляный слой создается при вращении цапфы вала, называются гидродинамическими .

В гидростатических подшипниках режим жидкостной смазки создается за счет подвода масла под цапфу принудительно, от специального жидкостного насоса. Создаваемое давление должно быть таким, чтобы вал всплывал в масле. В гидростатических подшипниках создание несущего масляного слоя не зависит от угловой скорости вала.

Смазочные материалы

В механизмах и агрегатах смазка служит для выполнения нескольких функций – уменьшение сил трения, охлаждение деталей и защита их от коррозии, смывание продуктов износа с поверхностей деталей, а также для демпфирования при динамических нагрузках.
Для уменьшения трения и изнашивания, охлаждения и очистки от продуктов износа, защиты от коррозии, повышения демпфирующей способности контакта подшипники скольжения смазывают материалами, обладающими вязкостью и маслянистостью.

Вязкость характеризует объемное свойство смазочного материала оказывать сопротивление относительному перемещению его слоев.
Вязкость является важнейшим свойством масел. В гидродинамических расчетах используют динамическую вязкость μ , измеряемую в Па×с. В технических характеристиках масел указывают кинематическую вязкость v в мм 2 /с, равную динамической вязкости, деленной на плотность ρ масла.
Значения вязкости приводят для температур, близких к рабочим (50˚, 100˚С и т. п.).
Вязкость существенно зависит от температуры – с повышением температуры вязкость уменьшается, с понижением температуры вязкость увеличивается.

Маслянистость характеризует способность смазочного материала образовывать на поверхности трения устойчивые тонкие пленки, предотвращающие непосредственный контакт поверхностей.

Смазочные материалы могут быть жидкими (масла), пластичными (мази), твердыми (порошки, покрытия) и газообразными (газы).

Масла являются основным смазочным материалом. Они имеют низкий коэффициент внутреннего трения, хорошо очищают и охлаждают рабочие поверхности, их легко подводить в зоны смазывания, но требуются уплотняющие устройства, препятствующие вытеканию масла.
Различают масла: нефтяные (минеральные), синтетические и жировые.

Нефтяные масла – продукты перегонки нефти – наиболее часто применяют для подшипников скольжения. К ним относятся масла индустриальные (марок И-Л-А-22, И-Г-А-46 и др.), моторные масла (М8В, М10Г2 и др.), а также другие аналогичные типы масел, получаемых из нефти.

Синтетические масла получают искусственными методами из различных материалов и веществ. Масла, получаемые в результате синтетических добавок в минеральные масла называют полусинтетическими . Синтетические масла обладают рядом существенных преимуществ перед минеральными – они стойки к разложению и потере свойств в агрессивной среде, а также изменению вязкости при изменении температуры. Однако в настоящее время технология получения синтетических масел относительно дорогая, поэтому они используются лишь в ответственных агрегатах и механизмах.

Жировые масла – растительные (касторовое и др.) и животные (костное и др.) – обладают высокими смазывающими свойствами, но дороги и дефицитны. Их применяют редко.

Воду как смазочный материал применяют для подшипников с вкладышами из дерева, резины и пластмасс. Во избежание коррозии вал выполняют с покрытием или из нержавеющей стали.

Пластичные смазочные материалы (мази) изготавливают загущением жидких масел мылами жирных кислот.
В зависимости от загустителя пластичные смазочные материалы делят на солидолы, литолы, консталины и др. Они хорошо заполняют зазоры, герметизируя узлы трения, стойки от вымывания водой. Вязкость пластичных смазочных материалов мало изменяется при изменении температуры.
Применяют мази в подшипниках, работающих при ударных нагрузках и малых скоростях.

Твердые смазочные материалы применяют в машинах, когда по условиям работы или производства невозможно применять масла и мази (автомобильные рессоры, ткацкие станки, продуктовые машины и др.). Используют их в виде порошков (графит, дисульфиды и др.), мягких металлических покрытий (олово, серебро, золото), а также твердосмазывающих покрытий (ВНИИ НП-209 и др.).

