Dobór smaru wysokotemperaturowego do łożysk jest ważny dla ich trwałości. Niewłaściwy produkt potrafi skrócić żywotność łożyska z lat do miesięcy, mimo że samo łożysko jest prawidłowo dobrane konstrukcyjnie. Warto przy tym wiedzieć, że zawsze liczy się nie tylko górna temperatura podana przez producenta, ale cały zestaw parametrów, w tym baza olejowa, zagęszczacz, dodatki, konsystencja NLGI, lepkość oraz kompatybilność ze smarami już obecnymi w maszynie.
Smar wysokotemperaturowy do łożysk – kiedy naprawdę jest potrzebny?
Smar wysokotemperaturowy jest potrzebny zawsze wtedy, gdy temperatura pracy łożyska w warunkach ustalonych zbliża się do granic typowych smarów uniwersalnych, czyli powyżej około 120–130°C, lub gdy przewidywane są częste, kontrolowane przegrzania powyżej tej wartości. W aplikacjach przemysłowych dotyczy to m.in. łożysk w piecach, suszarniach, wentylatorach gorącego powietrza, napędach przenośników przy piecach, a także łożysk w maszynach, gdzie nagrzewanie wynika z dużych prędkości obrotowych i strat tarcia.
Warto rozdzielić sytuacje, w których smar do łożysk faktycznie rozwiązuje problem, od tych, gdzie wystarczy zoptymalizować dosmarowanie lub usunąć przyczynę nadmiernego dogrzewania (np. niewspółosiowość, zbyt duże napięcie pasa, zanieczyszczenia). Tym samym warto zacząć od audytu punktów smarowania, pomiaru temperatur i analizy przyczyn przegrzewania, a dopiero potem dobrania konkretnego smaru wysokotemperaturowego wraz ze zmianą planu dosmarowania. Takie podejście ogranicza ryzyko „przykrywania” problemów konstrukcyjnych samym tylko podniesieniem klasy temperaturowej środka smarnego.
Zapewnij niezawodne smarowanie maszyn i urządzeń przemysłowych z rozwiązaniami Bamex – precyzyjne systemy minimalizujące tarcie i wydłużające żywotność sprzętu. Automatyczne systemy smarowania od Bamex redukują zużycie energii, ograniczają awarie i poprawiają efektywność produkcji w Twoim zakładzie. Zamów profesjonalne smarowanie. Skontaktuj się po indywidualną wycenę i doradztwo techniczne!
Zakres temperatur smarów wysokotemperaturowych do łożysk: praca ciągła vs krótkotrwałe przegrzania
W kartach technicznych smarów pojawia się kilka parametrów temperaturowych: dolna temperatura pracy, zalecana górna temperatura pracy ciągłej oraz temperatura kroplenia, która zwykle jest istotnie wyższa niż realny limit ciągły.
Temperatury kroplenia rzędu 250–300°C dla smarów litowo-kompleksowych czy wapniowo-sulfonianowych nie oznaczają, że można bezpiecznie pracować w takich warunkach przez tysiące godzin; dla większości smarów ciągły zakres pracy kończy się zwykle w okolicach 150–180°C, a powyżej tej wartości drastycznie rośnie tempo utleniania bazy olejowej i degradacji struktury smaru.
To dlatego przy doborze smaru wysokotemperaturowego trzeba rozróżnić dwa scenariusze. W pracy ciągłej istotne jest, aby średnia temperatura robocza łożyska mieściła się w zalecanym przez producenta oknie – np. do 160°C przy odpowiednio dobranym interwale dosmarowań, co pozwala zachować akceptowalną trwałość smaru i przewidywalne własności reologiczne. Krótkotrwałe przegrzania, wynikające np. z cyklu grzania pieca lub rozruchu ciężkiej maszyny, można obsłużyć smarem do łożysk, który toleruje szczytowe temperatury wyższe o 20–40°C od nominalnej, o ile łączny czas przebywania w tym zakresie jest ograniczony i kompensowany skróceniem okresów między dosmarowaniami i obserwacją stanu łożyska.
Przy aplikacjach z cyklicznym nagrzewaniem (np. linie termicznego formowania tworzyw) często łączy się smar wysokotemperaturowy z dodatkowymi środkami zarządzania ciepłem – ekranami, izolacją osłon, czy systemem nadmuchu, aby utrzymać realną temperaturę łożyska w bezpiecznym „ciepłym” zakresie 70–150°C, nawet jeśli medium procesowe ma znacznie wyższą temperaturę. Takie rozwiązania są typowym elementem kompleksowej termomodernizacji linii przemysłowych, gdzie celowo zmniejsza się obciążenie cieplne łożysk, zamiast jedynie podnosić klasę temperaturową smaru.
