Подшипники с перекрестными роликами предназначены для работы в стесненных условиях и при высоких нагрузках, характерных для прецизионных поворотных столов, шарниров роботов, индексирующих головок и редукторов. Их ролики расположены под углом 90 градусов друг к другу на одной широкой дорожке качения, и такая конструкция концентрирует нагрузку, уменьшает деформацию и оставляет очень небольшой внутренний зазор для циркуляции смазки. В результате выбор смазки имеет большее значение, чем в случае с обычным шариковым подшипником. Неправильная смазка, неверный объем заливки или пропущенный интервал повторной смазки приведут к увеличению крутящего момента, повышению рабочей температуры и, в конечном итоге, к отслаиванию дорожки качения. В этом руководстве рассматриваются функции смазки, выбор смазки или масла, их количество, интервалы повторной смазки и ошибки применения, сокращающие срок службы подшипника.
Какова практическая роль смазки внутри перекрестно-роликового подшипника?
Смазка нужна не просто для того, чтобы сделать поверхность скользкой. В подшипнике с перекрестными роликами она выполняет сразу несколько функций, и каждая из них важна как для точности, так и для срока службы.
- Разделение пленок: Гидродинамическая или эластогидродинамическая пленка удерживает поверхности роликов и дорожки качения на расстоянии друг от друга под нагрузкой, предотвращая контакт металла с металлом, который приводит к микропиттингу и износу.
- Контроль трения и крутящего момента: Постоянная толщина пленки обеспечивает предсказуемость пускового и рабочего крутящего момента, что имеет решающее значение для осей позиционирования с сервоприводом.
- Передача тепла: Смазка отводит тепло трения от зон контакта. В подшипниках с перекрестными роликами обычно ограниченное пространство для этого, поэтому циркуляция имеет важное значение.
- Защита от коррозии: Влага и кислотные остатки быстро разрушают полированные дорожки качения. Присадки в смазочном материале образуют защитный слой.
- Предотвращение загрязнения: Хорошо заполненная смазочная полость помогает предотвратить попадание мелких частиц и смазочно-охлаждающей жидкости в канал подачи смазки.
Поскольку ролики расположены поперечно, а карманы сепаратора узкие, распределение смазки редко бывает равномерным. Это делает как тип, так и количество смазки более чувствительными, чем в более простых конструкциях подшипников.
Смазка или масло: выбор смазки в зависимости от области применения
В большинстве случаев при установке поперечных роликовых подшипников используется консистентная смазка, но в отдельных случаях масло остается предпочтительным вариантом. Решение должно приниматься с учетом скорости вращения, тепловой нагрузки, герметичности и доступности для технического обслуживания.
Когда смазка — правильный выбор
Смазка хорошо держится на месте, требует более простой герметизации и обеспечивает длительные интервалы между обслуживаниями. Она подходит для низких и средних скоростей, герметичных или хорошо закрытых корпусов, а также для применений, где доступ для обслуживания затруднен. Для подшипников со встроенными уплотнениями смазка обычно является единственным практическим вариантом, поскольку масло в ней не удерживается.
Когда нефть — правильный выбор
Масло отводит тепло гораздо лучше, чем смазка, и более надежно достигает зон контакта на высоких скоростях. Оно предпочтительно для непрерывного высокоскоростного вращения, больших тепловых нагрузок или в тех случаях, когда в машине уже существует система циркуляции масла. Компромисс заключается в более сложной системе уплотнений, более частом осмотре и большей чувствительности к загрязнениям.
- Скорость: Высокая скорость и высокая температура благоприятствуют образованию масла; умеренная скорость благоприятствует образованию смазки.
- Герметизация: в открытых, хорошо герметизированных корпусах можно использовать любой тип герметизации; в герметичных подшипниках допускается только консистентная смазка.
- Ориентация: Вертикальные или наклонные оси обеспечивают более надежное удержание смазки.
- Доступ для технического обслуживания: В труднодоступных местах предпочтительнее использовать смазку с длительным сроком службы.
- Условия эксплуатации: Для зон, подверженных воздействию влаги или подверженных воздействию высоких температур, требуются смазки с высокой водостойкостью и ингибиторами коррозии.
Выбор правильной спецификации смазки
Не каждая универсальная подшипниковая смазка подходит. В подшипниках с перекрестными роликами низкие и умеренные скорости вращения сочетаются с высокими радиальными, осевыми и моментными нагрузками, поэтому смазка должна иметь прочное базовое масло и стабильный загуститель.
вязкость базового масла
Вязкость базового масла следует выбирать исходя из рабочей скорости и нагрузки, а не копировать из общей таблицы. В качестве практической отправной точки для многих применений в прецизионных роликовых конвейерах базовые масла в диапазоне примерно от 100 до 220 сСт при 40 градусах Цельсия обеспечивают рабочую пленку при умеренных скоростях. Более высокие нагрузки и более низкие скорости смещают вязкость в сторону верхнего предела; более высокие скорости смещают вязкость в сторону нижнего предела, чтобы ограничить нагрев при перемешивании.