Газообразные смазочные материалы – воздух, пары углеводородов и др. – применяют в малонагруженных подшипниках при очень высоких частотах вращения – до 250 тыс. оборотов в минуту (электро- и пневмошпиндели, центрифуги, турбины и т. п.).

Подвод смазочного материала

Смазочный материал подводится в подшипник по ходу вращения цапфы вала в зону максимального зазора, где отсутствует гидродинамическое давление (см. рис. 1, б). Распределение масла по длине вкладыша осуществляется смазочными канавками, которые располагаются в ненагруженной зоне. В местах стыка вкладышей делают неглубокие карманы-холодильники 1 (рис. 3), которые охлаждают смазочный материал, распределяют его по длине цапфы и собирают продукты изнашивания.
Жидкие масла подают в подшипники самотеком или, чаще всего, с помощью смазочных устройств, а также принудительно под давлением от жидкостных насосов (обычно шестеренчатых).

Читайте также:  Рыболовная сеть своими руками пошагово

Смазочные устройства по конструкции могут быть очень разнообразными. По характеру подачи смазочного материала различают устройства для периодического (рис. 4, рис. 5, рис. 7) и непрерывного (рис. 6, рис. 8) смазывания, а в зависимости от вида смазочного материала – для пластичного (рис. 7) и жидкого (рис. 8) материала.

Через пресс-масленки (рис. 4, рис. 7) смазочный материал подают к трущимся поверхностям под давлением с помощью специального шприца-нагнетателя. Такие масленки малогабаритны, позволяют упростить подвод смазочного материала к труднодоступным узлам трения.

Колпачковые масленки (рис. 5) служат для подачи пластичного смазочного материала. Здесь мазь периодически выдавливают через канал масленки путем подвинчивания колпачка, заполненного мазью.

Фитильные масленки (рис. 6) обеспечивают непрерывность подачи масла ,фильтруя его при прохождении через фитиль. Фитильное смазывание основано на принципе сифона, осуществляемого капиллярами хлопчатобумажного фитиля. Конец фитиля, вставленный в трубку масленки, должен быть ниже дна масляного резервуара. Недостатком таких масленок является зависимость подачи масла от его уровня в масленке, а также расход масла в нерабочий период.

Подвод масла кольцом (рис. 8), свободно висящим на цапфе. Вследствие трения между цапфой и кольцом последнее вращается, захватывает из ванны масло и подает его на цапфу. Отработавшее масло самотеком стекает в ванну и вновь захватывается кольцом. Обычно такие кольца называют маслоподъемными.

Смазывание разбрызгиванием применяют в герметически закрытых механизмах (редукторах, коробках передач и т. п.), в которых подвижные и вращающиеся детали захватывают и разбрасывают масло в объеме корпуса механизма, создавая брызги и своеобразный масляный туман, оседающие на поверхностях, нуждающихся в смазке.

Наиболее совершенным является циркуляционное смазывание , когда к трущимся поверхностям непрерывно подводят свежее охлажденное и профильтрованное масло, а отработавшее масло непрерывно отводят для последующего охлаждения и очистки.

Для нормальной работы двигателя его подшипники скольжения нужно содержать в чистоте.

Чтобы в них не попали пыль и грязь, крышки подшипников плотно закрывают. Спускные отверстия и крышку на торце вала двигателя также плотно закрывают, иначе масло будет вытекать из подшипников и разбрызгиваться или попадать внутрь двигателя на обмотки. Применяемое для смазки подшипников масло не должно содержать кислоту или смолу.

При работе двигателя не следует допускать появления пены в подшипниках. Пену можно ликвидировать, добавив свежего масла, а если это не поможет, нужно полностью сменить масло. Перед доливкой в подшипники масла открывают контрольные отверстия, служащие маслоуказателями. Обычно эти отверстия закрыты пробками на резьбе. Уровень масла считается нормальным, когда оно появляется в контрольном отверстии. Вместо пробки некоторые подшипники имеют масломерные стекла.