Skład smaru wysokotemperaturowego do łożysk: baza olejowa, zagęszczacz, dodatki EP/AW – co daje efekt w praktyce?
Smar do łożysk to w uproszczeniu olej bazowy „unieruchomiony” w strukturze zagęszczacza z dodatkiem pakietu uszlachetniaczy; to właśnie baza i zagęszczacz decydują o odporności temperaturowej, a dodatki modyfikują zachowanie pod obciążeniem i w warunkach granicznych. W smarach wysokotemperaturowych bazę stanowią najczęściej minerały o wysokim wskaźniku lepkości lub syntetyki, które zachowują odpowiednią lepkość w szerokim zakresie temperatur i wolniej się utleniają niż oleje standardowe.
Zagęszczacz determinuje strukturę i stabilność smaru, a dodatki AW (anti-wear) i EP (extreme pressure) stają się ważne, gdy łożysko pracuje przy wysokich obciążeniach, udarach lub w warunkach smarowania granicznego, np. przy rozruchu w wysokiej temperaturze, gdy film olejowy jest jeszcze cienki.
- Dodatki AW tworzą na powierzchni cienkie, reaktywne warstwy ochronne, ograniczając zużycie przy umiarkowanych naciskach.
- Natomiast dodatki EP aktywują się przy wyższych naciskach i temperaturach, zabezpieczając elementy toczne przed zatarciem.
Konsystencja NLGI i lepkość bazy – jak dobrać do prędkości i obciążenia
Konsystencja NLGI (np. 1, 2, 3) określa „twardość” smaru i wprost przekłada się na jego zdolność do utrzymania się w miejscu oraz do przepływu w punkcie smarowania. Dla większości łożysk tocznych w maszynach przemysłowych standardem jest NLGI 2, która zapewnia dobry kompromis między stabilnością a zdolnością do penetracji i przepływu, natomiast w bardzo wolnoobrotowych, mocno obciążonych i nagrzewających się łożyskach stosuje się czasem smary twardsze (NLGI 2–3), a w układach centralnego smarowania – smary luźniejsze (NLGI 0–1), aby ułatwić tłoczenie w długich liniach.
Równie istotna jest lepkość bazowego oleju (ISO VG), która w smarach do łożysk typowo mieści się w przedziale od ok. 68–100 cSt dla bardzo szybkich łożysk silnikowych do 220–460 cSt i więcej dla wolnoobrotowych, ciężko obciążonych łożysk w gorącym otoczeniu. Wysoka lepkość poprawia nośność filmu smarnego i odporność na zgniecenie przy udarach, ale zwiększa opory tarcia i generuje więcej ciepła w łożyskach szybkoobrotowych, dlatego do łożysk o wysokim wskaźniku DN (średnica × obroty) wybiera się zwykle smary o niższej lepkości bazy, nawet jeśli sama konsystencja NLGI jest stosunkowo wysoka.
W praktyce dobór wygląda następująco: dla łożysk wentylatorów i silników w wysokiej temperaturze, ale o dużych prędkościach obrotowych, stosuje się smar NLGI 2 na bazie oleju ISO VG 68–100, często z zagęszczaczem poliurea lub litowo-kompleksowym i dodatkami AW, aby ograniczyć wzrost temperatury przy zachowaniu stabilnego filmu smarnego. Z kolei dla łożysk wolnoobrotowych w strefach gorących, np. podporowych rolek pieców czy transporterów, preferuje się wyższą lepkość bazy (ISO VG 220–460), często z dodatkami EP oraz zagęszczaczem o bardzo dobrej odporności mechanicznej i temperaturowej, co umożliwia przenoszenie dużych obciążeń przy ograniczonej prędkości i wysokiej temperaturze medium procesowego.
Plan dosmarowania: ilość, interwały, objawy przegrzania i wypłukiwania
Nawet najlepiej dobrany smar wysokotemperaturowy nie spełni swojej roli bez przemyślanego planu dosmarowania, opartego na warunkach pracy łożyska, temperaturze, prędkości DN i środowisku (pył, woda, chemikalia). Producenci smarów i łożysk publikują wzory pozwalające oszacować zarówno ilość smaru na pierwszy załadunek, jak i interwały dosmarowań, które w wysokich temperaturach i przy dużych prędkościach mogą skracać się z miesięcy do tygodni, a nawet dni.
