Rulmenți cu autolubrifiere: ce sunt și de ce durează

La mașinile rotative, defecțiunea lagărelor este principala cauză a timpului de oprire neplanificat - responsabilă pentru aproximativ 40 până la 50% din toate defecțiunile motoarelor electrice din întreaga lume, potrivit Electric Power Research Institute. Rulmenți auto-lubrifianți au fost concepute special pentru a elimina erorile de lubrifiere care determină această statistică. Înțelegerea a ceea ce sunt, cum funcționează de fapt lubrifierea în interiorul unui rulment și ceea ce ucide rulmenții prematur oferă inginerilor de întreținere și proiectanților de echipamente fundația pentru a lua de fiecare dată decizia corectă de specificație.

Ce este un rulment auto-lubrifiant?

A rulment auto-lubrifiant este un rulment de alunecare proiectat să funcționeze fără lubrifiere externă - fără grăsime, fără ulei, fără intervale de întreținere. Acesta realizează acest lucru prin încorporarea lubrifiantului direct în structura sa, fie ca aditiv solid în materialul rulmentului, ca o matrice poroasă care eliberează ulei sub presiune și căldură, fie ca o căptușeală încorporată care transferă o peliculă subțire de lubrifiere pe arbore în timp ce acesta se rotește.

Definiția care contează în termeni de inginerie: un rulment auto-lubrifiant este orice rulment a cărui performanță tribologică este susținută în întregime de materiale sau structuri interne ale rulmentului în sine, fără a depinde de lubrifiantul aplicat extern pentru durata de viață nominală a acestuia.

Rulmenții trebuie lubrifiați?

Rulmenții standard cu elemente de rulare — rulmenți cu bile, rulmenți cu role, rulmenți conici — necesită lubrifiere fără excepție. Fără o peliculă de lubrifiant care să separă elementele de rulare de calea de rulare, contactul metal-metal are loc în câteva secunde de la pornire, generând căldură, pitting la suprafață și uzură accelerată care duce la defecțiune.

Lubrifiantul dintr-un rulment convențional îndeplinește patru funcții simultan:

• Formează o peliculă hidrodinamică care previne contactul direct al metalului între elementele de rulare și canalele de rulare
• Îndepărtează căldura generată de contactul de rulare și frecarea internă
• Protejează suprafețele interioare de oxidare, pătrunderea umidității și mediile de proces corozive
• Suspend și spăla resturile de uzură și particulele de contaminare înainte ca acestea să provoace daune abrazive

Distincția critică: rulment auto-lubrifiants îndeplinesc toate aceste patru funcții prin structura lor materială, mai degrabă decât prin întreținere periodică. Un rulment din bronz sinterizat eliberează uleiul stocat în condiții de funcționare; un rulment căptușit cu PTFE transferă o peliculă de transfer pe arbore; un rulment blocat cu grafit eliberează lubrifiant la temperaturi ridicate atunci când grăsimea convențională ar eșua. Ungerea este încorporată - nu este adăugată extern.

De ce eșuează rulmenții: cele șase cauze fundamentale

Programul SKF de analiză a defecțiunilor lagărului, bazându-se pe peste 100 de ani de date de teren, atribuie aproximativ 80 la sută din defecțiunile premature ale rulmenților unor cauze care pot fi prevenite. Înțelegerea acestor cauze fundamentale este primul pas către specificarea dacă a rulment auto-lubrifiant sau un rulment lubrifiat convențional este alegerea corectă pentru o anumită aplicație.

Numai defecțiunile legate de lubrifiere reprezintă peste o treime din toate defecțiunile premature ale rulmenților din domeniu. Acesta este cazul de inginerie principal pentru rulment auto-lubrifiants în aplicațiile în care accesul la întreținere este restricționat, intervalele de lubrifiere sunt dificil de aplicat sau mediile de operare (temperatură ridicată, umiditate ridicată, expunere chimică) degradează rapid lubrifianții convenționali.

