Oczywiste jest, że menedżerowie zakładów są zainteresowani zwiększeniem produkcji i skróceniem czasu jej realizacji. Powinni zatem rozważyć, w jaki sposób stosowanie syntetycznych środków smarnych może wpłynąć na poprawę wydajności produkcji.
Koszty smarowania wynoszą zwykle ok. 1% budżetu operacyjnego zakładu. Ten 1% ma jednak wpływ na wiele obszarów:
-> program konserwacji – optymalizacja składu chemicznego środka smarnego i metody jego zastosowania jest ważnym czynnikiem wpływającym na harmonogram smarowania w sytuacji, gdy produkcja albo nie może zostać wstrzymana, albo może być zatrzymana tylko na bardzo krótki czas;
-> czynniki środowiskowe – w celu sprostania wyższym wymaganiom produkcyjnym mogą być zwiększone temperatury, obciążenia i prędkości pracy maszyn, a to wymaga użycia środków smarnych, które pozwolą na podwyższenie parametrów roboczych maszyn;
-> czas pracy parku maszynowego:
● wyższe obciążenia i prędkości mogą powodować naprężenia w skrzyni przekładniowej, co wymaga częstszych zmian oleju,
● łańcuchy poruszające się z większą prędkością mogą się rozciągać, co będzie wymagać częstszej wymiany,
● siły działające na łożyska stają się bardziej ekstremalne, co powoduje wytapianie smaru lub konieczność przedwczesnej wymiany łożysk.
A zatem do rozważenia jest nie sam koszt środków smarnych, ale koszt przypadający na jednostkę straconej produkcji lub przestoju, wynikających z konieczności wymiany łożyska czy skrzyni przekładniowej, które zostały uszkodzone na skutek nieprawidłowego smarowania.
Zalety syntetycznych środków smarnych
Jeśli urządzenie ma być nasmarowane fabrycznie na cały okres jego eksploatacji, to wybór do tego celu środka smarnego na bazie olejów syntetycznych może przynieść następujące korzyści:
-> odpowiednią lepkość środka smarnego w niskich i wysokich temperaturach,
-> zmniejszone straty środka smarnego przez parowanie,
-> zmniejszone tarcie w mechanizmach,
-> zmniejszone zużycie urządzeń,
-> lepszą sprawność urządzeń,
-> stabilność chemiczną środka smarnego,
-> brak problemów z pozostałościami olejowymi,
-> wydłużenie okresów pomiędzy wymianami oleju.
Oprócz tych zalet syntetyczne środki smarne mają wadę – są droższe od mineralnych. Jednakże te wyższe koszty są często kompensowane przez dłuższe okresy pomiędzy wymianami oleju czy kolejnymi smarowaniami, ponieważ środki syntetyczne i specjalne na bazie olejów o wysokiej jakości mają trwałość zasadniczo większą od mineralnych. Inna kwestia to potencjalne kłopoty z uszczelkami olejowymi. Jednak doświadczony specjalista potrafi wybrać taki środek, który zapobiegnie tym problemom.
Efektywność energetyczna olejów
Pod względem efektywności energetycznej układów smarowanych niektóre oleje przekładniowe są lepsze od innych, ponieważ mają niższy współczynnik tarcia. Na przykład poliglikole są olejami, które zapewniają największą sprawność i najniższe zużycie smarowanych urządzeń, szczególnie o wysokich prędkościach poślizgu, takich jak przekładnie ślimakowe i hipolidalne. W takich zastosowaniach glikol polialkenowy (PAG) oferuje mniejszy współczynnik tarcia w przekładni, co często prowadzi do zmniejszenia mocy wymaganej do pracy przekładni, co z kolei pozwala na uzyskanie wyższej sprawności.
Oleje syntetyczne mają wyższą efektywność energetyczną, ponieważ mają lepszą stabilność oksydacyjną i termiczną, co oznacza, że olej przekładniowy ma znacznie dłuższy czas eksploatacji. Wyobraźmy sobie sytuację, gdy oczekujemy wymiany oleju mineralnego co 5 tys. godzin, natomiast olej na bazie polialfaolefin (PAO) czy węglowodorów syntetycznych powinien pracować do wymiany ok. 15 tys. godzin. W tej samej sytuacji olej PAG o wysokich parametrach może osiągnąć trwałość aż 25 tys. godzin w tej samej temperaturze.