Objawami niedosmarowania i przegrzania łożyska są systematyczny wzrost temperatury przy stałym obciążeniu, zmiana barwy i zapachu wypływającego smaru (ciemny, zwęglony, wyraźnie utleniony), narastający hałas i wibracje oraz skrócenie czasu, po którym po dosmarowaniu temperatura wraca do poziomu bazowego. Z kolei nadmierne dosmarowanie, szczególnie w łożyskach szybkoobrotowych, może samo w sobie powodować przegrzewanie – nadmiar smaru jest „mielony” przez elementy toczne, generując dodatkowe straty energii, co objawia się wzrostem temperatury tuż po dosmarowaniu i jej powolnym spadkiem dopiero po częściowym wypchnięciu smaru na zewnątrz.
Przy łożyskach narażonych na wypłukiwanie smaru (np. w strefach wilgotnych, podlegających myciu ciśnieniowemu lub w kontakcie z wodą procesową) warto stosować smary o podwyższonej odporności na wymywanie.
Porównanie najważniejszych cech smaru wysokotemperaturowego
1. Zakres temperatur pracy smaru wysokotemperaturowego
- Minimalna i maksymalna temperatura.
- Temperatura kroplenia.
- Stabilność w długim czasie.
Zakres temperatur pracy to jeden z kluczowych parametrów przy doborze smaru wysokotemperaturowego do łożysk. Należy zwrócić uwagę nie tylko na maksymalną temperaturę deklarowaną przez producenta, ale również na to, jak smar zachowuje się podczas długotrwałej pracy w wysokiej temperaturze. Temperatura kroplenia nie zawsze oznacza bezpieczną temperaturę roboczą, dlatego istotna jest stabilność smaru w realnych warunkach eksploatacyjnych.
2. Rodzaj zagęszczacza i jego odporność na wysoką temperaturę
- Typ zagęszczacza.
- Stabilność mechaniczna.
- Odporność na wypłukiwanie.
Rodzaj zagęszczacza ma bezpośredni wpływ na odporność smaru na wysoką temperaturę. Smary na bazie kompleksów litowych, poliurey czy zagęszczaczy bezmydlanych lepiej zachowują swoje właściwości w trudnych warunkach termicznych. Odpowiednio dobrany zagęszczacz zapewnia stabilność struktury smaru oraz zmniejsza ryzyko jego wypływania lub degradacji.
3. Olej bazowy – mineralny czy syntetyczny?
- Rodzaj oleju bazowego.
- Lepkość.
- Odporność na utlenianie.
Olej bazowy decyduje o właściwościach smarnych w wysokiej temperaturze. Oleje syntetyczne, takie jak PAO czy estry, charakteryzują się lepszą odpornością na utlenianie i parowanie niż oleje mineralne. Odpowiednia lepkość oleju bazowego pozwala utrzymać film smarny nawet przy podwyższonych prędkościach obrotowych łożysk.
4. Odporność smaru na utlenianie i starzenie
- Dodatki uszlachetniające.
- Trwałość smaru.
- Częstotliwość dosmarowywania.
Wysoka temperatura znacząco przyspiesza proces starzenia się smaru, dlatego istotna jest jego odporność na utlenianie. Smary zawierające skuteczne dodatki antyoksydacyjne dłużej zachowują swoje właściwości i nie tworzą szkodliwych osadów. Dzięki temu możliwe jest wydłużenie okresów między kolejnymi dosmarowaniami łożysk.
5. Obciążenia i prędkość obrotowa łożysk
- Obciążenia mechaniczne.
- Właściwości EP.
- Parametr DN.
Dobierając smar wysokotemperaturowy, należy uwzględnić zarówno obciążenia, jak i prędkość obrotową łożysk. W aplikacjach narażonych na duże naciski istotne są dodatki EP, które chronią powierzchnie przed zużyciem. Parametr DN pomaga określić, czy dany smar sprawdzi się w przypadku szybkoobrotowych łożysk pracujących w wysokiej temperaturze.
6. Warunki pracy i środowisko eksploatacji
- Obecność wilgoci i zanieczyszczeń.
- Agresywne środowisko.
- Kompatybilność materiałowa.
Warunki pracy łożysk mają ogromny wpływ na wybór odpowiedniego smaru wysokotemperaturowego. Obecność wilgoci, pyłu lub substancji chemicznych wymaga zastosowania smaru o podwyższonej odporności na wypłukiwanie i korozję. Ważna jest również kompatybilność smaru z uszczelnieniami oraz innymi środkami smarnymi stosowanymi w danej aplikacji.