1. Sprężarki – klasyfikacja i układy smarowania
Sprężarki, zwane również kompresorami, są to maszyny służące do zwiększania ciśnienia sprężanego czynnika (powietrza, gazu, czynnika chłodniczego) do żądanej wartości końcowej. Podstawowym parametrem charakteryzującym pracę sprężarek jest stopień sprężania, czyli stosunek ciśnienia tłoczenia do ciśnienia ssania. Ponieważ proces sprężania wiąże się ze wzrostem temperatury gazu, w przypadkach gdy wymagane jest wysokie ciśnienie tłoczenia, stosuje się sprężanie wielostopniowe. W sprężarkach wielostopniowych gaz schładzany jest pomiędzy kolejnymi stopniami w pośrednich chłodnicach powietrznych lub wodnych.
Ze względu na rodzaj zastosowania sprężarki dzielą się na:
- Sprężarki powietrza
- Sprężarki gazowe
- Pompy próżniowe
- Sprężarki chłodnicze
Układy smarowania sprężarek wynikają z ich budowy konstrukcyjnej i są bardzo różnorodne. W układach tych stosowane są praktycznie wszystkie techniki smarowania statycznego i hydrodynamicznego. W najbardziej rozpowszechnionych sprężarkach tłokowych smarowane są dwa podstawowe zespoły części: mechanizmy (łożyska wołu korbowego i korbowodu, wodziki) oraz cylindry (tłoki, pierścienie tłokowe uszczelniające, ścianki cylindrów, zawory). Doprowadzenie środka smarującego do powierzchni trących może być rozwiązane metodami bezciśnieniowymi (np. smarowanie rozbryzgowe, grawitacyjne) lub ciśnieniowymi (np. smarowanie poprzez wtrysk oleju).
Zadania jakie musi spełniać olej sprężarkowy, w każdym zastosowanym układzie smarowania są następujące:
- zmniejszenie tarcia
- zmniejszenie zużycia współpracujących części
- odprowadzenie ciepła powstającego na skutek tarcia i sprężania gazu
- odprowadzenie produktów zużycia i innych zanieczyszczeń stałych z układu smarowania
- ochrona przed korozją
- uszczelnianie komór roboczych
2. Warunki pracy i wymagania ogólne.
Podstawowymi parametrami pracy, wpływającymi na jakość stosowanego oleju sprężarkowego są: temperatura, ciśnienie i czystość sprężonego czynnika.
Temperatura pracy definiuje wymaganą lepkość oleju; w temperaturze maksymalnej olej musi wykazywać lepkość na tyle wysoką, oby ochronić powierzchnie trące i pełnić funkcje uszczelniającą. Wysoki indeks lepkościowy zabezpiecza odpowiednią lepkość oleju w wyższych temperaturach i jednocześnie zapewnia dobry start sprężarki oraz szybkie dostarczenie czynnika smarującego do wszystkich skojarzeń trących. Oleje sprężarkowe muszą wykazywać dobrą stabilność termiczna, określoną poprzez niską pozostałość po skoksowaniu, ponieważ w wysokich temperaturach pracy i w kontakcie z powietrzem, olej występujący w postaci cienkiego filmu ulega łatwo procesowi destrukcji termicznej, tworząc koks. Rozgrzany koks, osadzony no ściankach układu wylotowego może doprowadzić do zapalenia mieszaniny powietrza i mgły olejowej i doprowadzić do wybuchu sprężarki.
Oleje sprężarkowe nie powinny zawierać lotnych składników, Temperatura zapłonu tych olejów powinno wynosić o 40'C do 50'C więcej niż najwyższa temperatura występująca w układzie sprężania. Wzrost ciśnienia powoduje wypychanie oleju z pomiędzy pierścieni tłoka i ścianki cylindra (w sprężarkach tłokowych), względnie między ścianą wirnika i łopatkami (w sprężarkach łopatkowych), stwarzając ryzyko przerwania ciągłości smarowania. Z tego powodu lepkość oleju musi być odpowiednio wysoko. Pożądane są również dobre własności przeciwzatarciowe oleju.
Wewnętrzne przemieszczanie się czynnika sprężanego wymusza transport cząstek kurzu do sprężarki, co może powodować powstawanie osadów stałych z przewagą składników nieorganicznych nad organicznymi. Problemom tym może przeciwdziałać sprawny system filtracji sprężonego czynnika (powietrza).
