Hoofdstuk
Inhoudsopgave
Blz.
1.0
Inleiding
2
2.0
Smering
3
2.1
Soorten smering
3
2.2
Viscositeit
4
3.0
Smeermiddelkeuze
5
3.1
Keuze toepassen oliesmering of vetsmering
5
3.2
Keuze vaste smeermiddelen
6
4.0
Keuze van de juiste vetsoort
8
4.1
Toerentalfactor
8
4.2
Consistentieklasse van vet
10
4.3
Viscositeit
10
5.0
Nasmeren
18
5.1
Nasmeerinterval
18
5.2
Nasmeerhoeveelheid
18
6.0
Smeermiddel voor lagers met zeer hoge toerentallen
22
1
1.0 INLEIDING De kern van het Brammer assortiment smeermiddelen wordt gevormd door de producten van Klüber, Molykote en Perma. Daarnaast maken ook de lagersmeervetten van ondermeer SKF, NSK, Timken en Shell deel uit van het programma. De keuze van het juiste smeermiddel is zeker niet eenvoudig terwijl het toepassen van een onjuist vet voor een bepaalde toepassing desastreuze gevolgen kan hebben. Elke toepassing vereist een specifieke methode van smering met het daarbij behorende geschikte smeermiddel. In deze brochure wordt het selectieproces stap voor stap toegelicht om tot de keuze van de juiste smeermethode en het juiste smeermiddel te komen. Bij wentellagers wordt in 90% van alle gevallen vetsmering toegepast, in de overige 10% van de gevallen wordt er voor oliebad, olienevel of olie inspuitsmering gekozen. Als de constructeur voor oliesmering kiest dan hangen daar onmiddellijk constructietechnische aanpassingen mee samen. Vanwege de complexheid van deze materie zal hier in deze brochure summier op worden ingegaan. Het berekenen van het nasmeerinterval en de nasmeerhoeveelheid is van groot belang om het vet gedurende de gehele levensduur in een optimale conditie te houden. Te frequent nasmeren is belastend voor het milieu en brengt onnodige kosten met zich mee. Nasmeren met een te grote hoeveelheid kan ook lagerschade tot gevolg hebben. Het overtollige vet genereert veel wrijving en gaat werken als een isolator waardoor de temperatuur in het lager hoog op zal lopen. Hiermee wordt ook het belang aangetoond van een vetuittrede opening ter plaatse van het lager als er nagesmeerd gaat worden. In de meeste gevallen zal een vetvulling van maximaal 50% van de vrije lagerruimte ruim voldoende zijn om het lager optimaal te laten functioneren. De Technische Afdeling van Brammer Nederland is u graag van dienst bij het selecteren van het juiste smeermiddel en het berekenen van het nasmeer criteria voor uw specifieke toepassing.
2
2.0 SMERING Bij de berekening van de lagerlevensduur wordt uitgegaan van een goede smering. Een direct gevolg van onvoldoende smering zal zijn dat de lagerlevensduur gereduceerd wordt. Het doel van smering bij wentellagers is het metallische contact tussen wentellichamen en loopbanen te voorkomen. Metallisch contact onder belasting veroorzaakt het zogenaamde “koudlassen” waardoor het materiaal vermoeiingsproces versneld zal worden. Er ontstaan aanzienlijke beschadigingen en uitbrokkelingen op de loopbanen en de wentellichamen. De belangrijkste functies van het smeermiddel bestaan dan ook uit: • Uitsluiten van metallisch contact tussen wentellichamen en loopbanen • Verminderen inwendige wrijvingsweerstand van het lager • Verminderen corrosie als gevolg van vochtintrede • Beschermen tegen vervuiling van buitenaf 2.1 Soorten smering Er zijn drie soorten smering te onderscheiden: • Geen smering • Onvolledige of grenssmering • Volledige smering Geen smering heeft een grote adhesieve slijtage als gevolg. Deze situatie dient uiteraard vermeden te worden. Bij grenssmering zal er wanneer twee oppervlakte ruwheidpieken tegenover elkaar liggen door het ontbreken van een smeerfilm sprake zijn van onderling contact. Dit onderlinge contact heeft tijdens het inlopen lichte adhesieve slijtage en vervuiling van het smeermiddel met metaaldeeltjes tot gevolg. Deze metaaldeeltjes worden door het smeermiddel ingebed en zullen geen schade veroorzaken aan de loopbanen en wentellichamen. De adhesieve slijtage zal na het aftoppen van de ruwheidpieken geheel verdwijnen, waardoor een optimale toestand wordt bereikt. Als er sprake is van volledige smering zal er alleen nog vloeistofwrijving zijn. In dit geval wordt de levensduur van het lager geheel bepaald door de vermoeiingsgrens van het lagermateriaal. Deze situatie is uiteraard optimaal, maar wordt nagenoeg nooit bereikt. De smeringtoestand wordt in grote mate bepaald worden door de viscositeit van de basisolie die bij de samenstelling van het vet is gebruikt.
