Aktualności

Poprawny sposób doboru oleju do przekładni przemysłowej

02-09-2017

PRZEMYSŁOWE OLEJE PRZEKŁADNIOWE

  1.  PRZEKŁADNIE PRZEMYSŁOWE

Przekładnie przemysłowe są to mechanizmy, których zadaniem jest przenoszenie ruchu obrotowego z wału czynnego (napędzającego) na wał bierny (napędzany), najczęściej z jednoczesną zmianą prędkości i momentu obrotowego.

Przekładnie można podzielić:

  1. ze względu na budowę na:
  • proste, przenoszące moc z  jednego wału (czynnego) na drugi (bierny) bez udziału innych wałów pośrednich,
  • złożone, przenoszące moc  z wału czynnego na bierny za pośrednictwem jednego lub więcej wałów pośrednich.
  1. w zależności od konstrukcji na:
  • zębate,
  • pasowe,
  • łańcuchowe,
  • linowe,
  • urządzenia przegubowe,
  • sprzęgła mechaniczne,
  • hamulce cierne,
  1. w zależności od spełnianej funkcji na:
  • przekładnie o przełożeniu stałym,
  • przekładnie multiplikacyjne (przyspieszające),
  • przekładnie redukcyjne (zwalniające),
  • przekładnie zmianowe (o przełożeniu zmiennym).

Do smarowania przekładni mechanicznych stosuje się, w zależności od: typu przekładni (konstrukcji), przenoszonego momentu obrotowego, występujących ilości obrotów, temperatury pracy, a konstrukcji zastosowanego układu smarowania, różnego rodzaju środki smarowe o zróżnicowanych właściwościach, do najczęściej stosowanych należą:

  • oleje do przekładni przemysłowych,
  • smary plastyczne,
  • powłoki smarownicze,
  • inne środki smarowe.

 

  1. PODSTAWOWE FUNKCJE ŚRODKA SMAROWEGO

Warunki pracy olejów stosowanych do smarowania przekładni przemysłowych są bardzo zróżnicowane. Oleje te mogą być eksploatowane w obecności dużych ilości wody, przy dużym zapyleniu, jak również długotrwałym działaniu dużych obciążeń i wysokich temperatur. Podnoszenie jakości współczesnych przemysłowych olejów przekładniowych wymuszane jest m.in. przez następujące czynniki:

  • nacisk użytkowników przekładni na minimalizację kosztów ich obsługi (wydłużenie czasu eksploatacji oleju pomiędzy wymianami),
  • zmiany w konstrukcji przekładni (zmniejszanie gabarytów, zwiększanie prędkości obrotowych i obciążeń, a co się z tym wiąże - zmniejszenie pojemności układów olejowych i wzrost temperatur roboczych).

Oleje przekładniowe stosowane w przemyśle do smarowania przekładni różnorodnych maszyn i urządzeń mechanicznych, w celu zapewnienia trwałości i niezawodności pracy przekładni, powinny wykazywać:

  • doskonałe własności smarne, a szczególnie zdolność do przenoszenia wysokich obciążeń mechanicznych, oraz dobre własności przeciwzużyciowe dla zredukowania do minimum zużycia ściernego przekładni,
  • dobrą stabilność termiczną, odporność na starzenie pod wpływem tlenu atmosferycznego oraz niską skłonność do tworzenia osadów,
  • zdolność ochrony powierzchni metali przed korozją,
  • dobrą zdolność odbierania ciepła generowanego w przekładni
  • brak skłonności do emulgowania wody oraz łatwość wydzielania wody zemulgowanej.

Własności te zabezpieczają nowoczesne oleje przekładniowe, wytwarzane przy użyciu rafinowanych selektywnie i hydrodorafinowywanych olejów naftowych oraz pakietów dodatków typu siarkowo-fosforowego. W zależności od warunków pracy przekładni, a szczególnie przenoszonych obciążeń oraz szybkości obrotów, stosowane są oleje w klasach lepkości ISO VG 68 do 1500, w niektórych przypadkach wolnobieżnych przekładni lub przekładni otwartych klasy ISO VG 2000 i 3000.