Для нормальной работы подшипников с кольцевой смазкой необходимо не менее двух раз в смену, даже если подшипники не нагреваются, проверять вращение колец и чистоту масла (наличие механических примесей, шлама и т. д.). Если кольца вращаются медленно или совсем не вращаются, значит смазка подшипника ухудшилась, он будет сильно нагреваться и может расплавиться. Масло в подшипниках со временем загрязняется и становится густым, поэтому в зависимости от условий работы через каждые 3 – 4 месяца, но не реже одного раза в полгода, его заменяют полностью, даже если подшипники имеют нормальный нагрев.

При работе подшипников в тяжелых условиях (большая запыленность помещения, высокая температура окружающей среды, низкое качество масла и т. д.) сроки замены масла сокращаются. Обычно в подшипники с кольцевой смазкой масло доливают после 200 – 300 ч непрерывной работы. Если доливка производится во время работы двигателя, делают это как можно медленнее.

Перед заменой смазки подшипники промывают керосином, продувают воздухом, промывают маслом той марки, которую применяют для данных подшипников, и после этого заливают свежим маслом.

Перед первым пуском электродвигателя проверяют наличие смазки в подшипниках. Количество смазки должно составлять не более 2/3 объема камеры. Если подшипники работают нормально и не нагреваются, то осмотр и замена смазки производятся при очередных ремонтах, а также по мере необходимости в зависимости от состояния смазки.

Перед заменой смазки подшипник при снятых крышках промывают чистым бензином с добавлением 6 – 8% по объему трансформаторного или веретенного масла. Подшипник промывают с торца. При этом бензин увлекает за собой растворившуюся смазку. Промывка производится при легком проворачивании ротора и продолжается до тех пор, пока не будет вытекать чистый бензин, затем подшипник следует просушить сжатым воздухом.

Процесс набивки смазки прост, выполнять набивку нужно чистыми руками и чистым инструментом (деревянными или металлическими лопаточками). При набивке все кольцевые углубления в деталях подшипникового узла, обращенные к подшипнику, заполняют смазкой на одну треть в нижней их части. Пространство между обоймами с шариками набивают смазкой по всей окружности.

После сборки подшипниковых узлов проверяют легкость вращения ротора от руки и затем включают двигатель и вращают его в течение 15 мин вхолостую. Если состояние подшипников хорошее, при прослушивании слышен равномерный гул (жужжание шариков) без стуков и ударов.

Пригодность масла для различных двигателей при заданных условиях работы прежде всего определяется его вязкостью. Вязкостью масла в градусах называется число, которое показывает, во сколько раз больше времени требуется для истечения данной жидкости по отношению к такому же объему воды. Вязкость масла условно определяют в градусах по Энглеру, обычно при 50°С, так как при увеличении температуры масла до 50° С вязкость уменьшается резко, а после 50° С — более медленно.

Читайте также:  Изделия из стали 09г2с

В электродвигателях мощностью до 100 кВт с подшипниками скольжения можно использовать масло веретенное с вязкостью 3,0—3,5 градусов по Энглеру. Для подшипников с принудительной циркуляцией смазки применяют турбинные масла: для быстроходных двигателей со скоростью вращения 1000 об/мин и выше турбинное масло «Л» (легкое), а для двигателей со скоростью вращения 250 – 1000 об/мин — «УТ» утяжеленное турбинное.

У машин с кольцевой смазкой причиной повышенного нагрева подшипников может быть недостаточная подача масла в результате медленного вращения или полной остановки смазочных колец. Смазочные кольца могут остановиться из-за сгущения масла. Недостаточная подача масла может быть также следствием защемления смазочных колец, неправильной их формы или низкого уровня масла в подшипниках.

