Отчеты о неполадках в работе оборудования иногда содержат выражение «горячий подшипник». Что это значит и при какой температуре должен работать подшипник?
Прогнозирование рабочей температуры
Сложно ответить на вопрос, при какой температуре работает подшипник. Ведь рабочая температура зависит не столько от подшипника, сколько от теплоотдачи узла и внешней среды. Одним словом, для определения температуры механической детали есть множество переменных, которые нужно учесть.
Что точно известно:
- во время работы подшипник генерирует тепло;
- количество выделяемого тепла зависит от конструкции подшипника, скорости вращения, от типа смазывания, вязкости масла и нагрузки;
- повышение температуры вызывают чрезмерные нагрузки, избыточное смазывание, старение смазки, износ деталей и загрязнение;
- «избыточное» смазывание вызывает проскальзывание тел качения, при повторном смазывании узла важно контролировать количество обновляемой смазки, застаревшую смазку нужно устранить по возможности.
Более неопределенные факторы:
- температура окружающей среды и любое тепло, поступающее от процесса (через проводимость / конвекцию / излучение);
- способность конструкции корпуса передавать тепло;
- слой загрязнения на корпусе, который ограничивал бы теплообмен.
Производители могут рассчитать прогнозируемые рабочие температуры подшипников, но они не могут быть точными, так как проблематично рассчитать все возможные условия их применения. Некоторые производители предоставляют «эталонную скорость», то есть скорость, с которой подшипник достигает стационарной температуры 70 °C.
Каковы же пределы температуры
Применительно к конструкции подшипника нужно учитывать пределы температур для материала его компонентов и смазки, способность смазки (масла) обеспечивать смазочную пленку при работе.
Самым низким температурным пределом в «подшипниковой системе» обладает манжетное уплотнение. Чаще всего встроенное манжетное уплотнение подшипника делают из нитрила / Buna-N, температурный предел которого составляет 100 °C. Сам корпус может обладать либо таким же нитриловым манжетным уплотнением, либо фтор-каучуковым уплотнением с температурным пределом около 200 °C. Тогда проблема будет только в том случае, если имеется сепаратор из полиамида, который должен работать при температуре до 120 °C.
Один из ограничителей температуры — это смазка. С ней может быть три варианта:
- если в смазке есть противозадирные присадки, температурный предел составляет 80 °C, после чего может начаться расслоение;
- типичная смазка на основе лития не обеспечивает надежную работу при температуре выше 120 °C, и даже «высокотемпературные» смазки могут иметь ограничение до 150 °C;
- с точки зрения способности смазки образовывать смазочную пленку максимально допустимая температура должна основываться на показателе вязкости, который должен быть не меньше единицы.
Как только температура станет достаточно высокой, чтобы вязкость опустилась ниже единицы, подшипник пострадает от контакта металл-металл и начнет изнашиваться.
Если подшипник работает при повышенной температуре и все значимые параметры находятся в допустимых пределах, необходимо все же учитывать, что из-за высокой температуры смазка стареет значительно быстрее.
Правила:
- При температуре смазки выше 70 °C с дальнейшим повышением на каждые 15°C частота повторного смазывания должна удваиваться.
- При увеличении температуры в масляной ванне масло необходимо менять чаще. Например, когда нормальная рабочая температура составляет 50 °С или ниже, масло нужно менять 1 раз в год. Но при 100 °С масло необходимо будет менять каждые три месяца.
Изменения температуры
Мы рассказали, каковы «абсолютные» температурные пределы с точки зрения компонентов системы подшипников. Однако, если подшипник работает при 80 °С, это еще не означает, что все в порядке. Если с момента запуска подшипник работал при 30 °C, а недавно температура поднялась до 80 °C, это может говорить о проблемах. Есть специальные электронные устройства для «сигнализации» при изменении температуры. Их можно настроить таким образом, чтобы они узнавали нормальную рабочую температуру и подавали сигнал тревоги, когда температура повысится выше 50 °C. Изменение температуры может быть произвольным, например, изменение стандартного отклонения в 2 раза или изменение в 4 раза, что может зависеть от того, насколько критичным это значение является.
Что делать, если есть изменение температуры
Прежде всего, важно выяснить не какую максимальную температуру может выдержать подшипник, а каковы причины изменения температуры. Проверить, есть ли недостаток смазки, изменились ли условия эксплуатации, не поврежден ли механизм или узел. При необходимости следует провести дальнейшие исследования с использованием более углубленных методов, анализа вибрации и диагностики.
Подпишитесь на наш Telegram-канал, если хотите первыми узнавать про наши акции и новинки, быть в курсе новостей отрасли и полезных лайфхаков!