Условия смазывания — коэффициент вязкости, κ

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

После того, как частота вращения и рабочая температура подшипника достигли нормальных значений, условия смазывания подшипника выражаются следующим образом:



где
κ
условия смазывания подшипника, т. е. коэффициент вязкости 
νфактическая рабочая вязкость масла или базового масла пластичной смазки [мм2/с]
ν1номинальная вязкость, в зависимости от среднего диаметра подшипника и частоты вращения [мм2/с]

Фактическую рабочую вязкость ν смазочного материала можно определить на основании класса вязкости ISO для масла или базового масла пластичной смазки, а также рабочей температуры подшипника (диаграмма 1).
Величину номинальной вязкости ν1можно получить из диаграммы 2, используя величину среднего диаметра подшипника dm = 0,5 (d + D) [мм] и частоту вращения подшипника n [об/мин]. В качестве альтернативы можно использовать программу SKF Bearing Calculator.
В таблице 1 приведена классификация вязкости по стандарту ISO 3448 с указанием диапазона вязкости для каждого класса при 40 °C (105 °F).
Чем выше значение к, тем лучше условия смазывания подшипника и больше ожидаемый номинальный ресурс. Оценку следует производить с учётом возможного увеличения трения вследствие более высокой вязкости масла. Таким образом, большинство областей применения подшипников рассчитаны на условия смазывания, при которых значение к варьируется от 1 до 4 (диаграмма 3). В качестве альтернативы для расчёта условий смазывания можно использовать программу SKF Bearing Calculator.
  • κ = 4: это режим, при котором нагрузка в контакте качения воспринимается смазочной плёнкой (образование полноценной смазочной плёнки).
  • κ > 4 (т. е. условия лучше, чем при образовании полноценной смазочной плёнки): не приводит к дальнейшему увеличению ресурса подшипника. Однако условия κ > 4 могут оказаться полезными в случаях, когда температура подшипника увеличивается незначительно и при этом и требуется повышенная надёжность условий смазывания. Это может быть полезно, например, в условиях частых пусков и остановов или кратковременных изменений температуры.
  • κ < 0,1: это режим, при котором нагрузка в контакте тел качения воспринимается неровностями в месте контакта тел качения и дорожки качения (условия граничного смазывания). Оценка усталостного ресурса для условий смазывания κ < 0,1 неприменима, поскольку эти условия выходят за пределы модели номинального ресурса. Если κ < 0,1, выбирать размера подшипника следует исходя из критериев статического нагружения с помощью статического коэффициента запаса s0 (→ «Выбор размера в зависимости от статической нагрузки»).

Значение κ меньше 1

Для условий смазывания, при которых 0,1 < κ < 1, необходимо принять во внимание следующие факторы:

  • Если величина κ является низкой из-за очень низкой частоты вращения, выбор подшипника следует осуществлять на основе статического коэффициента запаса s0(→ «Выбор размера в зависимости от статической нагрузки»).
  • Если величина κ является низкой из-за низкой вязкости, нейтрализуйте этот фактор, выбрав масло с более высокой вязкостью или повысив эффективность охлаждения. При таких условиях смазывания расчёт только номинального ресурса L10 не является целесообразным, поскольку при этом не учитывается негативное воздействие неправильного смазывания подшипника. Вместо этого для оценки усталостного ресурса контакта качения подшипника следует использовать метод номинального ресурса SKF.
При условиях κ < 1 рекомендуется применять антизадирные и антиизносные присадки. → «Антизадирные и антиизносные присадки» (см. ниже)

Параметр быстроходности ndm используется для описания скоростных характеристик подшипника.

  • Если величина ndm подшипника меньше 10 000, узел работает в условиях низких частот вращения (диаграмма 2). Такой режим требует высокой вязкости масла, чтобы нагрузку в контактах качения воспринимала смазочная плёнка.
  • Условия эксплуатации, при которых ndm > 500 000 для значений dm до 200 мм и > 400 000 для dm более 200 мм, являются обычными для подшипников, работающих с высокими частотами вращения (диаграмма 2). На очень высоких частотах вращения величина номинальной вязкости падает до минимальных значений. При этом показатель κ (условия смазывания) обычно имеет высокие значения.

Антизадирные и антиизносные присадки

Использование антизадирных (EP) и антиизносных (AW) присадок в смазочном материале позволяет улучшить условия смазывания подшипников при низких значениях κ (например, когда κ = 0,5). Кроме того, данные присадки используются для предотвращения задиров между роликами и дорожкой качения в условиях лёгкого нагружения (например, когда очень тяжёлые ролики с низкой частотой вращения попадают в зону нагружения).
Для рабочих температур ниже 80 °C (175 °F) добавление антизадирных и антиизносных присадок в смазочные материалы способствует увеличению срока службы подшипника, когда значение κ меньше 1, коэффициент уровня загрязнённости ηc выше 0,2, а результирующий коэффициент аSKF меньше 3. При таких условиях значение κEP= 1 может использоваться вместо фактического значения κ при вычислении aSKF для получения наилучшего результата, со значением аSKF = 3.
Некоторые наиболее часто используемые современные антизадирные и антиизносные присадки с содержанием серы и фосфора могут сократить ресурс подшипника. Обычно SKF рекомендует выполнить проверку химической активности антизадирных и антиизносных присадок для рабочих температур выше 80 °C (175 °F).
SKF logo