Smarowanie

Smarowanie maszyn i mechanizmów w warunkach przemysłowych

Smarowanie służy do rozdzielenia współpracujących powierzchni warstwą, która ogranicza bezpośredni kontakt materiałów. Prawidłowo dobrany środek smarny pomaga zmniejszyć tarcie, zużycie i ilość ciepła powstającego podczas ruchu. Może także chronić element przed wilgocią, korozją, pyłem lub oddziaływaniem substancji obecnych w otoczeniu maszyny.

Samo naniesienie oleju albo smaru nie gwarantuje jednak właściwego efektu. O skuteczności decyduje dopasowanie rozwiązania do budowy mechanizmu, rodzaju ruchu, prędkości, nacisku, temperatury oraz sposobu dostarczania środka smarnego. Te same podzespoły mogą wymagać innych właściwości w zależności od warunków, w jakich pracują.

Punkt smarny należy oceniać jako cały układ

Dobór środka smarnego warto rozpocząć od zebrania informacji o współpracujących elementach. Sama nazwa maszyny lub podzespołu zazwyczaj nie wystarcza. Łożysko w szybkoobrotowym silniku elektrycznym pracuje inaczej niż łożysko narażone na duże naciski, drgania i kontakt z wodą. Podobne różnice występują w przypadku łańcuchów, prowadnic, przekładni, wrzecion, przegubów i mechanizmów regulacyjnych.

Najważniejsze czynniki wpływające na dobór smarowania to:

• rodzaj ruchu, między innymi ruch obrotowy, ślizgowy, wahadłowy lub posuwisty,
• prędkość pracy oraz częstotliwość rozruchów i zatrzymań,
• obciążenie, w tym naciski powierzchniowe, obciążenia udarowe i drgania,
• zakres temperatur, obejmujący zarówno normalną pracę, jak i rozruch zimnej maszyny,
• materiały współpracujących powierzchni, na przykład stal, metale kolorowe, tworzywa lub elastomery,
• wpływ otoczenia, taki jak woda, para, pył, środki czyszczące albo substancje chemiczne,
• sposób aplikacji, ręczny, punktowy lub realizowany przez układ centralnego smarowania,
• oczekiwany okres pracy pomiędzy kolejnymi czynnościami serwisowymi.

Dopiero po zestawieniu tych parametrów można ocenić, jaka postać środka smarnego i jakie właściwości eksploatacyjne będą odpowiednie.

Kiedy stosuje się olej, smar, pastę lub smarowanie suche?

Postać środka smarnego powinna odpowiadać konstrukcji mechanizmu i sposobowi jego pracy. Każda grupa rozwiązań zachowuje się inaczej po naniesieniu na powierzchnię.

• Oleje smarowe dobrze zwilżają powierzchnie, docierają do wąskich przestrzeni i pomagają odprowadzać ciepło. Są często wybierane do szybko poruszających się łańcuchów, przekładni, łożysk ślizgowych, sprężarek oraz innych układów przewidzianych do smarowania olejowego.
• Smary plastyczne pozostają w punkcie smarnym dzięki obecności zagęszczacza. Mogą sprawdzić się tam, gdzie olej łatwo wypłynąłby z mechanizmu albo gdzie potrzebna jest dodatkowa bariera przed wilgocią i zanieczyszczeniami.
• Pasty smarowe są wykorzystywane przede wszystkim przy dużych naciskach, niewielkich prędkościach oraz podczas początkowej fazy współpracy powierzchni. Nie należy automatycznie traktować ich jako zamiennika smaru przeznaczonego do ciągłej pracy łożyska lub innego szybko poruszającego się elementu.
• Suche środki smarne tworzą warstwę ślizgową bez typowej mokrej powłoki oleju lub smaru. Mogą być stosowane tam, gdzie zabrudzenia nie powinny przyklejać się do powierzchni albo konwencjonalny środek smarny nie spełnia wymagań temperaturowych, chemicznych lub technologicznych.

Wybór postaci nie powinien wynikać wyłącznie z łatwości nanoszenia. Trzeba uwzględnić możliwość utrzymania warstwy smarnej w miejscu pracy, częstotliwość uzupełniania oraz sposób usuwania nadmiaru preparatu.