Тип и консистенция загустителя
В качестве загустителей успешно используются литиевые комплексы, полимочевина и сульфонат кальция. Обычно используется загуститель класса NLGI 2; класс 1 предпочтительнее для работы при более низком пусковом моменте и более низких температурах. Перед любыми изменениями необходимо проверить совместимость загустителей, поскольку смешивание несовместимых смазок может размягчить их структуру и привести к утечке или образованию каналов в смазочном материале.
Добавки
При высоких нагрузках помогают противозадирные и противоизносные присадки. Для осей точного позиционирования следует свести к минимуму использование твердых присадок, таких как дисульфид молибдена или ПТФЭ, если только не существуют реальные условия граничной смазки, поскольку они могут повысить крутящий момент. Ингибиторы коррозии и окислительная стойкость важны в каждом случае.
Поставщики, такие как PRS, обычно публикуют рекомендуемые марки смазочных материалов, объемы заправки и интервалы обслуживания для каждой серии подшипников. Эти рекомендации всегда должны иметь приоритет над общими указаниями, если таковые имеются.
Сколько смазки и как часто?
Объем заливки и интервал повторной смазки — это два параметра, которые чаще всего обрабатываются неправильно, и оба они напрямую влияют на температуру.
Заполнить объем
Смазка должна занимать часть свободного внутреннего пространства, а не всё. Обычно её заполняют от 30 до 50 процентов свободного пространства при низких скоростях и высоких нагрузках, а при более высоких скоростях — от 15 до 30 процентов . Переполнение вызывает перемешивание смазки, перегрев и её проникновение через уплотнения. Недостаточное заполнение приводит к недостатку смазки в зонах контакта во время циклов разгона и реверсирования, что часто встречается в поворотных столах.
Интервалы повторной смазки
Интервал замены зависит от скорости, нагрузки, температуры и загрязнения. Широко распространенное эмпирическое правило гласит, что срок службы смазки сокращается примерно вдвое на каждые 15 градусов Цельсия повышения рабочей температуры выше примерно 70 градусов Цельсия. Интервал также следует сокращать в условиях загрязнения, влажности или сильной вибрации и увеличивать только в тех случаях, когда мониторинг подтверждает стабильность температуры и крутящего момента. Подшипники, работающие непрерывно на высоких скоростях с циркуляцией масла, требуют проверки фильтрации, а не фиксированного графика.
Процедура подачи заявки и распространенные ошибки
Правильная техника предотвращает большинство поломок, связанных со смазкой. Рабочая последовательность действий для подшипников, смазанных консистентной смазкой, выглядит следующим образом:
- Работайте в чистом помещении и следите за тем, чтобы инструменты, перчатки и емкости со смазочными материалами были чистыми и свободными от мусора.
- Удалите консервирующее масло или транспортировочную смазку с помощью подходящего растворителя и тщательно высушите подшипник.
- Перед смазкой осмотрите направляющие кабелепроводы, ролики и уплотнения на наличие коррозии, вмятин или повреждений.
- Наносите смазку дозированным пистолетом, втирая ее в направляющую ролика и карманы обоймы, а не только во внешнюю полость.
- Медленно вращайте подшипник, чтобы равномерно распределить смазку.
- Начните обкатку на низкой скорости и следите за температурой. Она должна стабилизироваться; устойчивый рост указывает на перелив или использование неправильной смазки.
К числу ошибок, которые неоднократно приводят к проблемам, относятся:
- Смешивание смазок с несовместимыми загустителями при доливке.
- Добавление свежей смазки без удаления старой, окисленной смазки из полости.
- Использование высоковязкой смазки на высокоскоростной оси, а затем обвинение подшипника в перегреве.
- Срок годности не имеет значения; большинство смазок портятся при хранении и должны быть использованы в течение указанного периода.
- Эксплуатация незащищенных подшипников во влажной или пыльной среде без продувки или защитного барьера.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли заменить консистентную смазку на масло в существующем подшипнике качения?
Только если подшипник негерметичен и корпус можно модифицировать для удержания и слива масла. Герметичные подшипники переделать невозможно. Перед заменой тщательно промойте подшипник, чтобы удалить всю старую смазку.
Как узнать, не слишком ли много смазки в подшипнике?
Обычно это проявляется в повышении рабочей температуры, которая не стабилизируется в течение первого часа работы, а также в просачивании смазки через уплотнения. Уменьшение объема заправки и повторный запуск, как правило, решают проблему.
Всегда ли более медленный процесс нанесения означает более длительный срок службы?
Нет. Недостаток смазки в зоне контакта приводит к адгезионному износу и повреждению поверхности задолго до того, как подшипник с надлежащей смазкой достигнет расчетного срока службы. Толщина смазочной пленки имеет большее значение, чем количество смазки в зоне контакта.
Заключительные замечания
Смазка подшипника с перекрестными роликами — это решение, принимаемое в соответствии со спецификацией, а не второстепенный вопрос. Необходимо подтвердить марку смазки и объем заправки, сверив их с документацией производителя подшипника, подобрать вязкость базового масла в соответствии с фактической скоростью и нагрузкой, сократить интервалы смазки там, где этого требуют температура или загрязнение, и проверить результаты с помощью контроля температуры и крутящего момента. Для получения рекомендаций по выбору смазки и планированию повторной смазки, специфичных для конкретного применения, компания PRS может проконсультировать по правильному подходу для каждой серии подшипников.