3
2.2 Viscositeit Viscositeit is de mate van wrijving die ontstaat tussen de verschillende lagen van een vloeistof die als deze in beweging wordt gebracht. De eenheid van viscositeit is mm/s (cSt). Een dikke olie heeft een hoge viscositeit. Water is dunvloeibaar en heeft een lage viscositeit. De smeerfilm is bij een hoge viscositeit veel “stroperiger” en dus moeilijker weg te drukken. Een smeermiddel met een hoge basisolie viscositeit geeft veel weerstand en zal bij een te lage belasting tot gevolg hebben dat de wentellichamen gaan glijden (lees slippen) in plaats van rollen. Dit zal een hoge warmteontwikkeling tot gevolg hebben. In het geval van een te lage basisolie viscositeit zal het smeermiddel eenvoudig tussen wentellichamen en loopbanen weggedrukt worden en zal er dus een onvolledige smering kunnen ontstaan. Het is van groot belang een basisolie met de juiste viscositeit te selecteren.
4
3.0 SMEERMIDDELKEUZE 3.1 Keuze toepassen oliesmering of vetsmering Vet is opgebouwd uit een zeepskelet en een basisolie waaraan diverse additieven of dopes toegevoegd kunnen zijn. Het zeepskelet zorgt er voor dat de olie geabsorbeerd en vastgehouden wordt. Het zeepskelet bestaat meestal uit metalen als Lithium, Barium, Calcium of Aluminium. Elk van deze metalen heeft zijn specifieke eigenschappen en daarmee een afgebakend toepassingsgebied. De molecuulstructuur van deze metalen is zo grof, dat door middel van een chemisch proces olie tussen de moleculen aangebracht kan worden. Door de drukkracht die door de wentellichamen tijdens het afrollen op de moleculen wordt uitgeoefend, zullen de open ruimtes worden dichtgedrukt en zal de olie op zijn plaats blijven. Door dit proces is de smering gewaarborgd. Het toepassen van vetsmering is relatief eenvoudig te realiseren, denk aan afgedichte kogellagers, en is daarom vaak ook de goedkoopste oplossing. In 90% van de gevallen wordt bij het gebruik van wentellagers vetsmering toegepast. Enkele voordelen van vetsmering: • Geen extra constructietechnische voorzieningen, dus lagere kosten. • Levensduurverlenging dichtlip afdichting door ondersteuning van het vet. • Afdichting bij vetsmering makkelijker te realiseren dan bij oliesmering. Bij afgedichte lagers kan gesteld worden dat deze levensduur gesmeerd zijn. Dit houdt in dat onder normale bedrijfsomstandigheden en normale omgevingscondities de levensduur van het vet de vermoeiingslevensduur van het lagerstaal overschrijdt. De beperkingen voor het toepassen van vetsmering zijn zeer hoge toerentallen en de wens om het smeermiddel tevens als koelend medium te benutten. Er zijn tegenwoordig ook vetsoorten op de markt die wel geschikt zijn voor zeer hoge toerentallen, waarover in een latere paragraaf meer. Vaak wordt oliesmering bij wentellagers toegepast in die situaties waar al een oliebad voorhanden is. Denk hierbij bijvoorbeeld aan een tandwielkast of een versnellingsbak van een auto. Oliesmering wordt ook toegepast bij extreem hoge toerentallen (hoogfrequent slijpspillen) en als het wenselijk is de olie, zoals hiervoor al vermeld, als koelend medium te gebruiken. We onderscheiden drie soorten oliesmering: • Oliebadsmering • Spatsmering • Olienevel smering Vanwege het feit dat maar 10% van de wentellagers met olie gesmeerd wordt en dit zeer complexe constructies betreft zal hier in deze brochure niet verder op worden ingegaan.
