Lubrificarea șuruburilor cu bile: ulei vs grăsime, ghid de interval și bune practici de întreținere

Ce face lubrifierea în interiorul unui șurub cu bile

Contactul dintre o bilă de oțel și o cale de rulare întărită nu este o interacțiune netedă-la-suprafață. La nivel microscopic, este o serie de puncte de contact de-înaltă presiune în care bila se deformează ușor sub sarcină. Fără o peliculă de lubrifiant la aceste puncte de contact, suprafețele metalice interacționează direct - producând frecare, căldură și micro-uzură progresivă care în cele din urmă degradează atât bilele, cât și geometria canalului de rulare.

O peliculă de lubrifiant la punctul de contact face trei lucruri simultan. Separă suprafețele metalice pentru a preveni contactul direct. Transportă căldura departe de zona de contact. Și reduce rezistența la rulare pe care trebuie să o depășească motorul de antrenare.

Când lubrifierea este insuficientă, toate cele trei funcții se degradează simultan: suprafețele contact direct, căldura se acumulează local și frecarea de rulare crește. Rezultatul este un șurub cu bile care funcționează mai zgomotos, funcționează mai fierbinte și își pierde precizia dimensională mai repede decât ar prevedea durata de viață nominală.

Un punct care este adesea înțeles greșit: calitatea lubrifierii afectează cât de mult durează un șurub cu bile și cât de bine funcționează, dar nu modifică sarcina dinamică nominală Ca tipărită în catalog. Ca este un parametru de produs definit de geometria șurubului, materialul și procesul de fabricație. Ceea ce determină lubrifierea este dacă șurubul atinge cu adevărat acea durată de viață nominală în funcțiune.

Ulei vs Unsoare: Cum să alegi

Cele două tipuri de lubrifianți primari pentru șuruburile cu bile sunt uleiul și grăsimea. Ele se comportă diferit, se potrivesc diferitelor condiții de operare și necesită abordări diferite de întreținere. Alegerea incorect - folosind o grăsime grea într-o aplicație de-viteză mare, de exemplu - poate crește rezistența la rulare și generarea de căldură, în loc să le reducă.

Ulei lubrifiant

Uleiul are vâscozitate scăzută și curge liber prin circuitul cu bile. Acest lucru îl face bine-potrivit aplicațiilor-de mare viteză în care bilele circulă rapid și au nevoie de o peliculă reînnoită continuu. De asemenea, uleiul disipă căldura mai eficient decât grăsimea, deoarece curge departe de zona de contact și poate fi colectat, răcit și recirculat în sistemele de lubrifiere centralizate.

Dezavantajul uleiului este că nu rămâne pe loc. Pe un șurub cu bile care rulează rar, uleiul se scurge departe de suprafețele de contact între cicluri, lăsând calea de rulare temporar uscată la pornire. Acest lucru face ca uleiul să fie mai puțin potrivit pentru aplicații cu viteză redusă-sau cu sarcini-intermitente, cu excepția cazului în care există un sistem de alimentare continuă.

Folosiți ulei când:

• Viteza de funcționare produce o valoare Dm·N peste aproximativ 70.000 (Dm=diametrul mediu al șurubului în mm, N=viteza de rotație în RPM)
• Un sistem centralizat de lubrifiere este instalat pe mașină
• Aplicația este o axă CNC cu viteză mare-sau avans de precizie a axului
• Reînnoirea constantă a filmului este garantată de proiectarea sistemului de lubrifiere

Tipul de ulei recomandat: ulei de arbore ISO VG 32 până la VG 68 sau ulei de cale, în funcție de viteză și sarcină. Vâscozitate mai mare (VG 68) se potrivește la sarcini mai grele și viteze mai mici; vâscozitate mai mică (VG 32) se potrivește la viteze mai mari.

Unsoare lubrifiantă

Unsoarea este ulei combinat cu un agent de îngroșare care menține lubrifiantul în loc la suprafețele de contact. Rămâne acolo unde este aplicat, făcându-l alegerea practică pentru majoritatea instalațiilor industriale cu șuruburi cu bile care nu sunt conectate la un sistem centralizat de alimentare cu ulei.

Unsoarea este mai îngăduitoare pentru ciclurile de funcționare intermitente, deoarece agentul de îngroșare continuă să elibereze ulei în zona de contact chiar și în perioadele de activitate scăzută. De asemenea, oferă o rezistență mai bună la contaminarea cu praf și așchii, ceea ce este relevant pentru prelucrare și medii industriale generale.