Contaminare: acceleratorul de defectare silențios

Contaminarea este cel mai subestimat mod de defectare a rulmentului în mediile industriale. O singură particulă de resturi dure cu doar 1 micron mai mare decât grosimea peliculei de lubrifiant a rulmentului este suficientă pentru a iniția adâncirea suprafeței pe calea de rulare. În fabricile de ciment, fabricile de oțel și operațiunile miniere, siliciul în aer și resturile metalice creează condiții de contaminare care reduc durata de viață a rulmentului cu 75 la sută sau mai mult în comparație cu condițiile de testare în camera curată - indiferent de calitatea lubrifierii.

Sigilat rulment auto-lubrifiants construcția din polimer sau PTFE compozit oferă un avantaj structural aici: nu există nipluri de unsoare, orificii deschise și intervale de întreținere care necesită ruperea integrității etanșării. Rulmentul este un sistem închis de la instalare până la sfârșitul duratei de viață.

Întrebări frecvente

Pot fi utilizați rulmenți auto-lubrifianți în aplicații de mare viteză?

Depinde de tipul rulmentului. Rulmenții din bronz sinterizat impregnat cu ulei funcționează bine la viteze moderate până la mari (valori PV de până la 1,8 MPa·m/s pentru calitățile standard). Lagărele compozite din PTFE sunt mai potrivite pentru aplicațiile oscilante sau cu rotație lentă în care formarea peliculei hidrodinamice este limitată. Rulmenții înfundați cu grafit sunt, în general, limitați la viteze mici, dar excelează în medii cu temperatură ridicată. Verificați întotdeauna valoarea nominală PV (presiune-viteză) a rulmentului în raport cu sarcina și viteza combinate ale aplicației dumneavoastră înainte de a specifica.

Cum știu când un rulment auto-lubrifiant trebuie înlocuit?

Indicatorii cheie includ zgomot sau vibrații de funcționare crescute, joc măsurabil al arborelui dincolo de spațiul de rulare specificat al rulmentului, temperatură de funcționare ridicată peste linia de bază sau uzură vizibilă pe suprafața de contact a arborelui. Pentru tipurile de metal sinterizat, înlocuirea este indicată atunci când rulmentul atinge aproximativ 80% din grosimea peretelui proiectată. Lagărele polimerice prezintă de obicei uzura vizibilă a suprafeței sau modificarea dimensională a alezajului înainte de defecțiune.

Rulmenții auto-lubrifianți sunt potriviți pentru aplicațiile de prelucrare a alimentelor?

Da — rulmenții auto-lubrifianți pe bază de polimeri din UHMWPE, acetal sau PTFE conform FDA sunt utilizați pe scară largă în procesarea alimentelor și a băuturilor tocmai pentru că elimină riscul de contaminare al grăsimii sau uleiului care pătrunde în fluxul de produs. Sunt rezistente la coroziune, ușor de curățat, non-toxice și nu necesită lubrifiere care ar putea crea o problemă de conformitate cu siguranța alimentară. Confirmați întotdeauna conformitatea FDA sau UE 10/2011 pentru gradul specific de polimer înainte de instalare într-o zonă de contact cu alimente.

Care este durata de viață tipică a unui rulment auto-lubrifiant în comparație cu un rulment uns?

În condiții ideale, cu o lubrifiere corectă, un rulment de rulare de înaltă calitate poate rezista mai mult decât un rulment alunecat auto-lubrifiant, pe ciclu. Cu toate acestea, în aplicațiile din lumea reală cu variabilitate de întreținere, medii dure sau puncte de instalare inaccesibile, rulmenții auto-lubrifianți oferă în mod constant o durată de viață reală mai lungă. Studiile din datele de teren SKF și NSK arată că conversia de la rulmenți unsați la alternative auto-lubrifiante în aplicațiile de transport minier a prelungit timpul mediu dintre înlocuiri de 2,5 până la 4 ori, în primul rând prin eliminarea evenimentelor de defecțiune a lubrifierii.