Silniki elektryczne są chyba najpowszechniej występującymi urządzeniami w fabrykach produkcyjnych. Od ich niezawodności zależy większość procesów produkcyjnych. Ponad 60% ich awarii jest spowodowane uszkodzeniami łożysk. Biorąc pod uwagę fakt, że z kolei większość awarii łożysk jest spowodowana złym smarowaniem, można stwierdzić, że kwestia odpowiednich procedur smarowania łożysk w silnikach elektrycznych jest jedną z istotniejszych dla prawidłowego utrzymania ruchu.

fot. iStock

Łożyska zainstalowane na wałach silników elektrycznych pracują w nieco odmiennych warunkach niż większość łożysk zamontowanych np. w transporterach, podajnikach i tym podobnych urządzeniach. Przede wszystkim należy zwrócić uwagę na charakterystyczne dla nich przebicia elektryczne od prądów błądzących generowanych w silniku. Mogą one powodować silne uszkodzenia łożysk (swoiste wżery na bieżni i elementach tocznych – kulkach, wałkach). Chwilowe przebicia powodują także lokalne przegrzania środka smarnego, w wyniku czego następuje jego przyspieszona degradacja. Kwestia przepływu prądu jest rozwiązywana zwykle przez zastosowanie elektrycznie izolowanych łożysk lub zastosowanie łożysk hybrydowych (z ceramicznymi elementami tocznymi).

Zanim przystąpimy do opisu procedur smarowniczych, należy dla zasady jeszcze wspomnieć, że tak jak w przypadku większości łożysk, szczególnie w układach silników elektrycznych, dobre wyosiowanie silnika jest absolutną podstawą wszelkiej prewencji ich awarii. Jeśli wyżej wymienione kwestie są załatwione, to cała reszta będzie zależeć w dużej części od prawidłowego doboru smaru i prawidłowych procedur smarowniczych.

Środek smarny

Łożyska zainstalowane w silnikach elektrycznych pracują zwykle z dużymi prędkościami obrotowymi, przez co także w podwyższonej temperaturze. Konsekwencją tych warunków jest fakt, że nie każdy środek smarny nadaje się do takiej aplikacji.

Część łożysk w silnikach elektrycznych jest smarowana olejami. Są to najczęściej układy zasilania różnego rodzaju pomp, sprężarek. W takim przypadku cała procedura sprowadza się do dobrego doboru oleju i odpowiednich czasów jego wymiany. Jednak w większości przypadków stosowane są smary plastyczne i ich dobór jest kluczowy dla prawidłowego działania łożyska.

Smary używane w łożyskach silników elektrycznych są produkowane z olejów bazowych, zagęstników i dodatków, głównie przeciwzatarciowych, antykorozyjnych i przeciwutleniających. Rzadko, szczególnie dla łożysk obciążonych promieniowo (np. w układzie przekładni pasowej) i nieobracających się zbyt szybko, stosuje się dodatki EP (uodparniające na wysokie obciążenia). Generalnie w tego typu smarach, ze względu na duże prędkości, nie stosuje się dodatków stałych, jak na przykład zmikronizowanego grafitu czy dwusiarczku molibdenu. Czasami stosuje się zmikronizowany PTFE (popularny teflon). Olejami bazowymi mogą być zarówno oleje mineralne, jak i syntetyczne (szczególnie dla długich okresów wymian i ekstremalnych temperatur pracy), a najczęściej stosowane zagęszczacze to: litowe (do większości mniej wymagających zastosowań), wapniowe (zwykle do bardzo wysokich prędkości
i/lub niskich temperatur) i polimocznikowe (do łożysk pracujących długo, szczególnie w wysokich temperaturach). Ze względu na wysokie prędkości lepkość oleju bazowego w 40°C nie powinna przekraczać 150cSt (najlepiej 90-100cSt), dla bardzo wysokich prędkości powinna być znacznie niższa (nawet do 15cSt). Smary do omawianych zastosowań powinny mieć jak najwyższą temperaturę kroplenia w stosunku do temperatury ciągłej pracy (najlepiej o co najmniej 50°C wyższą), niskie wydzielanie oleju bazowego i wysoką odporność na termooksydację. Konsystencja takiego smaru to zwykle 2 w skali NLGI (czasami 3).

Aby dobrać prawidłowo smar do naszego łożyska, oprócz prędkości i temperatury pracy trzeba wziąć pod uwagę dostępność serwisanta do łożyska. Może ona być znacznie utrudniona, np. w silnikach zabudowanych we wspólnej obudowie z odbiornikami, w przypadku urządzeń zainstalowanych w trudno dostępnych miejscach (np. wentylatory sufitowe) itp. W takich trudnych przypadkach trzeba się zdecydować na smar o znacznie wyższej odporności na starzenie lub zamontować automatyczne smarownice.

Procedura

Gdy wiemy, co, trzeba też wiedzieć, jak – czyli ustalić samą procedurę smarowania. Przede wszystkim nie należy nic modyfikować w zakresie samego smaru. Ogólną zasadą jest, że dosmarowujemy zawsze takim samym smarem, jaki jest od początku zadozowany do łożyska. Jeżeli zmieniamy smar na inny, to najlepiej zrobić to albo wtedy, gdy zmieniamy samo łożysko, albo w trakcie serwisu dokładnie myjemy łożysko ze starego smaru. Nie wszystkie smary są ze sobą mieszalne i kompatybilne – tendencja do niekompatybilności jest tym wyższa, w im trudniejszych warunkach smar pracuje. Trzeba zauważyć, że np. w przypadku smarów zagęszczanych polimocznikami, w zależności od ich rodzaju, różne smary mogą nie utrzymywać dobrych parametrów po zmieszaniu.

