Sprawdzenie poprawności działania łożysk oraz przeprowadzenie czynności związanych z kontrolą ich smarowania powinno być nieodzownym elementem standardowego przeglądu maszyn przemysłowych.
Podstawowe zasady warto zachować już na etapie przygotowania łożyska do montażu. Stąd też należy utrzymywać zarówno łożysko, jak i jego otoczenie w czystości. Istotną rolę odgrywa tu zabezpieczenie przed korozją. Jeżeli konieczne jest przenoszenie i podnoszenie elementu, najlepiej użyć rękawic oraz odpowiednich narzędzi. To właśnie dzięki nim zyskuje się oszczędność czasu i pieniędzy, a co najważniejsze, zachowuje ergonomię i bezpieczeństwo poprzez zapobieganie obrażeniom ciała. Warto zadbać o rękawice, którymi można operować łożyskami gorącymi lub pokrytymi olejem. Na przykład rękawice TMBA firmy SKF mają wytrzymałą warstwę zewnętrzną oraz miękką, antyalergiczną powłokę wewnętrzną.
Trudno jednoznacznie określić, w jakich odstępach czasu należy przeprowadzać konserwację łożysk. Stąd też istotne jest przeanalizowanie warunków pracy maszyny. Podstawową metodą diagnostyki, którą można szybko przeprowadzić, jest chociażby nasłuchiwanie dźwięku wydawanego przez pracujące łożysko. Oprócz tego warto kontrolować temperaturę oraz sprawdzać stan poziomu środka smarnego. Podstawowy zakres konserwacji obejmuje wyczyszczenie i sprawdzenie wszystkich elementów węzła łożyskowego.
Rodzaje uszkodzeń łożysk
Jak podaje firma SKF Polska, każda spośród różnych przyczyn uszkodzeń łożysk wywołuje specyficzny dla niej rodzaj uszkodzenia. Takie uszkodzenia, znane jako uszkodzenia pierwotne, stanowią punkt wyjściowy do wtórnych, uszkodzeń powodujących awarię – łuszczenia i pęknięcia. Nawet uszkodzenie pierwotne może doprowadzić do awarii łożyska w wyniku nadmiernego luzu wewnętrznego łożyska, silnych drgań, hałasu itp. Awaria łożyska powstaje często w wyniku pierwotnych i wtórnych uszkodzeń.
Często występującym uszkodzeniem łożyska jest jego blokowanie. Temperatura wtedy stale wzrasta, a łożysko zmienia swoją barwę lub dochodzi do jego całkowitego zatrzymania. Przyczyną tego zjawiska może być zbyt mały luz łożyskowy lub błąd kształtu czopów. Do zablokowania może dojść również w efekcie złego smarowania, a nawet w wyniku niewłaściwego dobrania smaru. Za przyczynę uznaje się także skośne obciążenie elementów tocznych.
Występujące na bieżniach kratery lub rowki mogą być objawem korozji elektrolitycznej, podczas której prąd płynie przez łożysko. Zarówno wgniecenia, jak i zadrapania często są efektem zdarć powstałych podczas montażu i zadrapań, spowodowanych przez twarde cząstki obce. Dodatkowo działanie czynników o charakterze mechanicznym powoduje wgniecenia. Niejednokrotnie zdarza się, że łożyska pokrywa rdza i korozja. Za przyczynę tego zjawiska najczęściej przyjmuje się niewłaściwe przechowywanie i konserwację, kontakt z wilgotnymi substancjami, czy też dotykanie gołymi rękami.
Chcąc zapobiec złuszczeniom, należy zwracać uwagę na prawidłowy montaż i odpowiednią dokładność osadzeń wału oraz oprawy. Luz nie może być natomiast zbyt mały. Istotne jest zapobieganie obecności cząstek i korozji. Kluczową rolę odgrywa również zapewnienie ochrony przed zbyt wysoką temperaturą, a co za tym idzie spadkiem twardości.
Często występującą usterką są cząstki obce w łożysku. Problem ten najczęściej jest spowodowany przez niestaranne smarowanie zarówno pierścienia wewnętrznego, jak i zewnętrznego, nieosiowe zainstalowanie poszczególnych podzespołów, nieprawidłowy montaż oraz nieostrożne obchodzenie się z łożyskiem.
Pełzanie (Creeping) polega na tym, że powierzchnie są gładkie jak lustro lub odbarwione. Niejednokrotnie powstać mogą również wżery. Przyczynami w tym przypadku są zbyt małe wciski przy pasowaniu, znaczne wydłużenia termiczne oraz nadmiernie wysokie obciążenia.
