Общие положения и рекомендации

Согласно ОСТ 12.14.191-81 для электромеханического оборудования шахт должны применяться смазочные материалы без токсичных для человека свойств и обладающие совместимостью с резиновыми и полимерными материалами, имеющимися в машине. Не должны применяться дефицитные и слабоосвоенные промышленностью смазочные материалы, а также те, в которых содержатся животные и растительные жиры. Желательно, чтобы число марок смазочного материала для одной машины было не более трех: одна марка смазочного масла, одна марка гидравлического масла (огнестойкой рабочей жидкости) и одна марка пластичного смазочного материала.

Для качественной смазки конкретного электромеханического устройства заводы-изготовители в руководствах по эксплуатации приводят необходимые данные по маркам основных смазочных материалов и их заменителям. Свойства заменителя должны обеспечивать выполнение всех функций и работоспособности оборудования в течение ограниченного времени. При этом вязкость заменяющего масла должна быть равной или несколько большей вязкости заменяемого масла. Степень очистки на заводах должна быть аналогичной или более глубокой; температура вспышки должна быть не меньше, чем у заменяемого масла, а температура замерзания - больше. Заменяющий смазочный материал должен иметь несущую способность, равную или большую, чем у заменяемого материала (предел прочности должен быть равен или больше, а число пенетрации равно или меньше). Температура каплепадения у заменяющего смазочного материала должна быть не ниже, чем у заменяемого, а показатель растворимости - аналогичным.

При отсутствии таблицы или карты смазывания смазочный материал для каждого конкретного агрегата или узла трения подбирают по аналогии с другими подобными машинами, т. е. в зависимости от воздействующих на контактирующие поверхности удельных нагрузок, скоростей качения или скольжения, температуры поверхностей трения деталей и окружающей среды, степени шероховатости и зазора между поверхностями трения, расположения поверхностей трения и пар трения и конструктивных особенностей систем смазывания. Надо помнить, что если с увеличением шероховатости и зазора, давления и температуры окружающей среды вязкость масла и его смазочная способность должны быть выше, то при больших скоростях скольжения или качения и увеличении диаметра подшипников требуется масло меньшей вязкости.

Согласно ОСТ 12.14.191-81 в зависимости от геометрии смазываемой пары и характера относительного перемещения смазываемых поверхностей имеет место гидродинамический (жидкостный) или граничный режим трения. В первом случае выбор масла должен быть основан на определении его вязкости, без учета действия присадок. Во втором случае необходимо выбирать смазочное масло, содержащее высокоэффективные противоизносные и противозадирные присадки.

Режим трения должен определяться по критерию долговечности:

                                         (1)

где h_min- минимальная толщина смазочного слоя, мкм, определяемая по уравнениям 2 и 3 (см. ниже); - среднее арифметическое отклонение шероховатости контактирующих поверхностей, определяемое по классам и разрядам шероховатости.

При λ≤1 контакт гребешков микронеровностей смазываемых поверхностей неизбежен, что недопустимо. Поэтому выбираемое масло при конкретном классе шероховатости контактирующих поверхностей, их радиусах и скоростях при заданной нагрузке должно отвечать условию 1. Если такое неравенство не выполняется, то выбираемое масло должно содержать высокоэффективные противозадирные и противоизносные присадки.

Минимальная толщина слоя масла для зубчатых колес и подшипников качения определяется по уравнению:

                                       (2)

где R - приведенный радиус кривизны смазываемых поверхностей в контакте, м:

R₁, R₂ - радиусы контактирующих деталей, м (знак плюс соответствует внешнему контакту, знак минус -внутреннему);

α - пьезокоэффициент вязкости масла, характеризующий зависимость вязкости от давления (м²/Н);

η - динамическая вязкость масла при рабочей температуре смазываемых поверхностей, (Па • с);

υ- средняя скорость движения смазываемых поверхностей деталей, м/с:

υ = (υ₁+υ₂)/2,

υ₁,υ₂- окружные скорости, м/с; Е - приведенный модуль упругости тел качения, Па; Р₀ - максимальное давление в контакте по Герцу, Па.

Пьезокоэффициент вязкости для применяемых масел в проектируемом оборудовании должен определяться экспериментально.

Минимальную толщину слоя масла для подшипников скольжения следует определять по уравнению

'                              (3)

где ν - кинематическая вязкость масла, м²/с;

  υ - линейная скорость вращения цапфы, м/с;

 d, d_п - диаметры цапфы и подшипника соответственно, м;

  Р_п - нагрузка на каждую единицу ширины подшипника, Н/м;

  ψ - относительный зазор между подшипником и цапфой;

 В — ширина подшипника, м.

Величина относительного зазора определяется по формуле:

ψ = (d_п - d)/d .

Выбор смазочного масла, выполняемый по данной методике, производится по паре трения с наибольшим контактным напряжением. Если в результате расчета λ не удовлетворяет требованию (1), можно принять масло большей вязкости. Если и эти меры не дают желаемого результата, то в масло необходимо ввести специальные присадки, уменьшающие трение.

Необходимую вязкость масла для машин, состоящих из различных узлов трения (например, редуктор) определяют экспериментально. Вычисляют вязкость по каждому узлу трения. В результате получают ряд вязкостей ВУ_min BУ_max