Dla producentów wyposażenia oryginalnego (OEM) olej przekładniowy ma wpływ na kilka kwestii projektowych, w tym niezawodność produktu końcowego. To, w jakim stopniu producent zwiększy efektywność energetyczną skrzyni przekładniowej przy użyciu oleju przekładniowego o wysokiej jakości, zależy od typu tej przekładni.
Największy postęp można uzyskać w takich typach przekładni, które są kwestionowane jako mające zwykle mniejszą sprawność, takich jak przekładnie ślimakowe. Na przykład stanowisko badawcze przekładni ślimakowych może pracować ze sprawnością ok. 60% w przypadku oleju mineralnego. W wypadku oleju PAO sprawność wzrasta do 70%, natomiast PAG – do 78%. Wraz ze wzrostem sprawności maleje temperatura skrzyni przekładniowej. Ten spadek temperatury przedłuża żywotność systemu przekładni. To może się wydawać mało znaczące przy jednej czy dwóch skrzyniach przekładniowych w zakładzie, ale w przypadku setek tego typu urządzeń oznacza znaczne oszczędności energii.
Czynniki wpływające na wybór oleju
Najważniejszym parametrem przy wyborze prawidłowego środka smarnego jest lepkość oleju bazowego. Aby wybrać odpowiednią lepkość, dostawca będzie potrzebował informacji na temat aplikacji dla takiego oleju, w tym prędkości roboczej smarowanego urządzenia (zmienna lub stała), specyficznego typu tarcia (np. ślizgowe czy toczne), obciążenia oraz warunków środowiskowych, jakim będzie podlegał środek smarny.
Na przykład niektóre środki smarne, takie jak oleje PAG, są dobre w przypadku tarcia poślizgowego, ale niezbyt odpowiednie do tarcia tocznego. Podobnie oleje PAO są używane w wypadku tarcia tocznego i mogą obsługiwać czasem tarcie ślizgowe, podczas gdy środki smarne silikonowe i perfluoropolieterowe (PFPE) są zwykle używane w warunkach ekstremalnie wysokich temperatur. Normy przemysłowe mogą być także ważnym czynnikiem przy wyborze środka smarnego.
Na etapie zbierania informacji właściciele sprzętu często popełniają błąd polegający na przeoczeniu niektórych podstawowych szczegółów aplikacyjnych, co może mieć znaczny wpływ na ostateczne działanie środka smarnego. Na przykład dostawca może poprosić o szczegółowe informacje na temat typu smarowanej przekładni lub przestrzeni znajdującej się obok łożyska. Te dane mogą się wydawać mało znaczące, jednak odpowiedzi na nie są równie ważne jak specyfikacja obciążenia czy prędkości roboczej. Odpowiadając na pytania tego typu, nie należy generalizować. Ważne jest, aby dostarczyć jak najwięcej informacji i aby były one konkretne, ponieważ pomogą operatorom i dostawcom w zidentyfikowaniu najlepszego środka smarnego w danym zastosowaniu.
Na koniec ważna uwaga: pierwszym krokiem przy wyborze odpowiedniego środka smarnego jest wybór właściwego dostawcy smaru. Dostawca kwalifikowany dostarczy szczegółową dokumentację i dane z testów demonstrujących trwałość i jakość zalecanego produktu. Mający dobrą reputację dostawca poświęci także czas na edukację klienta.
Podsumowanie
Większość użytkowników końcowych oraz producentów OEM uważa, że wysokiej jakości olej syntetyczny jest wart dodatkowych kosztów. Przy prawidłowym zastosowaniu oszczędza on energię i zmniejsza koszty operacyjne dzięki ograniczeniu niezbędnych procedur i czynności konserwacyjnych, wydłużeniu okresów pomiędzy wymianami oleju i mniejszemu zużyciu mechanizmów.
Autor: Toby Porter jest menedżerem rynku żywności firmy Klüber Lubrication NA LP.
Tekst pochodzi ze specjalnego wydania „Smary i Oleje 2016/2017”. Jeśli Cię zainteresował, ZAREJESTRUJ SIĘ w naszym serwisie, a uzyskasz dostęp do darmowej prenumeraty w formie drukowanej i/lub elektronicznej.