5
3.2 Keuze vaste smeermiddelen De keuze om een vast smeermiddel toe te passen is slechts in bijzondere gevallen gerechtvaardigd, bijvoorbeeld indien vetsmering of oliesmering niet mogelijk is. Enkele toepassingen waarbij gekozen wordt voor een vast smeermiddel zijn: • • •
Lagers in een vacuüm omgeving, waarbij olie in sterke mate zal uitdampen of uit het vet zal treden. Lagers bij een zeer hoge bedrijfstemperatuur(>300ºC) Lagerconstructies waarbij de olie of het vet als gevolg van zeer hoge optredende krachten niet in het lager blijft en bij open tandwiel aandrijvingen met extreem hoge tandkrachten.
De bekendste vaste smeermiddelen zijn grafiet en Molybdeendisulfide(MoS2). Deze smeermiddelen worden in poedervorm direct met olie gebonden en dan als pasta gebruikt. In een verbinding met een kunststof worden ze als glijlak toegepast. Polytetrafluoretheen (PTFE, Teflon) en films van zachte metalen als koper, brons, zilver en goud kunnen ook gerekend worden tot de vaste smeermiddelen. Lagers voorzien van een speciale coating (bijv. verguld) zijn op aanvraag leverbaar. Voor speciale toepassingen zijn ook lagers afgevuld met een vast smeermiddel leverbaar, beter bekent als "Molded oil" lagers. Deze lagers zijn afgevuld met een speciale olie geïmpregneerde kunststof massa. Gedurende de levensduur van het lager is er sprake van een constante olieafgifte voor de smeerfilmopbouw. Molded Oil wordt in aparte documentatie besproken. Vaste smeermiddelen kunnen gebruikt worden bij lagers in combinatie met lage toerentallen. Denk hierbij aan een toerentalfactor van 1500 (n.dm). Als voorbeeld: voor een lager met een gemiddelde diameter van 50 mm zal het maximale toerental 30 omw/min zijn. ( gemiddelde diameter is (D+d)/2) Vaste smeermiddelen kunnen als levensduursmering worden ingezet als het smeermiddel goed hecht aan de contactvlakken (glijlak) en als de bedrijfsomstandigheden dusdanig zijn, dat er een zeer matige adhesieve slijtage van de laag zal zijn. Als er vast smeermiddel in de vorm van pasta of poeder wordt ingezet dan kan er nagesmeerd worden. Hierbij dient opgemerkt te worden dat een te grote hoeveelheid smeermiddel een remmende werking zal veroorzaken. Grafiet kan tot een bedrijfstemperatuur van 450ºC toegepast worden, omdat het over een groot temperatuurgebied zeer goed bestand is tegen oxidatie. Grafiet is minder goed bestand tegen röntgen- of ultraviolet straling van buitenaf.
6
Molybdeendisulfide kan tot een bedrijfstemperatuur van 400ºC toegepast worden. Ook bij lage temperaturen bezit Molybdeendisulfide uitstekende glijeigenschappen. Bij het toepassen van Molybdeendisulfide in een vochtige omgeving dient de voetnoot geplaatst te worden, dat er een sterke neiging tot het veroorzaken van elektrolytische corrosie bestaat. Molybdeendisulfide is in mindere mate bestand tegen zuren en logen. Voordat er een glijlak toegepast kan worden moet eerst de samenstelling van de media in de omgeving geanalyseerd worden. De organische bindmiddelen die bij de samenstelling van de glijlak gebruikt zijn zullen als gevolg van hoge omgevingstemperaturen uittreden. Als de bindmiddelen uittreden, zal dit een nadelige invloed hebben op het hechtingsvermogen van de glijlak aan het te beschermen oppervlak. Anorganische lakken bevatten als bindmiddel anorganische zouten. Deze lakken zijn zeer goed bestand tegen hoge bedrijfstemperaturen en zullen niet ontgassen in een hoog vacuüm omgeving. De corrosie werende eigenschappen zijn bij alle glijlakken matig.
