Podział i ogólna charakterystyka środków smarnych
Gazowe:
Gaz jest stosowany jako smar w smarowaniu gazostatyczne lub gazodynamiczne wysokoobrotowych, niskoobciążonych łożysk ślizgowych.
Płynne:
· Oleje mineralne będące produktami przeróbki ropy naftowej są najszerzej stosowane w smarowaniu maszyn. Na ich bazie wytwarzane są oleje smarowe które, w zależności od potrzeb i zastosowania są mieszaniną różnych olejów bazowych i dodatków uszlachetniających poprawiających smarność i odporność olejów na oddziaływania zewnętrzne.
· Oleje syntetyczne dzielą się na dwie grupy: oleje węglowodorowe i oleje niewęglowodorowe. Otrzymuje się je na drodze syntezy chemicznej w celu uzyskania bardzo określonych właściwości fizyko-chemicznych; są to na przykład trudnopalne oleje hydrauliczne, oleje silnikowe o wysokim wskaźniku lepkości, obojętne chemicznie oleje spożywcze.
· Wodę lub emulsje wodne stosuje się w mechanizmach gdzie woda występuje jako czynnik roboczy (pompy wody) , w przypadkach, gdzie potrzebne jest intensywne chłodzenie smarowanych elementów, lub w miejscach zagrożenia pożarowego lub wybuchowego (górnictwo).
Plastyczne:
Są to przeważnie smary plastyczne, powstałe przez zagęszczenie olejów mineralnych lub syntetycznych specjalnymi mydłami (wapniowymi, sodowymi, litowymi, baru i innych pierwiastków). Stosowane są w mechanizmach, gdzie trudno utrzymać lub dostarczać olej smarowy.
Stałe:
materiały te mają budowę płytkową, co ułatwia wytworzenie charakterystycznych płaszczyzn poślizgu, dzięki czemu zmniejszony jest współczynnik tarcia. Stosowane są jako samoistne środki smarne w warunkach podwyższonej temperatury, lub jako dodatki do olejów smarowych i smarów.
Lepkość dynamiczna
F=ηAdvdh τ=FA=ηdvdh
η - współczynnik lepkości dynamicznej (lepkość dynamiczna): lepkość dynamiczna stosowana jest w obliczeniach lożysk hydrodynamicznych i hydrostatycznych
Lepkość kinematyczna
Do celów klasyfikacji lepkościowej olejów smarowych używa się współczynnika lepkości kinematycznej (lepkość kinematyczna).
Lepkość kinematyczna jest to lepkość dynamiczna odniesiona do gęstości (masy właściwej):
v=ηρ 1m2s=106mm2s
Wskaźnik lepkości
Jako miarę wrażliwości oleju na zmiany temperatury stosuje się tak zwany „wskaźnik lepkości” WL (ang. VI – viscosity index). Idea tego wskaźnika polega na porównaniu zmian lepkości badanego oleju w zależności od temperatury ze zmianami lepkości dwóch olejów wzorcowych o znacznym zróżnicowaniu wrażliwości na zmiany temperatury . Olejowi wzorcowemu o małej wrażliwości oznaczonemu literą H (High-wysoki) przypisuje się wskaźnik lepkości 100, a olejowi wzorcowemu o dużej wrażliwości oznaczonemu literą L (Low-niski) przypisuje się wskaźnik lepkości 0.
Smary plastyczne
Smary plastyczne są to dyspersje stałych zagęszczaczy w fazie ciekłej. W skład smarów jako reguła, wchodzą trzy podstawowe składniki:
- faza ciekła (osnowa) – 70 … 90%; (olej mineralny, syntetyczny, roślinny lub ich mieszaniny),
- faza zdyspergowana, stała, zagęszczacz – 10 … 25%; (mydła metali, polimery, stałe węglowodory, a także substancje nieorganiczne np.:
bentonity, żel krzemionkowy itp.)
- dodatki poprawiające właściwości eksploatacyjne, modyfikatory struktury, wypełniacze – 1 … 15%; mogą być one zawarte zarówno w fazie ciekłej jak i w fazie stałej. Smary plastyczne są cieczami nienewtonowskimi. Oznacza to, że ich lepkość zależy nie tylko od ciśnienia i temperatury, lecz także od gradientu prędkości. Odpowiednikiem lepkości dynamicznej jest dla smarów plastycznych lepkość strukturalna h. Określa się ja jako stosunek naprężenia stycznego t do gradientu prędkości odkształcania smaru w określonej chwili:
ηt*=τ-D
Lepkość strukturalna smarów maleje z czasem wskutek uszkadzania ich struktury.
Klasa konsystencji smaru - penetracja
Podstawowym parametrem, stosowanym do oceny przydatności smaru do określonych zastosowań, jest penetracja po ugniataniu lub krócej penetracja. Badanie polega na pomiarze penetracji po 60 cyklach ugniatania, które jest cyklicznym ugniataniem smaru tłokiem o ruchu posuwisto-zwrotnym w specjalnym urządzeniu. Pomiar polegający na określeniu głębokości zanurzenia h w smarze stożka o ściśle znormalizowanym kształcie i określonej masie, w czasie pięciu sekund, jest najczęściej wykonywany w temperaturze 25°C. Przykładowo, zakres penetracji 445…475 oznacza zanurzenie stożka pomiarowego po 5 sekundach, na głębokość h pomiędzy 44,5 a 47,5 milimetra.