Kolejnym parametrem wpływającym na jakość oleju jest wilgoć. Im wyższa jest temperatura sprężanego gazu, tym wyższa jest zawartość w nim wilgoci. Wilgoć może kondensować i powodować korozję powierzchni części trących, np., tłoka lub końcówek łopatek. Podczas pracy sprężarki produkty korozji zostają usunięte, o nieosłonięte powierzchnia wystawiona jest na dalsze działanie korozyjne, Wynikiem tego są głębsze wżery, ścieranie i niszczenie powierzchni trących. Olej sprężarkowy winien adsorbować i usuwać z układu produkty korozji i wodę. Jeśli ilość wilgoci jest duża, olej powinien tworzyć z nią emulsję o własnościach kohezyjnych, tj. przyczepną do metalu. Zabezpieczeniem przed problemami związanymi z obecnością wilgoci w układzie jest osuszanie wlotowego gazu. Oleje do sprężarek gazowych i sprężarek powietrza otrzymywane są najczęściej z rop naftenowych, z bardzo dokładnie zrafinowanych wąskich frakcji próżniowych. Oleje wyższych klas jakościowych mogą zawierać dodatki przeciwutleniające, przeciwkorozyine, myjące i przeciwpienne. Natomiast nie stosuje się dodatków polimerowych, poprawiających własności niskotemperaturowe i reologiczne, ze względu na ich skłonność do koksowania. Jako bazy w produkcji olejów sprężarkowych stosowane są również oleje syntetyczne, głównie polialfaolefiny (PAO) oraz zblokowane przestrzennie estry poliglikoli i kwasów tłuszczowych. Oleje do pomp próżniowych powinny charakteryzować się niską prężnością par, dobraną właściwie do parametrów uzyskiwanej próżni oraz dobrą stabilnością chemiczną i termiczną. Najczęściej stosowane są oleje mineralne, uzyskiwane z głębokorafinowanych, wąskich frakcji próżniowych lub specjalne oleje syntetyczne o niskiej prężności par.
3. Klasyfikacja olejów do sprężarek.
Aktualnie stosowaną klasyfikacją olejów sprężarkowych jest klasyfikacja według lSO 6743 - 3A 1987. Dotyczy ona olejów do sprężarek tłokowych i rotacyjnych oraz do mechanicznych pomp próżniowych, tj. środków smarowych z grupy D (wg lSO 6743). Do grupy tej należą również oleje do sprężarek gazu i sprężarek chłodniczych, których klasyfikację przedstawia norma lSO 6743-3B: 198. Obu wymienionym normom lSO odpowiada równoważna norma PN-91 /C-96099/05.
Ponadto, jako norma próbna, funkcjonuje norma międzynarodowa ISO/CD 6743-3: 1994, obejmująca następujące podgrupy:
- A (A-air) -oleje do sprężarek powietrza
- V (V-vacum} -oleje do pomp próżniowych
- G (G - gas) - oleje do sprężarek gazu
- R (R - refrigerator) - oleje do sprężarek chłodniczych
W tabeli nr 1 przedstawiono klasyfikację środków smarowych do sprężarek powietrza i pomp próżniowych, wg PN-91/C-96099/05 (lSO 6743 - 3A).
Dla ustalania typu pracy sprężarek (lekko, średnia, intensywna) norma podaje wskazówki ułatwiające użytkownikowi dobór środków smarowych, tj. graniczne wartości temperatury i ciśnienia tłoczenia oraz stopnia sprężania gazu. Zostały one przytoczone,.
- w tabeli 2 - dla sprężarek powietrznych tłokowych i łopatkowych smarowanych kroplowo,
- w tabeli 3 – dla sprężarek powietrznych rotacyjnych z wtryskiem oleju.
Norma lSO 6743 - 3A przewiduje również możliwość zastosowania dla obu typów sprężarek oleju wyższej klasy, niż wynika z warunków pracy, w przypadku dużej wilgotności powietrza wlotowego lub małej ilości oleju w układzie smarowania.
W Polsce często stosowana jest również klasyfikacja, wg niemieckiej normy DlN 51506: 1985, olejów do tłokowych i rotacyjnych sprężarek powietrza smarowanych kroplowo obejmująca: czyste oleje mineralne (kategorie VB i VC) oraz oleje zawierające dodatki przeciwutleniające i przeciwkorozyjne (kategorie VB-L, VC-L, VD-L). W tabeli 4 podano podstawowe kryteria klasyfikacji olejów do sprężarek wg w/w normy.