7
4.0 KEUZE VAN DE JUISTE VETSOORT Bij het selecteren van een vetsoort zijn er tal van factoren waarmee rekening gehouden moet worden. Kritische factoren zijn onder andere lagertype, lagerafmetingen, maximaal toerental, equivalente belasting, bedrijfstemperatuur en de omgevingscondities. Voor alle constructies gelden andere bedrijfsomstandigheden, zodat bij elke nieuwe toepassing de smeermiddelkeuze geverifieerd moet worden. In de onderstaande tabel zijn enige selectiecriteria met de bijbehorende oplossing vermeld. Criteria
Mogelijke vetsoort
Hoge specifieke lagerbelasting (c/p<7) Hoge toerentalwaarde (n.dm) Agressieve media Bestand tegen schoonspuiten Condens Spatwater
Vet met EP dopes ( Extreme Pressures) Licht lopend vet Chemisch bestendig vet Goede hechting Emulgerend vet Waterafstotend vet
In de tabel op de volgende pagina zijn de eigenschappen van de meest voorkomende zeepskeletten en voor vetten gebruikte basisolieën op een rij gezet. In de laatste kolom zijn de meest belangrijke toepassingsgebieden vermeld. 4.1 Toerentalfactor De toerentalfactor n.dm geeft aan tot welke snelheid het betreffende vet toegepast kan worden. Het bijbehorende maximale toerental kan gevonden worden op basis van de formule: n.dm = toerentalfactor hierin is: n = gezochte maximaal toerental (omw/min) dm = gemiddelde lagerdiameter die gevonden wordt door de buitendiameter van het lager (mm) op te tellen bij de asdiameter van het lager (mm) en de som door dm = (D+d)/2 Rekenvoorbeeld: Een kogellager 6308 heeft de afmetingen 40x90x23, hieruit volgt: dm = (40+90)/2= 65 mm. Het maximaal toerental van dit kogellager gesmeerd met MTCP2 met een n.dm waarde van 500.000 is dan 500.000/65 = 7.692 omw/min.
8
Zeepskelet
Basisolie
Gebruikstem- Bijzonderheden peratuur in °C -30/120 Algemeen lagervet, lage temperaturen, hoge n.dm waarde -60/130 -40/170 Groot temperatuurbereik, Lage belastingen -20/150 Gel vet: hoge temperatuur, Lage n.dm waarde -20/150 Hoge n.dm waarde, Hoge temperatuur en belasting -20/50 Neemt geen water op, hoge temperatuur en hoge belasting -30/150 -30/80 Emulgeert met water
Lithium
Mineraal
Lithium Lithium
Ester Siliconen
Bentonit
Mineraal
Polyharnstof
Mineraal
Calcium
Mineraal
Calcium complex Natrium (Natron)
Mineraal Mineraal
Natrium complex
Mineraal
-20/130
Aluminium
Mineraal
-20/70
Aluminium complex
Mineraal
-40/150
Barium complex
Mineraal
-20/150
Barium complex
Ester
-60/130
Hoge temperaturen en hoge belasting Goed dichtende werking tegen water Hoge n.dm waarde Hoge temperatuur en belasting Hoge n.dm waarde Hoge temperatuur en belasting Dampbestendig, hoge n.dm waarde, lage temperatuur
Naast de genoemde specifieke combinaties komen er nog tal van andere mogelijkheden voor die een zeer specialistisch toepassingsgebied hebben.