Jeżeli uszkodzeniu ulega koszyk, należy zwrócić szczególną uwagę na to, aby nie były przekraczane parametry, takie jak prędkość obrotowa, przyspieszenie oraz obciążenie momentem. Usterka ta może być również spowodowana niewystarczającym smarowaniem, nadmiernymi wibracjami oraz niewłaściwym montażem. W przypadku łożysk z koszykiem wykonanym z tworzywa sztucznego istotne jest nieprzekraczanie dopuszczalnej temperatury roboczej.
Chcąc zapobiec rysom i karbom, warto zadbać o nieprzekraczanie dopuszczalnego obciążenia udarowego oraz zbyt mocnego pasowania. Należy zapobiegać zbyt mocnemu pasowaniu oraz niedopasowaniu zaokrągleń (promienia) łożyska i gniazda wału. Zdarzyć się może, że na łożysku zauważalne są koliste ślady wytarcia. Aby zjawisko to nie występowało, należy zapewnić odpowiednie smarowanie oraz eliminować obecność drobnoziarnistych cząstek obcych. Przyczyną mogą być również ukośnie położone wałeczki, które mogą powstać wskutek nieliniowości. Istotne jest także zapobieganie zbyt dużej chropowatości powierzchni oraz nadmiernemu obciążeniu osiowemu.
Łuszczenie stanowi uszkodzenie, które bardzo często spotykane jest w łożyskach wałeczkowych. Polega na komasowaniu drobnych złuszczeń o rozmiarze około 10 µm. Przed złuszczeniem zaobserwować można liczne cienkie linie. Stąd też należy zapobiegać przenikaniu do łożyska zanieczyszczeń oraz zapewnić odpowiednie smarowanie.
Ślady zatarcia (Fretting) najczęściej są spowodowane drobnym, rdzawym proszkiem na matowych powierzchniach lub wgnieceniami Brinella na bieżni. Kluczowe pozostaje zatem zapobieganie występowaniu w miejscu pracy łożyska oscylujących mikroruchów oraz niewystarczającego wcisku przy pasowaniu. Istotny wpływ na występowanie tego zjawiska mają również obciążenia pulsujące oraz wibracje lub drgania powstałe w trakcie transportu.
Celem zapobiegania zmatowieniu powierzchni konieczne jest zapewnienie należytego smarowania oraz przenikania do łożyska obcego zanieczyszczenia.
Czym smarować?
Szacuje się, że około 36% przedwczesnych uszkodzeń łożysk jest spowodowanych przez stosowanie niewłaściwego smaru lub nieodpowiednie smarowanie. Każde łożysko pozbawione właściwego smarowania w sposób nieunikniony ulegnie uszkodzeniu na długo przed osiągnięciem normalnego okresu trwałości.
– Skład chemiczny nie jest jedynym czynnikiem determinującym jakość określonego smaru, ponieważ nowoczesne środki smarne są bardzo złożone pod tym względem. Kryteria doboru dla uzyskania prawidłowego smarowania obejmują rodzaj i wielkość łożyska, temperatury, prędkości i obciążenia, jak również wymaganą trwałość eksploatacyjną i okresy dosmarowywania – podaje firma SKF Polska.
Proces smarowania łożysk ślizgowych zazwyczaj oparty jest na smarach plastycznych zawierających mydła: Al, Li, Mg, Ca oraz Na. Oprócz tego używa się smarów stałych z substancjami, takimi jak grafit, disiarczek molibdenu, azotek boru, mika, boraks, siarczan srebra, jodek ołowiawy oraz wernikulit. Często używa się także substancji organicznych, takich jak wosk czy stałe kwasy tłuszczowe.
Używa się również olejów mineralnych lub syntetycznych z podwyższonymi właściwościami przeciwzużyciowymi i przeciwzatarciowymi. Jakie zatem parametry oleju należy wziąć pod uwagę przy smarowaniu łożysk ślizgowych? Ważna jest lepkość kinetyczna, a także temperatura płynięcia oleju. Istotne jest, aby ten drugi parametr był niższy od minimalnej temperatury uruchamiania łożyska o około 10°C. Szczególną uwagę należy zwrócić na łożyska, które pracują w szerokim zakresie temperatur. Wskaźnik lepkości powinien być wtedy możliwie najwyższy.