Limitarea grăsimii este că, la viteze mari, agentul de îngroșare se poate agita și poate face ca unsoarea să se încălzească și să se degradeze mai repede decât uleiul. În aplicațiile cu viteză foarte mare-, grăsimea poate crește în loc să scadă rezistența la rulare.

Folosiți unsoare atunci când:

• Nu este prezent un sistem centralizat de lubrifiere cu ulei
• Viteza de operare este moderată (Dm·N sub aproximativ 70.000)
• Axa rulează intermitent sau la cicluri de lucru variabile
• Mediul are praf, așchii sau umiditate care ar putea contamina un lubrifiant mai ușor
• Axa este verticală, unde uleiul s-ar scurge departe de zona de contact

Tip de grăsime recomandat: unsoare NLGI grad 1 sau 2 pe bază de litiu-sau unsoare-complexă de litiu pentru aplicații industriale generale. Pentru viteze mai mari, o grăsime sintetică cu-base-ulei-vâscozitate scăzută (PAO sau bază ester) oferă o performanță mai bună la-viteză mare decât produsele pe bază de-ulei-minerale.

Considerații speciale de mediu

Aplicații alimentare și medicale:Unsorile standard pe bază de litiu-nu sunt potrivite. Orice lubrifiant utilizat în procesarea alimentelor, echipamentelor farmaceutice sau fabricarea dispozitivelor medicale trebuie să fie certificat NSF H1 pentru contactul accidental cu alimentele. Unsorile NSF H1 pe bază de ulei mineral alb- sunt disponibile de la majoritatea furnizorilor importanți de lubrifianți și trebuie specificate în faza de proiectare a echipamentului, nu adăugate ca urmare.

Medii cu temperatură scăzută{0}(sub 0 grade):Unsorile standard se îngroașă semnificativ la temperaturi scăzute, ceea ce crește rezistența la pornire și poate împiedica lubrifiantul să ajungă la suprafețele de contact în timpul primelor rotații. Specificați o unsoare sintetică clasificată pentru temperatura minimă de funcționare așteptată. Unsorile pe bază de PAO-răman de obicei pompabile și eficiente până la -30 de grade sau mai puțin, în funcție de formulare.

Medii cu temperatură ridicată (peste 80 de grade):Unsorile pe bază de ulei mineral-se oxidează și se evaporă mai rapid la temperaturi ridicate, scurtând intervalul efectiv de lubrifiere. Unsorile complet sintetice sau cele cu un pachet de aditivi pentru temperatură înaltă-mențin performanța mai bună peste 80 de grade .

Rezumatul comparației:

Intervale de lubrifiere: cât de des este suficient

Nu există un singur interval corect de lubrifiere pentru toate aplicațiile cu șuruburi cu bile. Intervalul depinde de viteza de funcționare, sarcină, temperatură, expunerea la contaminare, tipul de lubrifiant și dacă instalația folosește garnituri și ștergătoare.

Următoarele intervale de referință sunt puncte de plecare pentru șuruburile cu bile-lubrificate cu grăsime în medii industriale tipice. Acestea trebuie ajustate pe baza condițiilor reale de funcționare și confirmate prin monitorizarea temperaturii de funcționare și a zgomotului.

Pentru sistemele lubrifiate cu ulei-conectate la o alimentare centralizată, uleiul în sine este reînnoit continuu. În aceste instalații, sarcinile de întreținere relevante sunt monitorizarea nivelului și stării uleiului, înlocuirea uleiului la intervalul recomandat de producătorul mașinii (de obicei la fiecare 6-12 luni) și inspectarea filtrelor și a liniilor de distribuție.

Semne că intervalul trebuie scurtat:

• Temperatura de funcționare la piuliță este constant mai mare decât la punerea în funcțiune
• Zgomotul audibil a crescut de la ultima lubrifiere
• Precizia poziționării a variat fără o cauză mecanică
• Contaminarea vizibilă (așchii, lichid de răcire, praf) este prezentă în apropierea piuliței

Cât lubrifiant să aplici

Aplicarea prea puțin lubrifiant este o problemă evidentă. Aplicarea prea mult este una mai puțin evidentă, dar provoacă probleme reale: excesul de grăsime este deplasat în calea de întoarcere a bilei, crește rezistența la rulare, generează căldură și poate contamina componentele sau piesele din apropiere.