9
4.2 Consistentieklasse van vet De consistentieklasse van vet is een maat voor de stijfheid van het vet, aangeduid met een NLGI klasse. De meting van de consistentieklasse wordt gedaan door een gekalibreerde kegel gedurende een tijd van 5 sec. In het vet te laten drukken. De diepte van de indrukking geeft de NLGI klasse of stijfheid van het vet aan. In de onderstaande tabel is de relatie aangegeven tussen de indrukking en het NLGI getal. De meeste wentellagervetten vallen in NLGI klasse 2 en 3. Hoe dikker het vet, des te moeilijker is het vet te kneden. Bij een dik vet zal ook een hoger draaimoment benodigd zijn om de wrijvingsweerstand te overwinnen. NLGI getal
Indringing in mm/10
000 00 0 1 2 3 4 5 6
445-475 400-430 355-385 310-340 265-295 220-250 175-205 130-160 85-115
4.3 Viscositeit De viscositeit zoals opgegeven door de smeermiddelen fabrikant is een referentiewaarde bij een temperatuur van 40ºC. Volgens tabel 2 kan aan de hand van de te verwachten bedrijfstemperatuur de bedrijfsviscositeit of benodigde viscositeit bepaald worden. Als we uitgaan van normale omgevingscondities en een bedrijfstemperatuur van ongeveer 60ºC dan kunnen we volstaan met een Lithium zeep vet. De bedrijfsviscositeit v bij 60ºC wordt dan 38 mm/s. Het verhoudingsgetal tussen referentieviscositeit en bedrijfsviscositeit wordt aangeduid met kappa en er moet aan de voorwaarde >1 (v/v1) voldaan worden. Voorbeeld: Lager 6210 : Ø50 x Ø90 x 20 mm Toerental n : 1500 omw/min Bedrijfstemperatuur : 60º C. Gemiddelde diameter : dm = (d+D)/2 (50+90)/2 = 70 mm Toerental factor : n.dm70 x 1500 = 105.000 De viscositeit is te bepalen aan de hand van de grafiek op de volgende pagina. Uit de grafiek volgt een referentie viscositeit van v1= 13 mm/s
10
Viscositeit / temperatuur diagram
11
Viscositeit / temperatuur diagram
12
Als de waarde van <1, dan zal er een ander smeermiddel geselecteerd moeten worden. Indien er in een dergelijke situatie geen vet met special toegevoegde dopes gebruikt wordt, dan zal de levensduur van het vet drastisch afnemen. Door een hoge warmteontwikkeling, in combinatie met hoge drukken die op de vetmoleculen ontstaan als het zich tussen wentellichaam en loopbanen bevindt, zal het snel verouderen en zijn smerende eigenschappen verliezen. Na bepaling van de benodigde of bedrijfsviscositeit en met inachtneming van de omgevingscondities kan aan de hand van de gegevens van de smeermiddelfabrikant het juiste smeermiddel geselecteerd worden. De hoeveelheid vet waarmee het lager bij eerste montage afgevuld moet worden kan bepaald worden door middel van de verhouding tussen het bedrijfstoerental en grenstoerental (n max / n bedrijf). Als het toerental verhoudingsgetal <0,5, dan geldt een afvulhoeveelheid van 60% van de vrije lagerruimte. Als het toerental verhoudingsgetal >0,5, dan geldt een afvulhoeveelheid van maximaal 40% van de vrije lagerruimte. De vrije lagerruimte van een lager is bij benadering te berekenen volgens de formule V= /4 x B x (D-d) x 10^-9 –(G/7850) hierin is: B D d G
= lagerbreedte = lagerbuitendiameter = lagerboring = lagergewicht
De berekende hoeveelheid is in cm. Voor het berekenen van de vethoeveelheid in grammen moet deze waarde met de dichtheid van het vet vermenigvuldigd worden. De dichtheid van de meeste vetten ligt tussen 0,8 kg/cm en 0,97 kg/cm. In de tabellen op de volgende pagina’s zijn de vrije ruimte waarden van de meest voorkomende lagertypes weergegeven.
