Jak dobrać łożysko ślizgowe do pracy w wysokich temperaturach?
Wysoka temperatura szybko weryfikuje dobór łożyska ślizgowego. Materiał tulei, smarowanie i luz montażowy muszą wytrzymać nie tylko ciepło z otoczenia, ale też temperaturę powstającą podczas tarcia. Dlatego przed wyborem konkretnego rozwiązania trzeba dokładnie sprawdzić warunki pracy maszyny zamiast kierować się wyłącznie wymiarem łożyska.
Dlaczego wysoka temperatura stanowi wyzwanie dla łożysk ślizgowych?
Łożyska ślizgowe pracują w maszynach przemysłowych, piecach, suszarniach, liniach produkcyjnych i urządzeniach obciążonych, gdzie pojawia się ciepło, pochodzące z otoczenia lub z tarcia między wałem a tuleją. Gorące powietrze, para, promieniowanie cieplne albo bliskość nagrzanych elementów podnoszą temperaturę pracy, a zbyt duży nacisk, wysoka prędkość ślizgu i słabe smarowanie dodatkowo zwiększają nagrzanie się węzła łożyskowego. W takich warunkach materiał łożyska często mięknie, pęcznieje lub pęka, czyli szybciej się zużywa, a smary tracą lepkość, utleniają się albo odparowują. Dlatego przy doborze tego elementu liczy się nie tylko maksymalna katalogowa temperatura pracy, ale także:
● maksymalna temperatura przy długotrwałej pracy,
● stabilność warstwy ślizgowej,
● twardość i odporność na ścieranie,
● możliwość zachowania odpowiedniego luzu podczas eksploatacji.
Jaki materiał łożyska wybrać do wysokich temperatur?
Do zastosowań w podwyższonych temperaturach często stosuje się łożyska z kompozytów brązu, żelaza niklu czy chromu, często z dodatkiem grafitu lub dwusiarczku molibdenu, a w wybranych przypadkach specjalne tworzywa wysokotemperaturowe. Dla dodatkowego wzmocnienia w łożyskach brązowych stosuje się wkładki smarne: z PTFE dla pracy w temperaturze do 180°C, natomiast bezpieczne funkcjonowanie powyżej tej wartości umożliwiają wkładki grafitowe. Wysokotemperaturowe tworzywa sztuczne pracują nawet w zakresie ok. 250–280°C, jednak przed danym zastosowaniem zawsze trzeba sprawdzić kartę konkretnego materiału.
Kiedy wybrać tuleje smarowane a kiedy bezsmarne?
Tuleje smarowane wymagają podawania oleju albo smaru plastycznego. Środek smarny tworzy film między wałem a tuleją, zmniejsza tarcie i ogranicza zużycie. Takie rozwiązanie dobrze działa w wielu maszynach, jednak w wysokich temperaturach zwykły smar traci lepkość, wypływa, utlenia się, albo tworzy osady. Dlatego przy pracy w gorącym środowisku trzeba stosować smary wysokotemperaturowe lub wybrać inny typ tulei.
Z kolei tuleje bezsmarne/samosmarne nie wymagają regularnego doprowadzania smaru z zewnątrz. Często ich warstwa ślizgowa zawiera materiał ograniczający tarcie, np. PTFE. Często grafit i MoS2 są rozproszone w całej strukturze tulei ślizgowej. Tym samym odpowiednie smarowanie zapewnia sam materiał, a nie osobny układ. Jednak nie każda tuleja nadaje się do pracy w wysokich temperaturach. O wyborze danego rozwiązania powininny decydować wszystkie parametry fizyko-chemiczno-mechaniczne konkretnego materiału.
Dobór łożyska ślizgowego do wysokich temperatur powinien wynikać z realnych warunków pracy, a nie tylko z wymiarów tulei. Trzeba uwzględnić temperaturę stałą i chwilową, obciążenia statyczne i dynamiczne, prędkości ślizgu, rodzaj ruchu, rodzaj smarowania oraz materiał wału. Jeśli warunki są wymagające, warto skonsultować wybór z doświadczonym dostawcą, takim jak INBEAR. Specjalista z tego typu firmy pomoże dobrać tuleję odporną na przegrzewanie, zatarcie i przyspieszone zużycie.