Instalare inițială (primul asamblare):
Umpleți interiorul piuliței până la aproximativ o-treime până la{1}}jumătate din volumul intern disponibil. Scopul este de a acoperi toate bilele și pistele de rulare cu o peliculă continuă, fără a împacheta nuca atât de plină încât bilele trebuie să treacă printr-o masă solidă de grăsime.

Majoritatea piulițelor cu șurub cu bile au un racord de ungere (mamelon) pe corpul piuliței. Aplicați unsoare încet prin acest fiting în timp ce rotiți axul șurubului cu mâna, astfel încât unsoarea să se distribuie uniform prin circuitul cu bile înainte ca axa să fie pusă sub putere.

Întreținere de rutină (reumplere):
Fiecare doză de completare ar trebui să fie de aproximativ 10–20% din cantitatea inițială de umplere. Pentru o piuliță standard SFU 2005 (20 mm diametru, 5 mm plumb), o umplere inițială tipică poate fi de 2-3 grame; fiecare reaprovizionare de rutină ar fi de 0,3–0,6 grame. Nucile mai mari necesită proporțional mai mult.

Dacă piulița nu are un racord de unsoare, abordarea practică este să aplicați o cantitate mică de unsoare direct pe arborele șurubului expus înaintea piuliței, apoi să rulați axa prin cursa sa completă de mai multe ori pentru a introduce lubrifiantul în zona de contact.

O verificare utilă pe teren:După aplicarea grăsimii și rularea axei, verificați temperatura corpului piuliței după 10-15 minute de funcționare. Un șurub cu bile lubrifiat corect care funcționează la viteză moderată ar trebui să atingă o temperatură stabilă cu 5-15 grade peste temperatura ambiantă. Dacă temperatura continuă să crească sau depășește 60 de grade la piuliță, acest lucru poate indica prea multă grăsime (barotație) sau prea puțină (film inadecvat). Reglați cantitatea în consecință.

Metode de lubrifiere: manuală, automată și centralizată

Lubrifiere manuală (pistol de unsoare sau seringă)

Cea mai comună abordare în echipamentele mici și mijlocii{0}}. Un pistol de unsoare sau o seringă de dozare este utilizată pentru a injecta grăsime prin racordul piuliței la intervalul programat.

Lubrifierea manuală este cu costuri reduse-și nu necesită hardware suplimentar, dar depinde în totalitate de programul de întreținere care este respectat în mod constant. În mediile de-producție ridicată, în care mașina funcționează continuu, intervalele de lubrifiere manuală sunt ușor de ratat. Un jurnal de lubrifiere scris atașat la mașină este o modalitate simplă, dar eficientă de a menține disciplina.

Cel mai bun pentru:Echipamente cu puține puncte de lubrifiere, piulițe accesibile și o rutină de întreținere structurată.

Lubrifiatoare automate cu un singur punct

Un lubrifiant cu un singur punct-este un dispozitiv autonom-cartuș care se montează direct pe ungerea piuliței și furnizează o doză controlată, continuă de unsoare pe o perioadă stabilită (de obicei, 1, 6 sau 12 luni). Dispozitivul funcționează fără alimentare externă, utilizând un mecanism-acționat cu gaz sau cu arc-pentru a împinge încet grăsimea în piuliță.

Aceste dispozitive elimină riscul de pierdere a intervalelor de lubrifiere și sunt utile în special pe axele care sunt greu accesibile pentru service manual - în interiorul carcasei, pe porturile aeriene sau pe liniile automate cu ciclu mare-.

Limitarea este costul pe punct de lubrifiere și necesitatea înlocuirii cartuşului când este gol. De asemenea, aceștia nu pot răspunde la condițiile de funcționare în schimbare: o mașină care rulează în schimburi duble va epuiza lubrifiantul mai repede decât pentru care este calibrat dispozitivul.

Cel mai bun pentru:Axe greu de acces-{-, echipamente automate cu ciclu înalt- și aplicații în care întreținerea manuală nu poate fi programată în mod fiabil.