Łożyska toczne zazwyczaj smarowane są smarami plastycznymi. Jeżeli przemawiają za tym zarówno względy ekonomiczne, jak i konstrukcyjne, warto zastosować oleje. Przede wszystkim jest do dobre rozwiązanie w przypadku łożysk, które pracują w wysokiej temperaturze. Oleje warto zastosować również w wałach skrzyń przekładniowych oraz aplikacjach silnie obciążonych, szybkoobrotowych oraz w systemach smarowania obiegowego.
Czyszczenie i ochrona przed korozją
Niejednokrotnie podczas usuwania awarii czy prowadzenia czynności związanych z konserwacją konieczne jest wyczyszczenie łożyska. Stąd też zastosowanie znajdują preparaty myjąco-zabezpieczające. Najczęściej produkowane są z lekkich olejów mineralnych. Należy zwrócić uwagę, że substancje tego typu są ekologiczne, a co najważniejsze, bezpieczne dla zdrowia pracowników. Istotne jest również wysokie bezpieczeństwo pożarowe. Na przykład preparat Anticor Fluid przeznaczony jest do mycia metalowych części maszyn, zwłaszcza łożysk, w celu usunięcia środków smarnych, tj. olejów i smarów plastycznych. Anticor Fluid może być stosowany również jako środek do mycia zakonserwowanych elementów stalowych maszyn i urządzeń.
Łożysko można również wyczyścić odpowiednim rozpuszczalnikiem (benzyna lakowa, nafta itp.) Może to być też czysta nafta ługowana.
Regeneracja łożysk
Na rynku dostępne są usługi, dzięki którym możliwe jest regenerowanie łożysk. Na przykład firma Timken oferuje usługę odzyskiwania łożysk, umożliwiającą zredukowanie kosztów obsługi poprzez przywrócenie odnowionych łożysk do pracy. Dostawca usługi podaje, że tym sposobem można zaoszczędzić od 20 do 70% ceny nowego produktu. Regeneracja przeprowadzana jest niezależnie od marki oraz rodzaju łożyska. Kompleksowy proces regeneracji obejmuje dokładne czyszczenie i przegląd łożysk oraz specjalną technikę polerowania, która przywraca do stanu używalności zwykle wyrzucane łożyska.
Firma SKF Polska podaje, że profesjonalna regeneracja może przywrócić łożysko do jego oryginalnego stanu i wydłużyć jego trwałość eksploatacyjną o przynajmniej 50%.
Wymiana łożysk, zwłaszcza wielkogabarytowych, jest zawsze kosztowną operacją z powodu ceny nowego łożyska i utraty zysków wynikających z przestoju produkcyjnego. Należy jednakże pamiętać, że wymiana łożyska to także inny koszt – wartość energii i surowca potrzebnego do wyprodukowania nowego łożyska.
Regeneracja łożysk daje w prosty sposób oszczędności energii i kosztów. Zregenerowane łożysko zajmuje miejsce nowego, które dzięki temu nie musi zostać wyprodukowane. Zregenerowane łożysko stanowi znaczny „kredyt energetyczny”, kiedy obliczamy łączną wielkość energii, jaka musi zostać zużyta do wyprodukowania łożyska. Jednakże dla klientów SKF ten kredyt energetyczny przynosi także bardziej konkretne wyniki. Zregenerowane łożyska mogą dać do 75% oszczędności kosztów w porównaniu do nowych łożysk. Regeneracja w centrum serwisowym SKF wydłuża trwałość użytkową łożyska o ponad 50%.
Zarówno szczegółowy zakres czynności konserwacyjnych jak i częstotliwość ich przeprowadzania ściśle zależny jest od konkretnego typu łożyska. Stąd też dokładne informacje najlepiej pozyskać ze specyfikacji używanego produktu. Warto sięgnąć także do danych zamieszczonych na stronach internetowych producentów łożysk takich jak na przykład Complex (www.cx.pl), NSK (www.nskeurope.pl), Fabryka Łożysk Tocznych – Kraśnik (www.flt.krasnik.pl), SKF Polska (www.skf.pl), Timken Polska (www.timken.pl) czy też NTN-SNR Roulements (www.ntn-snr.com). Wiele cennych wskazówek znaleźć można również na stronach internetowych dostawców łożysk. Są to między innymi firmy: Albeco (www.albeco.com.pl), Marat (www.grupamarat.pl), Multi-Mac (www.mtm.info.pl) Prema (www.prema.com.pl), Probearings (www.probearings.com).
Autor: Damian Żabicki
