8.3. Способы смазывания подшипников качения пластичным материалом

Пластичные смазочные материалы применяют в тех случаях, когда специальное охлаждение опор не требуется, например, при смазывании радиально-упорных шарикоподшипников с углом контакта 12°…18° при d·n = (5...6)·10⁵ мм·мин^-1, других опор при d·n= (3...3,5)·10⁵ мм·мин^-1.

Пластичный смазочный материал особенно целесообразно применять в автономных шпиндельных узлах, не имеющих зубчатых передач, которые обычно смазываются жидким маслом, а также в шпиндельных узлах, расположенных вертикально или наклонно, при этом их уплотнения становятся более простыми.

При проектировании шпиндельных узлов с подшипниками, смазываемыми пластичным материалом, следует определить минимально необходимый для опоры объем материала, сделать прогноз его срока службы, предусмотреть надежные уплотнения узла как со стороны коробки скоростей, так и с наружной стороны. Излишний смазочный материал в опоре вызывает ее повышенный нагрев, поэтому объем материала в опоре не должен превышать требуемого минимума. Объем масла, которое должно быть заложено в опору, определяется по формуле:

Q=d_m·B·k, см³, (8.3)

где d_m — средний диаметр подшипника, мм;

• В — ширина подшипника, мм (для упорных и упорно-радиальных шарикоподшипников вместо В подставляют высоту подшипника);

• k — коэффициент, равный 0,01; 0,015; 0,02; 0,03; 0,04 для подшипников, имеющих диаметр отверстия соответственно 40...100, 100...130, 130...160, 160...200, 200 и более миллиметров.

Периодически в опоры необходимо вводить дополнительные объемы масла:

Q= D·B·k₁ , см³, (8.4)

где D и В — наружный диаметр и ширина подшипника, мм;

k₁ — коэффициент, зависящий от периодичности пополнения подшипника смазочным материалом: при ежедневном пополнении k₁ = 0,0012...0,0015; при еженедельном k₁ = 0,0015..,0,002; при пополнении раз в месяц k₁ = 0,002...0,003; при пополнении раз в год k₁ = 0,003...0,0045.

Дополнительно вводимые объемы смазочного материала могут быть увеличены в случае неблагоприятных внешних факторов, действующих на подшипник (запыленность), или при отсутствии опасности переполнения подшипника (имеет большой корпус).

Применяется минимальное смазывание малыми дозами литиевого или барий-литиевого смазочного материала, способного работать при высокой частоте вращения подшипника. Под действием центробежных сил лишний смазочный материал вытесняется с дорожек качения в предусмотренную для него полость. На дорожках качения остается всего несколько кубических миллиметров масла, обеспечивающих предельную быстроходность подшипников, которая только на 30—35 % ниже быстроходности при использовании жидкого смазочного материала.

Срок замены смазочного материала в опоре прецизионного шпинделя определяют в зависимости от его частоты вращения n, предельной частоты вращения подшипника п_п при смазывании пластичным материалом и коэффициента k, зависящего от типа подшипника:

Тип подшипника: k

радиальный шариковый 1,8

радиально-упорный шариковый 1,4

радиальный роликовый 1

упорный шариковый 1

радиально-упорный роликовый 0,8

упорный роликовый 0,3

Вычисляют коэффициент т = k·п_п/n и находят срок замены масла Т,ч:

т Т т Т

1,0 50...1000 3,5 4800...5600

1,1 850...1300 3,8 5300...6100

1,2 1000...1500 4,2 5800...6800

1,3 1250...1700 5,0 7000...7900

1,45 1500...1900 5,5 7700...8700

1,6 1800...2200 6 8500...95000

1,8 2100...2500 6,7 9300...10000

2 2400...3000 7,4 10000...11000

2,2 2700...3300 8,1 11000...12500

2,4 3000...3700 9 12000...13500

2,6 3400...4000 20,0 24000...25000

2,9 3900...4500 50 48000...50000

3,2 4200...5000

Когда станок работает с переменной частотой вращения шпинделя, срок замены смазочного материала определяют по формуле:

, (8.5)

где q_i — доля времени работы станка с частотой вращения шпинделя п_i;

Т_i — срок службы смазочного материала в подшипнике при вращении с постоянной частотой п_i;

l — число ступеней частоты вращения.