Sisteme de lubrifiere centralizată (standard pentru mașini CNC)

Majoritatea centrelor de prelucrare CNC și a mașinilor de șlefuit de precizie sunt echipate cu un sistem centralizat de lubrifiere care distribuie uleiul sau grăsimea în mai multe puncte de lubrifiere - șuruburi cu bile, ghidaje liniare și rulmenți axului - printr-o rețea de linii de distribuție și supape de dozare.

Sistemul este controlat de CNC-ul mașinii, care declanșează un impuls de lubrifiere la intervale stabilite (de obicei la fiecare 30-120 de minute de la mașină-la timp). Cantitatea livrată în fiecare punct este setată de calibrarea supapei de dozare.

Pentru mașinile cu lubrifiere centralizată, sarcinile de întreținere sunt monitorizarea nivelului rezervorului, completarea cu gradul corect de lubrifiant, inspectarea liniilor de distribuție pentru scurgeri sau blocaje și înlocuirea completă a lubrifiantului la intervalul recomandat de producătorul mașinii.

Important:Nu amestecați niciodată clasele sau mărcile de lubrifianți într-un sistem centralizat fără a verifica compatibilitatea. Unele tipuri de agenți de îngroșare a grăsimilor sunt incompatibile între ele și vor forma un depozit dur care blochează liniile de distribuție.

Cel mai bun pentru:Mașini CNC cu mai multe-axe, echipamente de șlefuit de precizie și orice mașină în care este necesară lubrifierea consecventă și automată în mai multe puncte.

Lubrifierea la prima asamblare: pasul sărit cel mai adesea

Etapa de asamblare este atunci când apar cel mai adesea problemele de lubrifiere, deoarece este etapa care primește cea mai mică atenție.

Un șurub cu bile care vine de la producător are un strat protector ușor aplicat pentru protecția împotriva coroziunii în timpul transportului și depozitării. Această acoperire nu este un lubrifiant funcțional. Înainte ca șurubul să fie instalat și rulat pentru prima dată, acesta trebuie să fie lubrifiat corespunzător cu lubrifiantul care va fi utilizat în service.

Utilizarea unui șurub cu bile nou uscat sau numai cu stratul de protecție, chiar și pentru o perioadă scurtă în timpul punerii în funcțiune a mașinii, poate crea modele de uzură pe calea de rulare care persistă pe toată durata de viață a șurubului și accelerează degradarea-pe termen lung.

Procedura corectă la asamblare:

1. Ștergeți arborele șurubului cu o cârpă curată, fără scame-pentru a îndepărta reziduurile de ambalaj. Nu folosiți solvenți care ar putea ataca garniturile.
2. Aplicați lubrifiantul selectat pe arborele șurubului în zona care va fi acoperită de piuliță.
3. Înfiletați piulița pe arbore încet, rotind cu mâna pentru a vă asigura că lubrifiantul este introdus în circuitul cu bile înainte de a se aplica puterea.
4. Dacă piulița are un racord de uns, injectați cantitatea de umplere inițială prin fiting după filetarea piuliței pe arbore.
5. Rulați axa prin mai multe cicluri lente,{0}}întregii înainte de a porni la viteză sau la sarcină normală.

Această lubrifiere inițială durează zece minute și are un efect măsurabil asupra-performanței pe termen lung. Ar trebui să fie un pas documentat în lista de verificare a asamblarii mașinii, nu o gândire ulterioară.

Greșeli frecvente de lubrifiere

Concluzie

Ungerea șuruburilor cu bile nu este complicată, dar necesită alegeri deliberate: tipul de lubrifiant potrivit pentru starea de viteză și sarcină, intervalul potrivit pentru mediul de operare, cantitatea potrivită pentru a acoperi suprafețele de contact fără a provoca agitare și metoda potrivită pentru a asigura că lubrifiantul ajunge efectiv la circuitul cu bile.

Consecința alegerii corecte este un șurub cu bile care funcționează la temperatura de funcționare și nivelul de zgomot pentru care a fost proiectat și atinge sau depășește durata de viață nominală. Consecința greșirii lor este degradarea treptată care pare o problemă de calitate a produsului, dar este de fapt o problemă de întreținere.

Dacă specificați o nouă instalare cu șurub cu bile și doriți îndrumări cu privire la tipul de lubrifiant, intervalul și metoda de lubrifiere pentru condițiile specifice ale axei, echipa de ingineri DLY vă poate revizui cerințele și vă poate oferi o recomandare alături de specificațiile produsului.