Smarowanie łożysk silników elektrycznych

Silniki elektryczne są chyba najpowszechniej występującymi urządzeniami w fabrykach produkcyjnych. Od ich niezawodności zależy większość procesów produkcyjnych. Ponad 60% ich awarii jest spowodowane uszkodzeniami łożysk.

Biorąc pod uwagę fakt, że z kolei większość awarii łożysk jest spowodowana złym smarowaniem, można stwierdzić, że kwestia odpowiednich procedur smarowania łożysk w silnikach elektrycznych jest jedną z istotniejszych dla prawidłowego utrzymania ruchu.

Łożyska zainstalowane na wałach silników elektrycznych pracują w nieco odmiennych warunkach niż większość łożysk zamontowanych np. w transporterach, podajnikach i tym podobnych urządzeniach. Przede wszystkim należy zwrócić uwagę na charakterystyczne dla nich przebicia elektryczne od prądów błądzących generowanych w silniku. Mogą one powodować silne uszkodzenia łożysk (swoiste wżery na bieżni i elementach tocznych – kulkach, wałkach). Chwilowe przebicia powodują także lokalne przegrzania środka smarnego, w wyniku czego następuje jego przyspieszona degradacja. Kwestia przepływu prądu jest rozwiązywana zwykle przez zastosowanie elektrycznie izolowanych łożysk lub zastosowanie łożysk hybrydowych (z ceramicznymi elementami tocznymi).

Zanim przystąpimy do opisu procedur smarowniczych, należy dla zasady jeszcze wspomnieć, że tak jak w przypadku większości łożysk, szczególnie w układach silników elektrycznych, dobre wyosiowanie silnika jest absolutną podstawą wszelkiej prewencji ich awarii. Jeśli wyżej wymienione kwestie są załatwione, to cała reszta będzie zależeć w dużej części od prawidłowego doboru smaru i prawidłowych procedur smarowniczych.

Środek smarny

Łożyska zainstalowane w silnikach elektrycznych pracują zwykle z dużymi prędkościami obrotowymi, przez co także w podwyższonej temperaturze. Konsekwencją tych warunków jest fakt, że nie każdy środek smarny nadaje się do takiej aplikacji.

Część łożysk w silnikach elektrycznych jest smarowana olejami. Są to najczęściej układy zasilania różnego rodzaju pomp, sprężarek. W takim przypadku cała procedura sprowadza się do dobrego doboru oleju i odpowiednich czasów jego wymiany. Jednak w większości przypadków stosowane są smary plastyczne i ich dobór jest kluczowy dla prawidłowego działania łożyska.

Smary używane w łożyskach silników elektrycznych są produkowane z olejów bazowych, zagęstników i dodatków, głównie przeciwzatarciowych, antykorozyjnych i przeciwutleniających. Rzadko, szczególnie dla łożysk obciążonych promieniowo (np. w układzie przekładni pasowej) i nieobracających się zbyt szybko, stosuje się dodatki EP (uodparniające na wysokie obciążenia). Generalnie w tego typu smarach, ze względu na duże prędkości, nie stosuje się dodatków stałych, jak na przykład zmikronizowanego grafitu czy dwusiarczku molibdenu. Czasami stosuje się zmikronizowany PTFE (popularny teflon).

Olejami bazowymi mogą być zarówno oleje mineralne, jak i syntetyczne (szczególnie dla długich okresów wymian i ekstremalnych temperatur pracy), a najczęściej stosowane zagęszczacze to: litowe (do większości mniej wymagających zastosowań), wapniowe (zwykle do bardzo wysokich prędkości i/lub niskich temperatur) i polimocznikowe (do łożysk pracujących długo, szczególnie w wysokich temperaturach).

Ze względu na wysokie prędkości lepkość oleju bazowego w 40°C nie powinna przekraczać 150cSt (najlepiej 90-100cSt), dla bardzo wysokich prędkości powinna być znacznie niższa (nawet do 15cSt). Smary do omawianych zastosowań powinny mieć jak najwyższą temperaturę kroplenia w stosunku do temperatury ciągłej pracy (najlepiej o co najmniej 50°C wyższą), niskie wydzielanie oleju bazowego i wysoką odporność na termooksydację. Konsystencja takiego smaru to zwykle 2 w skali NLGI (czasami 3).

Aby dobrać prawidłowo smar do naszego łożyska, oprócz prędkości i temperatury pracy trzeba wziąć pod uwagę dostępność serwisanta do łożyska. Może ona być znacznie utrudniona, np. w silnikach zabudowanych we wspólnej obudowie z odbiornikami, w przypadku urządzeń zainstalowanych w trudno dostępnych miejscach (np. wentylatory sufitowe) itp. W takich trudnych przypadkach trzeba się zdecydować na smar o znacznie wyższej odporności na starzenie lub zamontować automatyczne smarownice.