13
Vrije lagerruimte: open groefkogellagers Boring Series kengetal [cm] 60 62
63
00 01 02
1.2 1.2 1.6
1.5 2.1 2.7
2.9 3.5 4.8
03 04 05
2.0 4.0 4.6
3.7 6.0 7.7
6.4 7.9 12.0
06 07 08
6.5 9.2 11.0
11.0 15.0 20.0
19.0 25.0 35.0
09 10 11
14.0 15.0 22.0
23.0 28.0 34.0
49.0 64.0 79.0
12 13 14
23.0 24.0 34.0
45.0 54.0 61.0
98.0 122.0 148.0
15 16 17
35.0 47.0 48.0
67.0 84.0 104.0
180.0 213.0 253.0
18 19 20
63.0 66.0 68.0
127.0 155.0 184.0
297.0 345.0 425.0
21 22 24
88.0 114.0 122.0
216.0 224.0 310.0
475.0 555.0 675.0
26 28 30
172.0 180.0 220.0
355.0 415.0 485.0
830.0 1030.0 1140.0
32
285.0
545.0
1410.0
Opmerking: De in de tabel genoemde waarden gelden voor een uitvoering met stalen kooi. Bij een uitvoering met een messing kooi geldt een correctie van 50 – 60% op bovengenoemde waarden.
14
Vrije lagerruimte: hoekcontactlager met stalen kooi Boring Series kengetal [cm] 72-B 73-B
Vrije lagerruimte: hoekcontactlager met messingkooi Boring Series kengetal [cm] 72-B 73-B 00 01 02
1.0 1.6 1.9
2.1 2.5 3.3
00 01 02
1.4 2.0 2.7
2.8 3.5 4.6
03 04 05
2.7 4.2 5.3
4.4 5.9 9.0
03 04 05
3.6 5.9 7.4
5.9 8.0 12.0
06 07 08
8.1 11.0 14.0
13.0 17.0 24.0
06 07 08
11.0 15.0 19.0
19.0 24.0 34.0
09 10 11
17.0 20.0 25.0
33.0 44.0 55.0
09 10
24.0 27.0
45.0 60.0
12 13 14
31.0 37.0 42.0
69.0 83.0 103.0
15 16 17
45.0 57.0 70.0
123.0 146.0 172.0
18 19 20
85.0 105.0 127.0
201.0 244.0 278.0
15
Vrije lagerruimte: Cilinderlager type NU met messing kooi Boring Series ken[cm] getal NU2 NU3 NU22 NU23
Vrije lagerruimte: Cilinderlager type NU met stalen kooi Boring Series ken[cm] getal NU2 NU3 NU22 NU23 05 06 07
6.6 9.6 14.0
11.0 17.0 22.0
7.8 12.0 18.0
16.0 24.0 35.0
05 06 07
5.0 7.4 9.6
7.6 12.0 16.0
5.7 7.9 12.0
10.0 16.0 27.0
08 09 10
18.0 20.0 23.0
31.0 42.0 52.0
22.0 23.0 26.0
44.0 62.0 80.0
08 09 10
12.0 15.0 18.0
21.0 29.0 38.0
15.0 16.0 17.0
32.0 45.0 58.0
11 12 13
30.0 37.0 44.0
68.0 85.0 107.0
35.0 45.0 57.0
102.0 130.0 156.0
11 12 13
22.0 26.0 31.0
52.0 62.0 74.0
24.0 31.0 43.0
77.0 88.0 104.0
14 15 16
51.0 58.0 71.0
124.0 155.0 177.0
62.0 70.0 85.0
179.0 226.0 260.0
14 15 16
37.0 42.0 51.0
92.0 102.0 122.0
44.0 50.0 60.0
129.0 150.0 182.0
17 18 19
85.0 103.0 132.0
210.0 244.0 283.0
104.0 134.0 164.0
300.0 365.0 415.0
17 18 19
64.0 79.0 94.0
164.0 193.0 218.0
74.0 96.0 116.0
200.0 279.0 280.0
20
151.0
335.0
200.0
540.0
20
115.0
221.0
137.0
355.0
Vrije lagerruimte: voor elk type cilinderlager NU Type NJ Type N Type NF Type 1.0 0.90 1.05 0.95
16
Boring ken. getal
Vrije lagerruimte: Tonlagers (C. CD. CA en EA) Series [cm] 230
231
11 12 13
-
-
14 15 16
-
17 18 19
222
232
223
25 36 44
-
66 83 95