Do wykonania tego badania jest potrzebna dość duża ilość smaru: 350…400 gramów. Ponieważ czas i sposób przechowywania smaru mają często wpływ na jego konsystencję, penetracja jest zazwyczaj mierzona po ugniataniu (zmiksowaniu) smaru, które wykonuje się w znormalizowanym, automatycznym urządzeniu, co zapewnia powtarzalność warunków homogenizacji struktury smaru.
Smarowanie obiegowe
Smarowanie obiegowe polega na przepływie środka smarnego w obiegu zamkniętym, wg schematu:
zbiornik oleju - pompa - skojarzenie trące - miska olejowa - zbiornik oleju
W układach smarowania obiegowego są stosowane: filtry, odstojniki, chłodnice, urządzenia kontrolno - pomiarowe do nadzorowania stanu oleju: temperatury, ciśnienia, poziomu, stanu czystości, a także regulatory ciśnienia i przepływu, zawory bezpieczeństwa, wyłączniki, rozdzielacze.
Układy smarowania obiegowego są stosowane w przypadkach wydzielonych jednostek (maszyn), wymagających dużych ilości środka smarnego, który wielokrotnie przepływa przez smarowane skojarzenia trące maszyny. Układy smarowania obiegowego są stosowane w urządzeniach wymagających intensywnego smarowania z uwagi na bardzo duże obciążenia lub konieczność odprowadzania ciepła. Typowe zastosowania to walcownie metali, silniki spalinowe ciężkie przekładnie zębate.
Smarowanie przelotowe
Zasadniczą cechą smarowania przelotowego (obieg otwarty) jest jednokrotne przejście środka smarnego przez smarowany mechanizm. Smarowanie przelotowe jest stosowane w przypadkach, gdy ze względów ekonomicznych, konstrukcyjnych lub właściwości środka smarnego, zastosowanie smarowania obiegowego jest niecelowe. W układach tego typu środek smarny ze zbiornika, przepływa przez smarowany mechanizm, a następnie wypływa poza układ. Taki sposób smarowania najczęściej jest stosowany w przypadku smarowania smarami plastycznymi, ale również olejami. Istnieje wiele rozwiązań konstrukcyjnych przelotowych urządzeń smarowych do smarów plastycznych w postaci układów centralnego smarowania lub smarowniczek indywidualnych. W większości przypadków, rozwiązania konstrukcyjne układów przelotowego smarowania olejem, ogranicza się do schematu:
zbiornik oleju - układ dozujący - skojarzenie trące - odprowadzenie
Samoczynne smarowniczki
Charakterystyka samoczynnych smarowniczek:
- dostarczają oleje i smary do wszystkich punktów smarowania.
- pewne, bezpieczne i w pełni automatyczne.
- posiadają wskaźnik opróżnienia.
- automatycznie dopasowują swoje ciśnienie podawania do potrzeb każdego punktu smarowania.
- okres pracy w zależności od potrzeb i typu do 12 miesięcy.
-wymienialne ręcznie bez potrzeby stosowania narzędzi. I nie wymagają kontroli.
Zasada działania smarowniczek elektrochemicznych
Po wkręceniu aktywatora, generator gazu wpada do płynnego elektrolitu (znajdującego się w elastycznym zbiorniku). Zapoczątkowana w ten sposób reakcja chemiczna powoduje wydzielanie się gazu, którego ciśnienie działając na tłok powoduje ciągłe wyciskanie smaru do punktu smarownego. Całkowite opróżnienie samoczynnej smarowniczki sygnalizuje wskaźnik wyładowania. Okres pracy zależy od rodzaju aktywatora.
Zastosowanie smarowniczek elektrochemicznych:
- smarowanie łożysk
Zasada działania smarowniczek elektromechanicznych
Smarowniczka elektromechaniczna składa się z części napędowej wielokrotnego użytku, oraz z wymiennego zbiornika ze smarem. Każdorazowe załączenie silniczka napędowego powoduje przeniesienie jego ruchu obrotowego na ruch obrotowy śruby, po której gwincie przesuwa się tłok. Przesunięcie się tłoka powoduje wyciskanie smaru, którego ilość, w przezroczystym zbiorniku można stale kontrolować. Okres pracy zależy od ustawienia regulatora pracy silniczka.