Для устранения указанной неисправности необходимо густое масло заменить новым, проверить уровень масла по маслоуказателю, легкие кольца заменить более тяжелыми, а поврежденные выправить или тоже заменить новыми.

У машин с принудительной смазкой подшипники могут перегреваться в результате засорения маслопровода или масляного фильтра и загрязнения масла в подшипниках. Этот дефект устраняют промывкой всей масляной системы, очисткой масляных камер, заменой масла и уплотнением подшипников.

Подшипники могут перегреться из-за неправильной центровки двигателя с производственным механизмом, а также из-за малого зазора между шейкой вала и вкладышем. Вкладыш считается хорошо пригнанным, если следы приработки распределены равномерно по всей длине нижнего вкладыша на дуге в 25—30°.

На нагрев подшипников влияют также несоответствие применяемого сорта масла, плохая заливка вкладышей, искривление вала двигателя или его шеек, наличие осевого давления на подшипники. Последнее возникает вследствие осевого сдвига ротора или недостаточности зазоров между торцами вкладышей подшипников и галтелями вала, что препятствует его свободному тепловому расширению.

Причиной этой неисправности является переполнение подшипников маслом, которое разбрызгивается из них и растекается вдоль вала. Во избежание этого необходимо наливать масло в подшипники при остановленной машине до черты маслоуказателя, так как смазочные кольца при вращении забирают часть масла и уровень его в маслоуказателе несколько понижается.

Если контрольная черта на маслоуказателе отсутствует, масло наливают в подшипники до уровня, при котором смазочные кольца оказываются погруженными на 1/4— 1/ 5 их диаметра. Из-за вязкости масла уровень его в подшипнике устанавливается не сразу, поэтому наливать масло следует постепенно.

При неудовлетворительном уплотнении подшипников, больших зазорах в торцах вкладышей, а также при малых размерах отверстий для стока в нижней части вкладышей масло может попасть по валу в двигатель. Для исключения такой возможности подшипники дополнительно уплотняют с помощью латунной шайбы толщиной 2 мм, которую плотно пригоняют к валу. Крепят шайбу винтами. Другой тип уплотнения — с помощью стальной шайбы толщиной 1 – 2 мм, с зазором между шайбой и валом 0,5 мм. Между стальной шайбой и подшипником устанавливают без зазора фетровую шайбу, которую крепят к подшипнику винтами.

Масло или масляные пары из подшипников проникают внутрь машины в результате действия вентилятора или других вращающихся частей машины. Наиболее часто засасывание масла происходит у закрытых машин с подшипниковыми щитами, так как подшипники частично расположены внутри корпуса машины. В этом случае при работе вентилятора в зоне подшипника создается разрежение, способствующее засасыванию масла.

Для ликвидации указанного явления следует устранить дефекты в подшипниках, а также дополнительно уплотнить подшипники и стыки между статором и частями щитов.

Одной из основных неисправностей подшипников качения является их чрезмерное нагревание. Перегрев подшипников может происходить в результате неправильной сборки, тугой посадки внешнего кольца подшипника в подшипниковом щите, а также из-за отсутствия осевого зазора в одном из подшипников, необходимого для компенсации температурного расширения вала при работе машины. При этой неисправности ротор легко проворачивается в холодном подшипнике, а в нагретом — его заедает.

Чтобы установить нормальный осевой зазор, необходимо проточить бортик крышки подшипника или установить прокладки между его крышкой и корпусом. Для уменьшения тугой посадки кольца посадочное место подшипника расшабривают.

Иногда в подшипниках возникает ненормальный шум, сопровождаемый повышением температуры. Это может быть результатом плохой центровки двигателя, загрязнения подшипников, большого износа отдельных деталей (шариков, роликов) и неплотной посадки внутреннего кольца подшипника на вал.

Если в подшипники заложено смазки больше, чем следует, или ее марка не соответствует температуре окружающей среды и при этом уплотнения оказываются недостаточными, то из подшипников при работе двигателя будет выбрасываться смазка.