-
46 48 64
-
119 141 172
-
-
80 103 123
130 -
207 240 277
20 22 24
100 109
150 228
134 199 248
203 294 340
335 440 740
26 28 30
161 170 209
240 292 465
315 400 505
405 530 680
955 1 230 1 430
32 34 36
254 355 465
575 610 785
680 785 810
850 1 090 1 120
1 710 2 070 2 460
38 40 44
565 715 940
970 1 160 1 500
1 160 1 400 1 880
1 340 1 640 2 270
2 830 2 900 3 750
48 52 56
1 030 1 530 1 820
1 900 2 940 3 150
2 550 3 300 3 400
3 550 4 750 4 950
4 700 5 900 7 250
60
2 200
4 050
4 300
6 200
8 750
17
5.0 NASMEREN 5.1 Nasmeerinterval Criteria die het nasmeerinterval bepalen zijn: • lagertype (Kl factor) • toerentalverhouding (n max vet/n) • bedrijfstemperatuur (correctiefactor k) • nasmeerinterval factor De grafieken op de volgende pagina’s zijn gebaseerd op een Lithium verzeept vet met een minerale basisolie. Deze vetsoort zal voldoen voor een groot deel van de toepassingen. Voor het selecteren van andere vetsoorten is de Technische Afdeling van Brammer Nederland u graag van dienst. In het voorbeeld zijn we uitgegaan van een kogellager 6210. Voor een kogellager geldt Kl =1,8. (zie tabel) Het maximale toerental voor een kogellager 6210 bij vetsmering is volgens de hoofdcatalogus 7.000 omw/min. De toerentalverhouding (n max vet/n) wordt dan 7.100/1.500 = 4,73. Om het nasmeerinterval volgens de grafiek te bepalen moet de toerentalverhouding vermenigvuldigd worden met de lagerfactor Kl. Hieruit volgt: 4,73 x 1,8 = 8,51, het nasmeerinterval kan uit de grafiek afgelezen worden en heeft een waarde bij een bedrijfstemperatuur van maximaal 70ºC van 12.000 uur. Stel: de bedrijfstemperatuur is 80ºC in plaats van 70ºC. Het nasmeerinterval moet met de temperatuurfactor gecorrigeerd worden, deze factor kan wederom afgelezen worden uit de grafiek en is in dit geval 0,65. Het gecorrigeerde nasmeerinterval wordt dan: 12.000 x 0,65 = 7.800 uur 5.2 Nasmeerhoeveelheid De nasmeerhoeveelheid kan berekend worden met de formule M vet= (D x B)/kt. hierin is: D = lagerbuitendiameter B = lagerbreedte kt = nasmeerinterval factor (zie grafiek nasmeerinterval) Bij het inzetten van het lager, gedurende 24 uur per dag, is de theoretische levensduur 7800 uur (325 dagen). Hierna zou het vet dus volledig moeten worden vervangen. Om te voorkomen dat dat ook daadwerkelijk moet gebeuren, vervangen wij regelmatig een kleine hoeveelheid vet door maandelijks na te smeren (kt factor 330). Het vet blijft zo in optimale conditie.
18
De nasmeerhoeveelheid wordt: (90x20)/330 = ± 6 gram. Let op: bij nasmeren dient er altijd een constructieve voorziening getroffen te worden om het oude vet af te voeren.