 

  1. KLASYFIKACJE ŚRODKÓW SMAROWYCH DO PRZEKŁADNI

Jakość olejów do przekładni przemysłowych w Europie określana jest normą DIN 51 517 cz.3, precyzującą wymagania stawiane olejom przekładniowym klasy CLP. Stosunkowo często stosowane są również wymagania amerykańskich producentów stali US Steel 224 oraz stowarzyszenia amerykańskich producentów przekładni (American Gear Manufactures Association) AGMA 250.04

Tabela 9 - Podstawowe wymagania dla przemysłowych olejów przekładniowych

Testy, oceniane parametry

Metoda badania

Specyfikacje przemysłowych olejów przekładniowych

US Stell 224

AGMA 250.04

DIN 51517 cz.3

David Brown S1.53.101

Timken:

ASTM D-2782

 

 

 

 

obciążenie nieniszczące min.

 

60

60

-

podawać wynik

Maszyna 4-kulowa:

ASTM D-2782

 

 

 

 

obciążenie zespawania kG, min.

 

250

-

-

-

wskaźnik zużycia

 

 

 

 

 

pod obciążeniem, kG min

 

 

45

-

podawać wynik

średnica skazy kulek, mm, max

USS S-205

0,35

 

 

podawać wynik

Stanowisko FZG:

A/8,3/90

 

 

 

 

najwyższy stopień obciążenia  nieniszczącego, min

 

11

11

12

12

korozja na płytce Cu

 

 

 

 

 

100°C/3 h, max

ASTM D-130

1b

1

podawać wynik

1

Rdzewienie:

 

 

 

 

 

woda destylowana (A)

ASTM D-665

+

+

+

+

woda morska (B)

(IP 135)

+

-

-

podawać wynik

Utlenianie:

ASTM D-2893

-

10

podawać wynik

10

wzrost lepkości oleju, %, max

USS S-200

6

-

-

podawać wynik

Deemulgowanie:

 

 

 

 

 

woda w oleju, %, max

(z 90 ml wody)

2

1

-

1

oddzielona woda, ml, min

 

80

60

-

60

emulsja, ml, max

 

1

2

-

2

Odporność na  pienienie,

ASTM D-892

 

 

 

 

ml piany, max

(IP 146)

 

 

 

 

I

 

-

75/10

-

75/10

II

 

-

75/10

-

75/10

III

 

-

75/10

-

75/10

Wydzielanie powietrza

DIN 51381

 

 

 

 

w temp. 90°C, minuty, max

(IP 313)

-

-

-

9

Do  najczęściej   stosowanych   w  praktyce  eksploatacyjnej   klasyfikacji   umożliwiających   dobór   oleju   do przekładni przemysłowej należą:

  • klasyfikacja  środków  smarowych  do  przekładni  przemysłowych na podstawie ISO 6743-6:1990 (klasyfikacja jakościowa),
  • klasyfikacja wg AGMA 250-03 (klasyfikacja jakościowo-lepkościowa),

 

  1. KLASYFIKACJA WG ISO 6743-6

Należy ona do najczęściej stosowanych klasyfikacji środków smarowych do przekładni przemysłowych i zalecana jest przez czołowych producent6w przekładni. Obejmuje ona wszystkie rodzaje środków smarowych i ich zastosowanie do większości typów przekładni przemysłowych. Środki smarowe, wg tej klasyfikacji, podzielone są na dwie zasadnicze grupy: do przekładni zamkniętych i otwartych (łącznie 11 klas).
Klasyfikacja ISO 6743-6 oparta jest na dwóch podstawowych parametrach określających warunki pracy przekładni, tj.:

  • temperaturę oleju lub otoczenia,
  • warunki pracy współpracujących kół zębatych przekładni (naciski oraz maksymalną prędkość poślizgu).

W tabeli 10 oraz 11 przedstawiono klasyfikację  środków  smarowych  do  przekładni  przemysłowych  zamkniętych
i otwartych, a w tabelach 12 i 13 warunki pracy środków smarowych w przekładniach przemysłowych wg ISO 6743-6: 1990.
 