Zastosowanie smarowniczek elektromechanicznych:
- smarowanie szczotkowe prowadnic
- elementy czyszcząco-smarujące
- smarowanie bezpośrednie prowadnic
Zalety i wady centralnych układów smarowania
Zalety:
-Utrzymują właściwą grubość warstwy środka smarnego
-Wzrost niezawodności – zwiększenie możliwości wytwórczych
-Zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych
-Bezpieczeństwo pracy
Wady:
-Dodatkowe koszty projektowania, budowy układu smarowania i kontroli procesu
-Większe wymagania co do poziomu technicznego obsługi
-Nadają się do bardziej odpowiedzialnych i złożonych mechanizmów
Centralne układy smarowania są powszechnie stosowane we współczesnych urządzeniach przemysłowych ponniewarz:
· Sprawniejsze smarowanie:
-Smarowanie wykonywane jest automatycznie, podczas pracy maszyny
-Dozowanie dokładnie odmierzanych porcji środków smarnych w sposób kontrolowany z dowolną częstością
-Żadne łożysko nie jest pominięte ani ubogo smarowane
-Nie występują przesmarowania które często zdarzają się przy smarowaniu indywidualnym wykonywanym raz na zmianę lub raz dziennie
· Zmniejszenie kosztów eksploatacji:
-Mniejsze koszty części zamiennych
-Mniejsze koszty energii - mniejsze tarcie
-Zmniejszenie liczby roboczogodzin na proste czynności kontrolne konieczne w smarowaniu indywidualnym
· Bezpieczeństwo pracy:
-Nie ma bezpośredniej obsługi maszyn będących w ruchu
-Bezpieczna obsługa łożysk, które są niedostępne z uwagi na gazy, dymy lub wysokość (wielkie piece, suwnice etc.)
· Utrzymanie porządku:
-Maszyny są czyste
-Nie ma rozdań oleju wokół maszyn mogących stwarzać zagrożenie bezpieczeństwa i zanieczyszczenie wyrobów
Wielopunktowy układ smarowania z dławikami dozującymi olej
Charakterystyka:
-Nadaje się tylko do smarowania olejem
-Dławik nie ma działania wyporowego dlatego może być stosowany tylko w układach niskociśnieniowych
-Uszkodzenie przewodu w dowolnym miejscu powoduje brak smarowania całego mechanizmu
-Brak kontroli układu
-Kanały wkładu dławiącego są podatne na zatykanie
-Dławiki mogą być wbudowane w urządzenie
-Łatwe dodawanie punktów smarowniczych
-Niezbyt kosztowny
-Projektowanie i montaż układu są stosunkowo proste
Zastosowanie:
-precyzyjne frezarki
Wielopunktowy układ smarowania z pompą wielowylotową o nastawialnych wydatkach oleju
-Większość pomp przeznaczona jest do układów olejowych
-Brak centralnej sygnalizacji niesprawności układu smarowania
-Możliwość dopasowania do charakterystyki układu smarowania
-Niezależne nastawianie wydatku poszczególnych wylotów
-Wyporowe dozowanie oleju – może dostarczać olej w warunkach przeciwciśnienia
-Łatwy do projektowania i zabudowy
-czterostopniowa sprężarka
Jednoliniowy równoległy układ centralnego zasilania wielu punktów smarowania olejem lub smarem plastycznym za pomocą tłokowych zaworów dozujących (inżektorów)
-Zawory dozujące wymienne lub z możliwością regulacji wydatku
-Tłoki dozują ściśle określone, nastawione objętości środka smarnego
-Łatwe dodawanie punktów smarowania
-Można je stosować w układach smarowania olejem lub smarem półpłynnym
-Wymagają odpowietrzenia
-Proste do projektowania i zabudowy
-prasa do wyrobów z tworzyw sztucznych
Dwuliniowe układy centralnego smarowania (oleje i smary)
-Nadaje się zarówno do smarowania olejowego jak i smarem plastycznym
-Nastawialny wydatek objętościowy
-Nadaje się do układów o dużym zasięgu punktów smarowania
- Łatwe dodawanie punktów smarowania
-Tłokowe – wyporowe podawanie zadanych objętości umożliwia uzyskanie wysokiego ciśnienia
-Stosunkowo wysoki koszt budowy
-Brak centralnego sygnału poprawności działania
-Podatny na rozregulowanie
-Blokada przepływu w dowolnym miejscu może powodować zadziałanie rewersera i przedwczesne wykonywanie kolejnych sekwencji smarowania przy braku wyraźnych oznak uszkodzenia układu
-przemysł ciężki (walcownia wyrobów stalowych)
Jednoliniowe progresywne układy centralnego smarowania (oleje i smary)
-Stosowane są zarówno do smarowania olejem jak i smarem
-Zapewniają wyporowe smarowanie ciśnieniowe
-Tłokowe wyporowe podawanie zadanych objętości środka smarnego umożliwia pracę w warunkach wysokiego ciśnienia
-Posiadają centralna sygnalizację poprawności pracy układu smarowania z możliwością lokalizacji uszkodzeń
-Są odporne na rozregulowanie
-Dodawanie punktów smarowania wymaga na ogół przebudowy układu
-Projektowanie układu jest dość skomplikowane
-przemysł zarówno lekki jak i ciężki (różnego typu obrabiarki, np. CNC; linia przenośnikowa)
qazsedc