Nasmeerinterval
Rekenfactor kt
Jaar Maand Week
250 330 500
Nasmeerinterval temperatuur tot 70°C
19
Lagertype correctiefactor Kl
20
Temperatuur correctiefactor K
21
6.0 SMEERMIDDEL VOOR LAGERS MET ZEER HOGE TOERENTALLEN Slechts 10% van alle wentellagers wordt gesmeerd door middel van olieomloopsmering of oliedruksmering. De overige 90% van de lagers wordt gesmeerd door middel van vet. Tot op heden werden lagers voor zeer hoge toerentallen, we spreken hier over een toerentalwaarde (n.dm) die hoger dan 1.000.000 ligt, allemaal toegepast in combinatie met oliesmering. Doordat vrijwel al deze lagers in combinatie met een vorm van oliesmering gebruikt werden, was het niet mogelijk om bij zeer hoge toerentallen afgedichte lagers toe te passen. De afdichting moest in de constructie geïntegreerd worden. Een extra afdichting zal altijd meer ruimte vereisen, terwijl de trend in de machinebouw zich steeds meer richting de compacte bouw begeeft. De voordelen van vetsmering ten opzichte van oliesmering zijn sinds jaar en dag bekend: kostenbesparend en veel milieuvriendelijker. Systemen om olieomloop- of oliedruksmering te realiseren vergen vaak hoge investeringen en vaak wordt de constructie door deze systemen ingewikkeld en zeer onderhoudsgevoelig. De klassieke vetten voor hoge toerentallen hebben een toerentalwaarde van 1.000.000. Als voorbeeld zullen we het toerental van een lager HCS7010 C.T.P4S.UL nader beschouwen. Het maximale toerental van dit lager ligt volgens de catalogus bij toepassing van vetsmering op 24.000 omw/min. De minimaal benodigde toerentalfactor zou in dit geval n.dm= 24.000 x 65 = 1.560.000 moeten zijn. Het klassieke hoge snelheidsvet met een toerentalfactor van 1.000.000 zal in dit geval het maximale toerental beperken tot ongeveer 15.000 omw/min. In nauwe samenwerking met een vooraanstaande fabrikant van hoogprecisie lagers ontwikkelde Klüber het speciale vet Klüberspeed BF 72-22. Dit vet biedt met een toerentalfactor >2.000.000, de juiste oplossing en is bij Brammer uit voorraad leverbaar. Vetsmering is dus niet langer de spelbreker! De belangrijkste criteria waar bij de ontwikkeling van een smeermiddel voor zeer hoge toerentallen rekening mee gehouden dient te worden zijn: • • • • • •
Een zeer geringe wrijving van het smeermiddel, om vermogensverlies en warmteontwikkeling te beperken. Een vlakke viscositeittemperatuur verhouding van de basisolie. Een constante olieafgifte uit de verdikker Milieuvriendelijk Een groot vermogen om de belasting op te nemen tijdens het contact tussen wentellichaam en loopbaan in de belaste zone. Het zich zo kort en vlak mogelijk voordoen van het fenomeen inloopverschijnsel. (figuur)
22
Inloopverschijnsel
Nasmeren
Tijd
Klüberspeed BF 72-22 heeft een zeer lage interne wrijving waardoor de temperatuurtoename tijdens het inlopen gehalveerd wordt ten opzichte van andere vetten. De interne wrijving zal tijdens het inlopen continu verminderen tot de inertietoestand is bereikt. Klüberspeed BF 72-22 is opgebouwd uit een verdikker van polyharnstof en een ester basisolie. Polyharnstof bevat geen giftige en milieu belastende bestanddelen en kenmerkt zich bovendien door een zeer hoge thermische stabiliteit. Dit laatste is van groot belang, vooral bij hogere toerentallen, omdat de temperatuur in het lager tijdens bedrijf logischerwijze ook hoger op zal lopen. De basisolie is een volsynthetische olie die zich kenmerkt door een zeer gunstige viscositeittemperatuur verhouding. Dit houdt in dat de viscositeit van de basisolie maar zeer weinig zal veranderen bij een stijging van de temperatuur. De kinematische viscositeit volgens DIN 51 807 is bij 40ºC-22 Cst (mm/s) en bij 100ºC-5 Cst en de Walkpenetratie volgens DIN ISO 2137 ligt tussen 250 en 280. De consistentieklasse is NLGI 3, in tegenstelling tot de meeste vetten die voldoen aan klasse NLGI 2, er is dus sprake van een stijf en hoog belastbaar vet. De gebruikstemperaturen van Klüberspeed BF 72-22 liggen in de range die loopt van -50ºC tot +120ºC, hetgeen een brede inzetbaarheid garandeert. Klüberspeed BF 72-22 is uitstekend geschikt voor gebruik in omgevingen waarin zich veel koelmiddel voor verspanende bewerkingen bevindt en heeft uitstekende corrosiewerende eigenschappen.
23