Tabela 10 - Klasyfikacja środków smarowych do przekładni przemysłowych na podstawie ISO 6743-6:1990 klasa ISO-L-C (przekładnie zamknięte)

Specyficzne zastosowanie

Skład i właściwości

Symbol ISO L

Uwagi dotyczące zastosowań

Smarowanie ciągłe:

  • rozbryzgowe,
  • obiegowe,
  • natryskowe

Rafinowane oleje mineralne odporne na utlenianie o właściwościach przeciwkorozyjnych i przeciwpiennych

CKB

Umiarkowanie obciążone przekładnie

Oleje typu CKB z właściwościami EP i AW

CKC

Duże obciążenia, średnia temperatura pracy

Oleje typu CKC stabilne termo-oksydacyjnie

CKD

Duże obciążenia, wysoka temperatura pracy

Oleje typu CKB zmniejszające współczynnik tarcia

CKE

Przekładnie pracujące przy dużych współczynnikach tarcia (np. ślimakowe)

Środki smarowe odporne na utlenianie i o właściwościach EP oraz przeciwkorozyjnych, przystosowane do pracy w ekstremalnych (wysokich i niskich) temperaturach (środki smarowe syntetyczne półsyntetyczne)

CKS

Niska i wysoka temperatura pracy, umiarkowane obciążenia

Oleje typu CKS przystosowane do ekstremalnych (wysokich i niskich) temperatur i do pracy pod dużymi obciążeniami (środki smarowe syntetyczne i półsyntetyczne z dodatkami EP i AW

CKT

Niska i bardzo wysoka temperatura pracy, duże obciążenia

Smarowanie ciągłe:

  • rozbryzgowe

Smary plastyczne z dodatkami EP i AW

CKG

Umiarkowanie obciążone przekładni

 

Tabela 11 – Klasyfikacja środków smarowych do przekładni przemysłowych na podstawie ISO 6743-6: 1990 klasa ISO-L-C (przekładnie otwarte)

Specyficzne zastosowanie Skład i właściwości  Symbol ISO L Uwagi dotyczące zastosowań
Smarowanie okresowe: ręczne, rozbryzgowe, mgłą olejową Produkty asfaltowe zawierające dodatki przeciwkorozyjne CKH Przekładnie zębate pracujące w średnich temperaturach i pod umiarkowanymi obciążeniami
Środki smarowe typu CKH z dodatkami EP i AW CKJ
Smary plastyczne o podwyższonej odporności termicznej, właściwościach EP i AW oraz przeciwkorozyjnych CKL Przekładnie zębate pracujące w wysokich i bardzo wysokich temperaturach i pod umiarkowanymi obciążeniami
Smarowanie okresowe: ręczne Środki smarowe o podwyższonych właściwościach EP, umożliwiające stosowanie w warunkach ekstremalnie dużych obciążeń oraz dobrych właściwościach przeciw-korozyjnych  CKM Przekładnie pracujące przy obciążeniach okresowo wyższych niż przewidziane
Uwagi: EP dodatki przeciwzatarciowe, umożliwiają przenoszenie dużych nacisków (EP Extreme pressure), AW dodatki przeciwzużyciowe (AW Anti wear).

 

Tabela 12 – Ustabilizowana temperatura pracy oleju lub otoczenia wg ISO 6743-6: 1990

Określenie temperatury

Zakres temperatury, °C

Bardzo niska

<-34

Niska

-34÷-16

Normalna

-16÷+70

Średnia

+70÷+100

Wysoka

+100÷+120

Bardzo wysoka

>+120

 

Tabela 13 – Warunki wymuszeń na zębach przekładni wg ISO 6743-6: 1990

Rodzaj obciążenia

Wymuszenia

Obciążenie umiarkowane

Tʜ<500MPa

 

oraz

 

Ssmax<1/3V koła podziałowego

Obciążenie duże

Tʜ<500MPa

 

oraz

 

Ssmax>1/3V koła podziałowego

 

  1. KLASYFIKACJA JAKOŚCIOWO - LEPKOŚCIOWA WG AGMA 250-03

Podstawą klasyfikacji olejów do obudowanych przekładni przemysłowych AGMA 250-03 jest klasyfikacja lepkościowa
wg ISO 3448. Klasyfikacja obejmuje 9 klas lepkościowych oraz dwie klasy  jakościowe olejów:

  • oleje zawierające inhibitory utleniania i korozji
  • oleje zawierające dodatki EP

 

Tabela 14 – Klasyfikacja olejów do obudowanych przekładni przemysłowych wg AGMA

Klasy lepkościowe wg AGMA

Klasy lepkościowe wg ISO 3448

Lepkość względna w temp. 50°C, °E

Oleje z inhibitorami utleniania i korozji

Oleje z dodatkami EP

ISO VG

Przedział lepkości w temp. 40°C, mm²/s

 

1

-

46

41,4…50,6

3,65

2

2 EP

68

61,2…74,8

5,2

3

3 EP

100

90…110

7

4

4 EP

150

135…165

10

5

5 EP

220

198…242

15

6

6 EP

320

288…352

20

7 comp.¹

7 EP

460

414…506

28

8 comp.¹

8 EP

680

612…748

40

8Acomp.¹

-

1000

900…1100

60

Uwagi: 1) oleje zawierające 3…10% olejów tłuszczowych, poprawiających własności smarne i przeciwzużyciowe

 

  1. DOBÓR OLEJU DO PRZEKŁADNI

W  doborze  środka smarowego do przekładni najczęściej stosowane są zalecenia zawarte w normie ISO 6743-6,
klasyfikacji AGMA oraz producentów przekładni.
Dobierając olej do przekładni inny niż dotychczas stosowany, należy kierować się przede wszystkim zaleceniami wytwórcy urządzenia. Najczęściej producent przekładni podaje podstawowe charakterystyki zalecanego środka smarnego. Dobór polega na porównaniu wymagań producenta przekładni z danymi katalogowymi środka smarnego. W przypadkach gdy przekładnia pracuje w temperaturach ujemnych, należy również wziąć pod uwagę własności niskotemperaturowe oleju, tzn. temperaturę płynięcia oleju, która powinna być ok. 510°C niższa od najniższej temperatury w jakiej uruchamiana jest przekładnia.
Dobierając  środek  smarowy  do  przekładni przemysłowej należy uwzględnić  m.in.  następujące czynniki  (konstrukcyjne i eksploatacyjne), które mają istotne znaczenie dla jej poprawnej pracy oraz trwałości:

  • typ przekładni,
  • prędkość obrotowa,
  • stopień redukcji,
  • przenoszona moc,
  • powierzchnia styku zębów,
  • charakterystyka przenoszonych obciążeń
  • temperatura pracy (najwyższa i najniższa),
  • sposób smarowania.

 

  1.  EKSPLOATACJA OLEJU W PRZEKŁADNIACH PRZEMYSŁOWYCH.

Okres eksploatacji olejów w przekładniach zależy od warunków pracy. W umiarkowanych warunkach pracy
przekładni czas eksploatacji wynosi od pół do 1 roku. W trudnych warunkach okres ten może ulec skróceniu nawet do
1 miesiąca. Z praktyki eksploatacyjnej wynika, że dopiero po przekroczeniu pewnych parametrów należy podjąć decyzję odnośnie dalszej eksploatacji środka smarowego. Wartości graniczne tych parametrów przyjęto na podstawie badań doświadczalnych. Osiągniecie tych wartości nie oznacza, że olej należy wymienić, ale że od tej chwili zwrócić na niego większą uwagę, częściej go badać

Tabela 15 – Wartości ostrzegawcze dla dalszej eksploatacji olejów przekładniowych

Parametr oleju

Wartość

Metoda badania

Wygląd i zapach

Nagłe zmiany

Organoleptycznie

Zmiana lepkości w 40°C,%, max.

25

PN-81/C-04011

Zawartość wody, %obj., max.

0,2

PN-83/C-04523

Cząsteczki nierozpuszczalne w pentanie, %mas., max.

0,5

Spektroskopia absorpcyjna lub analiza w podczerwieni

Stężenie dodatków EP/przeciwzużyciowych, % (w stosunku do oleju świeżego), min

50

ASTM D

 

W przypadku pytań dotyczących doboru oleju do przekładni prosimy o kontakt z Działem Technicznym Tel.+48 81 820 07 88 lub e-mail: biuro@gorner.pl