Ze względu na zwykle wysokie prędkości obrotowe łożyska silników elektrycznych są szczególnie wrażliwe na obecność zanieczyszczeń (np. drobin kurzu czy wody) w środku smarnym. Dlatego podczas montażu łożysk oraz ich dosmarowywania bardzo ważna jest higiena dookoła łożyska – całe jego otoczenie trzeba wyczyścić. W wielu przypadkach, szczególnie jeśli silnik pracuje w zanieczyszczonym otoczeniu, na wałach montuje się łożyska izolowane (w osłonach) lub uszczelniane. Pierwsze chronią przed większymi zanieczyszczeniami, jednak małe drobiny kurzu czy woda mogą się przedostać do środka, natomiast drugie nie pozwalają na żadne zanieczyszczenie środka smarnego, ale uszczelnienia zwykle stykają się z wnętrzem łożyska, co prowadzi do dodatkowego tarcia i wzrostu temperatury pracy.

Kolejnym problemem do rozwiązania jest kwestia ilości smaru, który powinien być dozowany do łożyska. W łożyskach wolnoobrotowych nie jest to tak ważne, ale przy szybkich obrotach istnieje niebezpieczeństwo przedozowania smaru, w konsekwencji dużego wzrostu ciśnienia w łożysku i jego przegrzania w trakcie pracy. Taka sytuacja znakomicie skraca żywotność środka smarnego i samego łożyska. Poza tym w nieszczelnych łożyskach nadmiar smaru wydostaje się na zewnątrz w trakcie pracy, zanieczyszczając także uzwojenia silnika. Bardzo często „chemia” używana w produkcji środka smarnego reaguje z izolacją uzwojeń, niszcząc ją, a tym samym poważnie uszkadzając sam silnik.

Z kolei niedobór smaru (czasem także na skutek wycieku smaru na zewnątrz) powoduje szybsze zużywanie się trących, a niedosmarowanych elementów i znaczne skrócenie żywotności łożyska. Dlatego należy się trzymać zaleceń producentów silników czy też producentów łożysk co do procedury smarowniczej i zalecanej dawki smaru. Istnieje wprawdzie ogólny wzór na prawidłową ilość smaru w łożysku:

G = x · D · B

gdzie: G jest ilością smaru w ml, D – średnicą łożyska w mm, B – jego szerokością w mm, a x jest zmienną zależną od częstotliwości dosmarowywań i prędkości obrotowej łożyska (generalnie jest między 0,001 a 0,005), ale w praktyce trudno jest go stosować. Dlatego najlepiej jest wdrożyć prostą do wykonania, kilkupunktową procedurę:

  1. wyczyścić wlot (kalamitka) łożyska i jego najbliższe otoczenie,
  2. odkręcić wlot, zamontować smarownicę, odkręcić wylot z łożyska,
  3. zadozować tyle smaru, aby cały stary smar został wypchnięty na zewnątrz,
  4. odkręcić smarownicę i zakręcić wlot,
  5. uruchomić silnik na biegu jałowym i pozwolić nadmiarowi smaru wyjść przez wylot z łożyska,
  6. zatrzymać silnik i zakręcić wlot.

Przy utrzymaniu „higieny” wokół łożyska w znacznej większości przypadków ww. procedura daje bardzo poprawne rezultaty.

Jeszcze jedna uwaga dotycząca samego dosmarowywania za pomocą smarownic ręcznych – szczególnie w małych łożyskach może dojść w trakcie takiej procedury do ich zniszczenia ze względu na bardzo duże ciśnienie pompowanego smaru.

Wyżej wymienione problemy w smarowaniu łożysk zamontowanych na wałach silników elektrycznych są tym poważniejsze, im większe rozmiarowo jest łożysko i na im „bardziej odpowiedzialnym odcinku” procesu produkcyjnego jest ono zamontowane.

W wielu przypadkach bardzo pomocna jest instalacja automatycznych smarownic czy też – w wypadku bardziej rozbudowanych instalacji – centralnych układów smarowania. Jednak są to spore koszty inwestycyjne. W każdym przypadku można skorzystać z profesjonalnego doradztwa firmy oferującej łożyska czy środki smarne do nich. Na polskim rynku jest wiele dobrych ofert tego rodzaju. Dokładne zaprojektowanie procedur smarowniczych i ich precyzyjna realizacja są na pewno mniej czaso- i kosztochłonne od niezaplanowanych przerw w produkcji i remontów maszyn.

W związku z wejściem w dniu 25 maja 2018 roku nowych przepisów w zakresie ochrony danych osobowych (RODO), chcemy poinformować Cię o kilku ważnych kwestiach dotyczących bezpieczeństwa przetwarzania Twoich danych osobowych. Prosimy abyś zapoznał się z informacją na temat Administratora danych osobowych, celu i zakresu przetwarzania danych oraz poznał swoje uprawnienia. W tym celu przygotowaliśmy dla Ciebie szczegółową informację dotyczącą przetwarzania danych osobowych.
Wszelkie informacje znajdziesz tutaj.
Zachęcamy również do zapoznania się z naszą nową Polityką Prywatności.
W przypadku pytań zapraszamy do kontaktu z naszym Inspektorem Ochrony Danych Osobowych pod adresem iodo@elamed.pl

Zamknij