92. Характеристики разных пластичных смазочных материалов для подшипников качения
Смазочный материал | Динамическая вязкость, Па-с, при t, °С |
Предел прочности, Па, при t, °С |
Рабочая температура, |
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 |
Фиол-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 |
Высокотемпературные | ||||||
Униол-1 |
1000 ÷ 2000 (при - 30 °С) |
15÷ 30 (при 80 °С) |
250÷ 600 | 150÷ 400 | -30 ÷ 150 (кратковременно до 180) |
Литол-24 |
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 50°С) |
-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 -30 °С) | 10÷ 20 (при 80 °С) |
≥200 | 200 ÷ 300 | -40 ÷ 110 |
ЖРО |
Для 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-231 |
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-203 |
ЦИАТИМ-203 |
2000÷ 4000 (при -50°С) |
100÷ 300 (при 0 °С) |
≥250 | 150÷ 300 | -50 ÷ 100 |
ЦИАТИМ-201 |
MC-70 |
2500÷ 5000 | ≤230 | 100÷ 300 | ≤50 | -50 ÷ 65 |
ЦИАТИМ-201 |
Для электромеханических приборов | ||||||
ОКБ-122-7 |
≤1800 (при -30 °С) | 190 (при 20 °С) | 1000÷1500 (при 20°С) |
≥300 (при 50°С) |
-40 ÷ 120 |
ЦИАТИМ-202, |
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
tд = 106K/(nÖd) - C
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 к предельной n/nпр < 0,2) допустимо полное заполнение смазочным материалом подшипника и свободного пространства 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 стойкость 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 |
75
64 |
18 |
Двухрядные сферические роликовые и радиально-упорные конические роликовые легкой 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 п, 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 = 380 мм при частоте вращения п = 500 об/мин и рабочей температуре узла t = 70 °С.
Решение. По номограмме рис. 40 определяем, что при dm = 380 мм и n = 500 об/мин вязкость v1 масла при рабочей температуре узла должна быть не ниже 13 мм2/c. По номограмме рис. 41 находим, что при рабочей температуре t = 70 °С вязкость v1 = 13 мм2/с будет у масла, имеющего при температуре t = 40 °С вязкость v = 38 мм2с.
95. Основные эксплуатационные характеристики масел для подшипников качения
Марка масла | Стандарт или ТУ | Кинематическая вязкость, мм2с, при температуре, °С |
Температура, °С | ||
40 | 100 | вспышки | застывания | ||
Индустриальные масла | |||||
И-5А | 6÷8 | - | 140 | -25 | |
И-8А | 9÷11 | - | 150 | -20 | |
И-12А | 13÷17 | - | 170 | -30 | |
И-20А | ГОСТ 20799 | 29÷35 | - | 200 | -15 |
И-З0А | 41÷51 | - | 210 | -15 | |
И-40А | 61÷75 | - | 220 | -15 | |
И-50А | 90÷110 | - | 225 | -15 | |
Авиационные масла | |||||
МС-14 | 14 | 215 | -30 | ||
МС-20 | ГОСТ 21743 | - | 20,5 | 265 | -18 |
МК-22 | 22 | 250 | -14 | ||
Автомобильные масла | |||||
M-8-B1 | 8 | 200 | -25 | ||
M-8-Г1 | 8 | 210 | -30 | ||
М-63/10-Г1 | 10 | 210 | -30 | ||
M-12-Г1 | ГОСТ 17479.1 | - | 12 | 220 | -25 |
M-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 | 10 | 128 | -40 | ||
ТМ-3-18 | ГОСТ 17479.2 | 15 | 180 | -20 | |
ТМ-5-18 | 110÷120* | 17 | 200 | -25 | |
ТСп-15К | 16 | 180 | -25 | ||
ТСп-14ГИП | 14 | 180 | -25 | ||
ТСз-9ГИП | ОСТ 88-10-1158-78 | 9 | 160 | -50 | |
ТСГИП | 21 -32 | - | -20 | ||
ТМ5-2рк | ТУ38.101844-80 | 12 | 180 | -45 | |
Турбинные масла | |||||
Т22 | 20÷23* | - | 180 | -15 | |
Т30 | 28÷32* | - | 180 | -10 | |
Т46 | 44÷48* | - | 195 | -10 | |
Т57 (Турборедукторное) |
55÷59* | - | 195 | - | |
Турбинные масла с присадками | |||||
Тп-22 | 28,8÷ 35,2 | - | 186 | -15 | |
Тп-30 | ГОСТ 9972 | 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 | 7÷9* | - | - | ||
ИГП-38 | ТУ 38101413 | 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 |
Рис. 40. Номограмма для определения вязкости v1 масла при рабочей температуре по среднему
диаметру dm подшипника и частоте n его вращения
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 = 12 мм2с; для роликовых конических и сферических - v = 20 мм2с; для роликовых упорных - v = 30 мм2с. Масла с вязкостью менее 12 мм2с используют для высокоскоростных малогабаритных подшипников, особенно когда требуются небольшие пусковые моменты.
Если частота вращения подшипника не превышает 10 об/мин, то применяют масла более высокой вязкости. Это относится также к тяжелонагруженным 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 ≤ 1000 мм об/мин кинематическая вязкость масла должна быть v = 300 ... 500 мм2/с (при 50 °С), а при
Dpwn = 1000 ... 10000 мм об/мин кинематическая вязкость масла должна быть v= 150 ... 300 мм2/с.
Для высокоскоростных подшипников, работающих в условиях низких температур, необходимо применять масла низкой вязкости.
Срок службы масла определяется не только продолжительностью его работы в узле, но и естественным старением, особенно при попадании в него пыли и воды. Браковочными признаками служат увеличенное кислотное число (более 5 мг КОН на 1 кг масла), повышенное содержание воды (более 1%) и наличие механических примесей (более 0,5%).
Интервал смены масла зависит от условий работы подшипника, качества масла и мер по его сохранению, а также от его количества. Для подшипников, работающих в масляной ванне при температуре до +50 °С 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, доступности мест обслуживания, 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 при умеренных частотах вращения и горизонтальном расположении вала, применяют 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 или 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 55 мм2с.
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 ... 2 мкм, 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-воздушной 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 размещен 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.