Графит продлевает срок службы в условиях высоких температур

Зачастую подшипники эксплуатируются при очень высоких температурах, которые могут выдержать немногие смазочные материалы. SKF представляет решения для подшипников с сухой смазкой, применяемых в условиях очень высоких температур, например в таких областях, как металлообработка, производство строительных материалов и пищевая промышленность.

При температурах в 200–350 °C обычные пластичные смазки и масло быстро теряют свои свойства, что приводит к преждевременному износу подшипников. Свойства сухой смазки не ухудшаются под действием высоких температур; смазка применяется при высоких нагрузках, обладает хорошей термостабильностью и позволяет работать практически без техобслуживания. Поэтому подшипники с сухой смазкой обладают значительным потенциалом, особенно при применении в металлургической промышленности. Например, в конструкции холодильника для листового проката может использоваться около 5000 подшипников (см. рис. 1). Эти подшипники часто работают в переменном режиме при очень высоких температурах и, ввиду особенностей оборудования, замена смазки в них является очень трудоёмким процессом.

SKF обладает большим опытом производства радиальных шарикоподшипников с сухой смазкой и подшипников типа Y с графитовым сепаратором (исполнения VA208 и VA228). Эти шарикоподшипники часто применяются в печных вагонетках (рис. 3), холодильниках (рис. 1 и 2) и печах непрерывного действия (рис. 8). С появлением подшипников SKF DryLube преимущества сухого смазывания теперь могут использоваться в подшипниках SKF практически любых типов, включая роликоподшипники и подшипники скольжения.

Подшипники с сухой смазкой
В подшипниках SKF DryLube в качестве сухой смазки используются графит и дисульфид молибдена. У этих материалов под нагрузкой образуется особая слоистая структура, когда смазочный материал сцепляется с контактными поверхностями подшипника. Эта слоистая структура даёт возможность скольжения параллельных слоев относительно друг друга (см. рис 5). Слабое сцепление между слоями обеспечивает низкое усилие сдвига в направлении скольжения при высоком усилии сжатия в направлении, перпендикулярном направлению скольжения. Кроме того, твёрдые смазочные материалы, имеющие высокое допустимое усилие сжатия, способны выдерживать высокие нагрузки без возникновения контакта металла с металлом. Наконец, сухая смазка обладает хорошим сцеплением, что обеспечивает наличие твёрдого смазочного материала на поверхностях подшипника даже при высоких усилиях сдвига.

Смазочные свойства графита становятся ещё лучше, когда в его слоях присутствуют пары, снижающие усилия сдвига и трение. Графит может проявлять свойства смазочного материала при температурах превышающих 500 °C. Использование сухой смазки может сочетаться с применением высокотемпературного масла и наночастиц, добавляемых в смазочные материалы.

При изготовлении подшипников типа SKF DryLube в свободное пространство вокруг элементов качения нагнетаются сухая смазка и связующий материал на основе смолы. В процессе отверждения смазочный материал застывает. Данный процесс позволяет трансформировать практически любой подшипник SKF в подшипник SKF DryLube при условии, что он имеет металлический сепаратор и достаточное свободное пространство для закладывания сухой смазки (см. рис. 6). Это повышает динамические свойства ряда подшипников SKF, а также позволяет использовать их в различных областях, связанных с работой в условиях высоких температур.

Преимущества сухой смазки
Сухая смазка даёт особые преимущества в эксплуатации при высоких температурах. Сухие смазочные материалы обеспечивают также низкий момент пуска оборудования при любой температуре и низкий момент трения во время работы. Кроме того, для подшипника не существует какого-либо допустимого значения минимальной частоты вращения. Смазывание подшипника пластичной смазкой основано на эффекте «аквапланирования» смазочного материала, поэтому для надлежащего смазывания требуется определённая минимальная частота вращения. Подшипники с сухой смазкой также очень хорошо работают и при очень низких частотах вращения.

Сухая смазка значительно уменьшает риск утечек. При высоких температурах вязкость пластичной смазки уменьшается, что увеличивает вероятность её утечки, а масло может испаряться. Кроме того, следует учесть затраты на замену и утилизацию отработанной смазки. Замена смазки в условиях высоких температур может быть опасной. Применение сухой смазки позволяет устранить как экологические проблемы, так и проблемы безопасности, поскольку сухая смазка может быть заложена в подшипник на весь срок службы с минимальными потерями.

При использовании сухой смазки требуется соблюдение определённых условий. Во избежание появления коррозии важно, чтобы подшипники были сухими, поскольку сухая смазка обладает весьма ограниченными антикоррозионными свойствами. Во время работы подшипников с сухой смазкой может наблюдаться временное увеличение уровней шума и вибрации, что обусловлено отрывом мелких фрагментов твёрдой смазки. Это не оказывает влияния на работу или срок службы подшипника.

Заключение
Там, где возможно использование сухой смазки, устраняются проблемы, связанные с работой подшипников в условиях высоких температур и, зачастую, при низких частотах вращения. Подшипники с сухой смазкой, при условиях работы в сухом состоянии и при относительно невысоких частотах вращения, могут работать в течение многих лет даже при температуре 350 °C.

Применение подшипников с сухой смазкой может значительно упростить конструкцию оборудования, исключая необходимость в использовании систем охлаждения, замены смазки, и снизить общие требования к техобслуживанию. Ассортимент подшипников SKF DryLube обеспечивает высокую степень эксплуатационной надёжности даже при работе в условиях очень высоких температур, позволяя значительно снизить эксплуатационные затраты.

Информация с Evolution – деловой и технический журнал фирмы SKF (WWW.SKF.COM).