Lepkość i konsystencja opisują różne właściwości

Lepkość informuje o oporze przepływu oleju. Zbyt mała może utrudnić utworzenie wystarczająco trwałej warstwy przy dużych obciążeniach. Zbyt duża zwiększa opory ruchu i może ograniczać dopływ środka smarnego do szybko pracujących elementów. Wraz ze wzrostem temperatury lepkość oleju zazwyczaj maleje, dlatego należy analizować ją w odniesieniu do rzeczywistych warunków pracy, a nie tylko temperatury panującej podczas aplikacji.

W przypadku smarów plastycznych oprócz lepkości oleju bazowego znaczenie ma konsystencja określana klasą NLGI. Parametr ten opisuje, jak miękki lub twardy jest smar, ale sam w sobie nie przesądza o jego zdolności do pracy przy danej prędkości, temperaturze lub obciążeniu. Należy sprawdzić również zakres temperatur roboczych, dopuszczalny wskaźnik prędkości oraz odporność mechaniczną preparatu.

Obciążenie, prędkość i temperatura trzeba analizować łącznie

Wysokie obciążenie może powodować przerwanie warstwy oddzielającej współpracujące powierzchnie. Przy takich warunkach istotna jest zdolność środka smarnego do przenoszenia nacisków oraz tworzenia filmu chroniącego element w krytycznych momentach. Dotyczy to zwłaszcza powolnego ruchu pod dużym obciążeniem, częstych rozruchów i zatrzymań oraz pracy udarowej.

Duża prędkość stawia inne wymagania. Środek smarny musi docierać do strefy tarcia bez powodowania nadmiernych oporów i wzrostu temperatury. W łożyskach tocznych pomocny jest między innymi wskaźnik prędkości, który pozwala ocenić możliwość zastosowania danego smaru przy określonych wymiarach i obrotach.

Temperatura wpływa na lepkość, utlenianie, parowanie oraz trwałość całej kompozycji. Należy uwzględnić nie tylko najwyższą wartość występującą podczas pracy, ale również temperaturę minimalną. Środek odpowiedni dla rozgrzanego mechanizmu może podczas zimnego rozruchu stawiać zbyt duży opór lub nie docierać dostatecznie szybko do smarowanych powierzchni.

Woda, pył i chemikalia zmieniają wymagania wobec smarowania

Wilgoć może wypłukiwać środek smarny, wpływać na jego strukturę i przyspieszać korozję metalowych części. W takich miejscach ważna jest odporność na wodę, przyczepność do powierzchni oraz zdolność zabezpieczania punktu smarnego przed dostępem czynników zewnętrznych.

W zapylonym środowisku nadmiernie lepka, odkryta warstwa może zatrzymywać cząstki i tworzyć ścierną mieszaninę. Konieczne staje się ograniczenie ilości preparatu, osłonięcie punktu smarnego albo zastosowanie rozwiązania, do którego zabrudzenia nie będą łatwo przylegały.

Kontakt ze środkami czyszczącymi, kwasami, zasadami, paliwami lub innymi substancjami procesowymi wymaga potwierdzenia odporności chemicznej. Znaczenie ma również zgodność z uszczelnieniami, tworzywami sztucznymi i metalami kolorowymi. Brak kompatybilności może prowadzić do pęcznienia elastomerów, osłabienia tworzywa albo zmian właściwości środka smarnego.

Więcej środka smarnego nie oznacza lepszej ochrony

Zbyt mała ilość preparatu może doprowadzić do przerwania warstwy smarnej i bezpośredniego kontaktu powierzchni. Nadmierne napełnienie również bywa szkodliwe. W szybko pracującym łożysku nadmiar smaru może zwiększać opory, powodować wzrost temperatury i sprzyjać wydostawaniu się preparatu przez uszczelnienia.

Ilość oraz częstotliwość uzupełniania powinny wynikać z konstrukcji punktu smarnego, zaleceń producenta urządzenia i rzeczywistych warunków eksploatacji. Krótszy interwał może być potrzebny przy wysokiej temperaturze, dużym zapyleniu, kontakcie z wodą albo pracy pod znacznym obciążeniem. Jeśli kolejne smarowanie jest wykonywane wyłącznie według kalendarza, warto sprawdzić, czy harmonogram odpowiada aktualnemu wykorzystaniu maszyny.