Смотрите также

Электродвигатели по сути – это преобразователи, в которых электрическая энергия преобразуется в механическую энергию вращательного или линейного движения. Потери в процессе этого преобразования обуславливают выделение некоторого количества тепла.

Еще в конце 19 века электродвигатели, постепенно вытесняя другие механические движители, стали применяться в промышленности. Сейчас они применяются повсеместно – на производстве, в быту, на транспорте, в электромеханических, автоматических, аудио- и видеоустройствах, системах водоснабжения, медицинской и вычислительной технике и т.д.

Чаще всего встречаются электрические двигатели постоянного и переменного тока. Их классифицируют по мощности, числу оборотов, способности изменять направление движения, количеству фаз питающего напряжения и т.д. Однако, несмотря на различающийся принцип действия этих двигателей, их конструкция во многом схожа. Основными узлами любого электродвигателя являются неподвижный статор, состоящий из обмоток или магнитов, и подвижная часть – ротор. Чтобы ротор свободно вращался внутри статора, его устанавливают на опоры, роль которых выполняют подшипники. В электродвигателях, применяемых в промышленности, наибольшее распространение получили подшипники качения.

Читайте также:  Ремонт кнопки шуруповерта bosch своими руками

По типу воспринимаемой нагрузки подшипники подразделяются на радиальные, радиально-упорные и упорные. Тела качения в них бывают шариковыми, игольчатыми или роликовыми – с цилиндрической, конической или сферической поверхностью качения. Кроме того, тела качения радиальных и радиально-упорных подшипников могут быть установлены в несколько рядов. По этому признаку подшипники делятся на однорядные или многорядные. В самоустанавливающихся подшипниках ось наружного кольца имеет возможность отклоняться относительно оси внутреннего кольца. В разборных подшипниках наружные или внутренние кольца могут сниматься. Если предусмотрена регулировка зазоров между телами качения и дорожками радиальных или радиально-упорных подшипников при сборке, то такие подшипники называются регулируемыми.

Чтобы обеспечить длительную службу электродвигателя необходимо периодически проводить техническое обслуживание его узлов. Смазывание подшипников является неотъемлемой частью таких работ. Для правильного выбора смазки подшипников электродвигателя, прежде всего следует проанализировать, в каких условиях они будут эксплуатироваться.

В двигателях небольшой и средней мощности обычно применяются необслуживаемые подшипники, в которых смазка заложена на весь срок службы. В мощных же многокиловаттных двигателях устанавливают такие подшипники, в которых смазку нужно менять с определенной периодичностью.

Один из самых важных параметров, по которым производится подбор смазочных материалов для подшипника качения, является фактор скорости вращения. Он, в свою очередь, зависит от числа оборотов вала, наружного и внутреннего диаметров.

Подшипники электродвигателей при эксплуатации воспринимают вибрации от вращающихся механизмов. В зависимости от назначения двигателей и места их установки, они могут подвергаться воздействию различных агрессивных факторов окружающей среды сезонным воздействиям высоких и низких температур, тумана, дождя, снега, влаги, пыли и т.д.

Как видим, условия эксплуатации подшипников электродвигателей зависят от назначения оборудования, климатического пояса, работы в помещении или на открытом воздухе. Пожалуй, единственным отличием условий их работы является то, что за счет тепловых потерь обмоток ротора и статора они обычно нагреваются больше, чем подшипники другого оборудования.

Таким образом, при подборе смазок для подшипников электродвигателей можно руководствоваться теми же соображениями, как и для других подшипников качения.

Для обычных условий эксплуатации вполне можно применять традиционные смазки или масла. Однако для многих видов оборудования, применяемого в различных отраслях промышленности, обычно характерна та или иная специфика.

Так, например, на оборудовании производств по обработке древесины, бумажных или цементных производств подшипники работают при повышенной запыленности. Для металлургических предприятий характерны экстремально высокие температуры. Электродвигатели оборудования химических производств подвергаются воздействиям агрессивных сред. В таких условиях традиционные масла закоксовываются, разрушаются, вымываются и перестают выполнять свои смазочные функции.

