Коэффициент ηc для уровня загрязнённости

Данный коэффициент был введён для учёта уровня загрязнённости смазочного материала при расчёте ресурса подшипника. Влияние загрязнённости на усталость тел качения подшипника зависит от целого ряда параметров, включая размеры подшипника, относительную толщину смазочной плёнки, размеры и распределение загрязняющих частиц, тип загрязнений (мягкие, твёрдые частицы и т.д.). Эти параметры влияют на ресурс подшипника сложным образом, и трудно оценить это влияние количественно. Поэтому назвать точные величины ηc для общих случаев не представляется возможным. Для принятия оценочных решений в таблице 1 приводятся рекомендуемые значения в соответствии с ISO 281:2007.

Классификация загрязнений и фильтров по стандарту ISO

Стандартный метод классификации уровня загрязнённости систем смазывания регламентирован стандартом ISO 4406:1999. Эта система классификации основана на преобразовании результата подсчёта видимого количества твёрдых частиц в код по шкале загрязнённости (таблица 2 и диаграмма 1).
Один из методов оценки уровня загрязненности масла в подшипнике состоит в подсчёте количества твёрдых частиц под микроскопом. При этом методе оценки используются две категории размеров частиц: ≥ 5 мкм и ≥ 15 мкм. Другим, более современным методом является использование автоматического оптического счётчика частиц в соответствии с ISO 11171:2010. Шкала калибровки автоматического метода подсчёта отличается от той, которая применяется при подсчёте количества загрязняющих частиц с помощью микроскопа. При этом используется три категории размеров частиц, обозначенные символом (c), например, ≥ 4 мкм(c), ≥ 6 мкм(c) и ≥ 14 мкм(c). Как правило, во внимание принимаются только две категории больших размеров частиц, так как большее влияние на усталость подшипника оказывают крупные частицы.
Типичные примеры оценки уровня загрязнённости смазочных масел по данной классификации –/15/12 (A) или 22/18/13 (B), как показано на диаграмме 1.
Пример A означает, что масло содержит от 160 до 320 частиц ≥ 5 мкм и от 20 до 40 частиц ≥ 15 мкм на 1 мл масла. Непрерывная фильтрация смазочных масел, безусловно, была бы оптимальным вариантом, но обоснование применения системы фильтрации зависит от оптимального соотношения расходов на очистку масла для увеличения срока службы подшипника, стоимости самого подшипника и затрат на его замену.
Эффективность фильтра оценивается степенью очистки и выражается в виде коэффициента β, учитывающего снижение количества загрязняющих частиц. Чем выше значение β, тем более эффективен фильтр для определённого размера частиц. Параметр фильтра β выражается в виде отношения между количеством частиц определённого размера до и после фильтрации. Его можно определить следующим образом

Filter rating

где
βx(c)=
характеристика фильтра относительно заданного размера частицы x
x=
размер частиц (c) [мкм] на основе автоматического метода подсчёта частиц с калибровкой согласно ISO 11171:2010
n1=
количество частиц на единицу объёма больше x, после фильтра
n2=
количество частиц на единицу объёма больше x, перед фильтром
Характеристика фильтра β относится только к одному размеру частиц в мкм, который показан как индекс, например, β3(c), β6(c), β12(c) и т.д. Например, полная характеристика «β6(c) = 75» означает, что только 1 из 75 частиц размером 6 мкм или больше проходит через фильтр.

Определение величины ηc при известном уровне загрязнённости

После определения уровня загрязнённости смазочного масла путём подсчёта частиц под микроскопом, автоматического анализа по методике ISO 4406:1999, либо опосредованно по величине параметра фильтрации системы циркуляции масла, эти данные можно использовать для определения величины коэффициента ηc. Коэффициент ηc нельзя получить только путём прямого подсчёта количества загрязняющих частиц в пробе масла. Он в большой степени зависит от условий смазывания, т.е. от относительной вязкости κ и размера подшипника. Здесь приводится упрощённый метод определения величины коэффициента ηc по методике ISO 281:2007. Коэффициент загрязнённости ηc определяют на основе кода шкалы загрязнённости масла (или коэффициента фильтрации, применяемого для конкретной системы смазывания), используя величины среднего диаметра подшипника dm = 0,5 (d + D) [мм] и коэффициента вязкости κ (диаграмма 2 и диаграмма 3).
Диаграмма 2 и диаграмма 3 дают стандартные значения коэффициента ηc для циркуляционных систем смазывания маслом с различной степенью фильтрации и различными уровнями загрязнённости масла. Аналогичные величины коэффициентов загрязнённости допустимо использовать в тех случаях, когда использование масляной ванны практически не приводит к увеличению содержания загрязняющих частиц в системе. С другой стороны, если количество частиц в масляной ванне продолжает увеличиваться из-за усиленного износа или попадания загрязняющих частиц, это должно быть отражено в выборе величины коэффициента ηc, используемого при смазывании масляной ванной, как определено в стандарте ISO 281:2007.
Для условий смазывания пластичной смазкой коэффициент ηc определяется аналогичным способом с использованием показателей ISO для пяти уровней загрязнённости, как показано в таблице 3.

Диаграмма 4 и диаграмма 5 дают стандартные значения коэффициента ηc для высокого и нормального уровней чистоты смазки (таблица 3).
При наличии других уровней загрязнённости, а также в наиболее распространенных случаях применения систем смазывания циркуляцией масла, масляной ванной или пластичной смазкой, коэффициент загрязнения подшипникового узла можно определить с помощью упрощённой формулы

Contamination factor

минимум (#1, #2) — следует использовать наименьшее из двух значений

где c1 и c2 — константы, характеризующие чистоту масла (в соответствии с ISO 4406:1999) или пластичной смазки (согласно классификации в таблице 3. При наличии фильтрации масла, вместо метрологической характеристики чистоты масла можно использовать соответствующий уровень эффективности фильтрации (в соответствии с ISO 16689:2012) (таблица 4)).
SKF logo