Zmiana środka smarnego wymaga sprawdzenia kompatybilności

Uzupełnienie punktu smarnego innym preparatem bez wcześniejszej identyfikacji używanego materiału może pogorszyć warunki pracy. Oleje bazowe nie zawsze są ze sobą mieszalne, a zagęszczacze stosowane w smarach mogą reagować w sposób prowadzący do zmiękczenia, stwardnienia lub rozdzielenia mieszaniny.

Przed zmianą należy ustalić rodzaj dotychczasowego środka, porównać informacje dotyczące kompatybilności i sprawdzić zalecenia producenta maszyny. Jeżeli zgodność nie została potwierdzona, bezpieczniejszym rozwiązaniem jest dokładne usunięcie starego preparatu oraz pozostałych osadów. Samo wtłoczenie nowego smaru do momentu wypłynięcia poprzedniego nie zawsze pozwala oczyścić cały obszar roboczy.

Przygotowanie punktu smarnego wpływa na końcowy rezultat

Nowy środek powinien trafić na powierzchnię wolną od zabrudzeń, luźnych produktów korozji i pozostałości niezgodnego preparatu. Zanieczyszczenia zamknięte pod warstwą smarną mogą przyspieszać zużycie, blokować kanały doprowadzające lub utrudniać prawidłowe rozprowadzenie materiału.

Podczas aplikacji należy przestrzegać instrukcji technicznej wybranego środka oraz zaleceń producenta urządzenia. Znaczenie ma właściwa ilość, równomierne rozprowadzenie i użycie czystych narzędzi. W układach automatycznych trzeba dodatkowo zweryfikować tłoczność preparatu, średnicę przewodów oraz możliwość pracy instalacji w najniższej przewidywanej temperaturze.

Jak rozpoznać, że sposób smarowania wymaga sprawdzenia?

Nieprawidłowe smarowanie może objawiać się wzrostem temperatury, hałasem, drganiami, nierówną pracą, wyciekiem preparatu lub przyspieszonym zużyciem powierzchni. Zmiana barwy, zapachu albo konsystencji środka może świadczyć o przegrzaniu, zanieczyszczeniu lub kontakcie z inną substancją.

Takie objawy nie zawsze oznaczają, że przyczyną jest sam preparat. Problem może wynikać również z niewłaściwej ilości, błędnego interwału, uszkodzonego uszczelnienia, nieprawidłowego montażu lub zużycia mechanicznego. Przed zmianą środka smarnego warto więc sprawdzić cały punkt smarny i warunki jego pracy.

Smarowanie urządzeń pracujących przy produkcji żywności

Zakłady spożywcze, rozlewnie, piekarnie i producenci opakowań wymagają rozwiązań zgodnych z obowiązującymi procedurami higienicznymi. Należy uwzględnić miejsce zastosowania, możliwość przypadkowego kontaktu środka z żywnością oraz odporność na wodę, parę, detergenty i środki dezynfekujące.

Nie każdy środek smarny może być używany w strefach produkcji żywności. Przed zastosowaniem trzeba sprawdzić aktualne dopuszczenia, zakres rejestracji oraz instrukcję produktu. Odpowiedni status preparatu nie zwalnia z obowiązku ograniczenia jego ilości do poziomu niezbędnego technicznie.

Jakie dane przygotować przed doborem smarowania?

Rzetelne zapytanie techniczne powinno opisywać nie tylko nazwę podzespołu, lecz także warunki, w których będzie pracował środek smarny. Szczególnie przydatne są:

• rodzaj mechanizmu i wykonywanego ruchu,
• materiały współpracujących części oraz rodzaj uszczelnień,
• minimalna i maksymalna temperatura pracy,
• prędkość obrotowa albo prędkość ruchu ślizgowego,
• obciążenie stałe, udarowe oraz występujące drgania,
• kontakt z wodą, pyłem, chemikaliami lub środkami myjącymi,
• nazwa i stan dotychczas stosowanego środka smarnego,
• oczekiwany interwał serwisowy i sposób aplikacji,
• wymagane dopuszczenia branżowe.

Tak przygotowane informacje pozwalają zawęzić wybór do rozwiązań odpowiadających konkretnemu węzłowi tarcia. Doradztwo techniczne Megart może pomóc w porównaniu właściwości środków smarnych OKS oraz dopasowaniu sposobu aplikacji do realnych warunków pracy maszyny.