Таким образом, для обслуживания подшипников электродвигателей специфического производственного оборудования необходимо применять только специальные сервисные материалы.

Высокотехнологичные специальные смазочные материалы как для самых сложных условий эксплуатации, так и для среднестатистических режимов производятся под брендами Molykote и EFELE. Применение смазочных масел, пластичных смазок, дисперсий и паст для смазки подшипников электродвигателя обеспечивают их долговременную безотказную работу в оборудовании любой отрасли промышленности.

Примеры применения смазочных материалов Molykote и EFLEE для решения эксплуатационных проблем подшипников электродвигателей некоторых производств приведены в нижеследующей таблице.

Отрасль производства Решаемые проблемы Материал Используемые свойства
Переработка полимерных материалов Малый срок службы, повышенный шум, вибрация Molykote G-2001

Molykote BG-20

Морозостойкость
Работоспособность при высоких скоростях
Высокие антикоррозионные свойства

Повышенная несущая способность
Термостойкость (до +180 °С)
Морозостойкость
Высокие антикоррозионные свойства
Работоспособность при высоких скоростях
Длительный срок службы

Стекольная промышленность,

Производство минваты

Высокие скорости, высокие температуры, высокие нагрузки, широкий диапазон рабочих температур, частое повторное смазывание.

Высокие скорости (DN до 800000 мм/мин)
Высокие антикоррозионные свойства

Умеренно высокие скорости (до +160 °С)
Длительный срок службы
Работоспособность в запыленной среде

Повышенная несущая способность
Длительный срок службы
Отличные противоизносные свойства

Текстильная промышленность Малый срок службы из-за работы в условиях повышенных температур и скоростей Molykote BG-20

Molykote 44 Medium

Высокие скорости (DN до 800000 мм/мин)
Термостойкость (до +180 °С)

Термостойкость (до +160 °С)
Умеренно высокие скорости

Термостойкость (до +204 °С)
Умеренно высокие скорости
(DN до 300000 мм/мин)

Ручной электроинструмент Повышенный шум и вибрация, интенсивное изнашивание и перегрев из-за больших нагрузок

Длительный срок службы
Термостойкость (до +177 °С)
Высокая несущая способность
Предотвращает скачкообразное движение
Работоспособность в запыленной среде

Длительный срок службы
Высокая несущая способность
Предотвращает скачкообразное движение
Работоспособность в запыленной среде
Высокие антикоррозионные свойства

Длительный срок службы
Повышенная несущая способность
Высокие антикоррозионные свойства
Отличные противоизносные свойства

Полимерная промышленность, металлургия Схватывание, задир, заедание, вымывание смазки, коррозия

Длительный срок службы
Устойчивость к вымыванию
Высокая окислительная стабильность
Антикоррозионные свойства
Высокая коллоидная стабильность

Высокие противоизносные свойства
Высокая несущая способность
Предотвращает скачкообразное движение
Работоспособность в запыленной среде
Высокие антикоррозионные свойства

Длительный срок службы
Работоспособность в запыленной и влажной среде
Высокая несущая способность
Антикоррозионные свойства

Уличная техника и оборудование, работающее при низких температурах Деформация и разрушение пластиковых и резиновых деталей, вымывание, коррозия

Сохраняет пластичность при температурах до -60 °С
Работает при очень высоких скоростях
Совместима с пластмассами и резинами
Длительный срок службы

Более подробно ознакомиться с выбором смазки для подшипников качения в зависимости от основных условий их работы можно в статьях "Выбор пластичной смазки для подшипников качения" и "Применение смазочных материалов Molykote и EFELE для подшипников качения".

Присоединяйтесь

© 2004 – 2019 ООО "АТФ". Все авторские права защищены. ООО "АТФ" является зарегистрированной торговой маркой.

Ссылка на основную публикацию