Tabela 1 - Klasyfikacja środków smarowych do sprężarek powietrza wg lSO 6743-3A
| Podstawowe zastosowanie | Szczegółowe zastosowanie | Szczególnie wskazane zastosowanie | Kod literowy oznaczający rodzaj produktu ISO-L | Typowe zastosowanie (warunki pracy) | Uwagi |
| Sprężarki powietrza Pompy próżniowe | Wyporowe sprężarki powietrza z komorami sprężania smarowanymi olejem Wyporowe sprężarki powietrza z nie smarowanymi komorami sprężania Sprężarki przepływowe Wyporowe pompy próżniowe o smarowanych komorach sprężania | Sprężarki tłokowe (wodzikowe i bezwodzikowe) lub obrotowe (łopatkowe) smarowane kroplowo Sprężarki obrotowe (łopatkowe i śrubowe) zalewane olejem Sprężarki z pierścieniem cieczowym oraz sprężarki łopatkowe i śrubowe zalewane wodą Sprężarki tłokowe bezsmarowe Sprężarki obrotowe bezsmarowe Turbosprężarki promieniowe i osiowe Pompy próżniowe tłokowe, pompy próżniowe obrotowe smarowane kroplowo Pompy próżniowe obrotowe (łopatkowe i śrubowe) Uszczelniane olejowo pompy próżniowe obrotowe (łopatkowe i nurnikowe) | DAA DAB DAC DAG DAH DAJ - - DVA DVB DVC DVD DVE DVF | Lekkie Średnie Ciężkie Lekkie Średnie Ciężkie - - Niska próżnia, do gazów nieagresywnych Niska próżnia, do gazów agresywnych Średnia próżnia, do gazów nieagresywnych Średnia próżnia do gazów agresywnych Wysoka próżnia, do gazów nieagresywnych Wysoka próżnia, do gazów agresywnych | Stosuje się środki smarowe jak do kół zębatych, łożysk i przekładni Stosuje się środki smarowe jak do łożysk i przekładni zębatych Niska próżnia od 10² do 10⁻¹kPa Średnia próznia od 10⁻¹ do 10⁻⁴kPa Wysoka próżnia od 10⁻⁴ do 10⁻⁸kPa |
Tabela 2 – Kryteria określania typu pracy sprężarek powietrznych tłokowych
| Rodzaj pracy | Symbol klasy oleju | Warunki pracy | |
| Lekka Średnia Ciężka | DAA DAB DAC | Praca przerywana Praca ciągła Praca przerywana Praca ciągła Praca przerywana lub ciągła | Czas wystarczający na schłodzenie między okresami pracy, albo poprzez:
1. Ciśnienie odciążenia ≤1000kPa (10 barów) Temperatura odciążenia ≤160°C Stosunek ciśnień na stopniu ˂3:1 lub 2.Ciśnienie odciążenia ˃1000kPa (10 barów) Temperatura odciążenia ≤140°C Stosunek ciśnień na stopniu ˂ 3:1 Czas wystarczający na schłodzeniem między okresami pracy, albo poprzez: 1.Ciśnienie odciążenia≤1000kPa (10 barów) Temperatura odciążenia ≤160°C lub 2.Ciśnienie odciążenia ˃ 1000 kPa (10 barów) Temperatura odciążenia ˃ od 140°C, ale ≤160°C lub 3. Stosunek ciśnień na stopniu ˃ 3:1 Przy spełnionych warunkach, jak dla pracy średniej oraz dodatkowo, przy obawie wykształcania się koksu w systemie odciążania. |
Tabela 3 – Kryteria określania typu pracy rotacyjnych sprężarek powietrznych z wtryskiem oleju
| Rodzaj pracy | Symbol klasy oleju | Warunki pracy |
| Lekka Średnia Ciężka | DAG DAH DAJ | 1.Temperatura rozładowania wylotu powietrza przy wyjściu z bloku sprężarki ˂ 90°C 2.Ciśnienie tłoczenia ˂ 800 kPa (8 barów) 1.Temperatura rozładowania wylotu powietrza przy wyjściu z bloku sprężarki ˂ 100°C 2.Ciśnienie tłoczenia od 800 kPa do 1500 kPa (8 do 15 barów) lub 3.Temperatura rozładowania wylotu powietrza przy wyjściu z bloku sprężarki od 100°C do 110°C 4.Ciśnienie tłoczenia ˂ 800 kPa (8 barów) 1.Temperatura rozładowania wylotu powietrza przy wyjściu z bloku sprężarki ˃ 100°C 2.Ciśnienie tłoczenia ˂ 800 kPa (8 barów) lub 3.Temperatura rozładowania wylotu powietrza przy wyjściu z bloku sprężarki ≥100°C 4.Ciśnienie tłoczenia od 800 kPa do 1500 kPa (8 do 15 barów) lub 5.Ciśnienie tłoczenia ˃ 1500 kPa (15 barów) |
Tabela 4 – Kryteria klasyfikacji olejów do sprężarek powietrznych wg normy DIN 51506
| Klasa oleju | Dla przenośnych sprężarek powietrznych, sprężarek sygnalizatorów i regulatorów w pojazdach, w których temperatura końca sprężania wynosi | Dla stacjonarnych sprężarek powietrznych ze zbiornikiem sprężonego powietrza lub siecią kanałów dystrybucyjnych, w których temperatura końca sprężania wynosi: |
| VD-L VC VC-L VB VB-L | do 220°C do 220°C do 140°C | do 220°C do 160°C do 140°C |
W przypadku zapytań dotyczących doboru oleju dla sprężarek powietrznych i pomp próżniowych prosimy o kontakt z Działem Technicznym tel.+48 81 820 07 88 lub e-mail: biuro@gorner.pl
Działamy na terenie województw: dolnośląskie, mazowieckie, lubuskie, śląskie, opole, małopolskie, kujawsko-pomorskie, podlaskie, pomorskie, podkarpackie, łódzkie, warmińsko-mazurskie, świętokrzyskie, lubelskie, wielkopolskie, zachodniopomorskie.
W ciągu 24 godzin nasze produkty wysyłamy firmą spedycyjną do takich miast jak: Warszawa, Białystok, Gdańsk, Gorzów Wlkp., Katowice, Kielce, Kraków, Lublin, Łódź, Olsztyn, Opole, Poznań, Rzeszów, Toruń, Wrocław, Bydgoszcz, Zielona Góra, Szczecin.