Fot. Autor, archiwum

Główne rodzaje i zastosowania

Prawie 90% produkowanych obecnie łożysk napełnianych jest fabrycznie smarem plastycznym w systemie for life, czyli bez jego wymiany w całym czasie pracy. Ponadto tego rodzaju materiały służą do smarowania szerokiej gamy urządzeń, takich jak różnego rodzaju przekładnie (np. kierownicy), przeguby napędowe, sworznie, mechanizmy sprzęgieł i hamulców itp.

O przydatności do konkretnych zastosowań decyduje rodzaj wprowadzonego zagęszczacza. Tak więc smary litowe Li stosowane są jako wielofunkcyjne, niemal uniwersalne. Użycie mydła Ca, Li/Ca, kompleksowego sulfonianem Ca, polimocznika lub bentonitu nadaje smarom odporność na wymywanie wodą.

Mydła kompleksowe (Li/kompleks, Ca/kompleks, Al/kompleks) używane są w produktach wysokotemperaturowych pracujących w temperaturach do 160°C, a maksymalnie do 180°C. Przy jeszcze wyższych temperaturach, nawet do 280°C, wykorzystuje się smary z zagęszczaczami nieorganicznymi lub polimocznikami.

Problem odporności termicznej polega na tym, że po ogrzaniu smaru do pewnej temperatury (zwanej temperaturą kroplenia) struktura włókien przestrzennych ulega zniszczeniu, a smar po ostygnięciu nie może wrócić do swojej poprzedniej stałej postaci. Dlatego przyjęto praktycznie, że maksymalna temperatura pracy smarów powinna być o co najmniej 30°C niższa od temperatury kroplenia. Na przykład dla smarów litowych górną temperaturę pracy wyznacza się na poziomie 140°C, choć ich typowa temperatura kroplenia to 175–180°C.

Nowoczesne wysokotemperaturowe smary samochodowe produkowane są technologią sprawdzoną w piastach bolidów Formuły 1. Najbardziej powszechne zastosowanie znajdują w łożyskowaniu kół pojazdów ciężarowych i to w systemie for life, gdzie wytrzymują przebiegi rzędu 300–400 tys. km.

Jednym z kryteriów doboru smaru do konkretnego zastosowania jest lepkość kinematyczna zawartego w nim oleju. W przypadku smarowania łożysk wysokoobrotowych lepkość oleju musi być bardzo niska, rzędu 20–40 mm²/s (20–40 cSt), aby docierał on szybko do smarowanych powierzchni. Podobne zasady obowiązują w przypadku smarów o niskich momentach rozruchowych.

Metoda produkcji i proporcje składników

W normalnie obciążonych łożyskach RL (regular load) lepkość oleju wynosi najczęściej około 100 mm²/s (100 cSt), a w silnie obciążonych – około 220 mm²/s (220 cSt), przy czym konieczne staje się stosowanie dodatków EP (extreme pressure), chroniących smarowane elementy w czasie szokowych obciążeń.

W smarach HD (heavy duty), przeznaczonych do najbardziej obciążonych łożysk, stosuje się olej bazowy o lepkości od 460 do ponad 1000 mm²/s (cSt) i maksymalną ilość dodatków przeciwzużyciowych.

Struktura włókien mydła litowego (z lewej) i wapniowego

W przypadku bardzo obciążonych węzłów tarcia, przy małych ruchach względnych (np. siodło ciągnika siodłowego), zdolność przenoszenia maksymalnych obciążeń poprawia się za pomocą dodatku stałego środka smarnego (dwusiarczek molibdenu, grafit etc.). Należy jednak pamiętać, że smary takie nie nadają się do systemów centralnego smarowania, gdyż mogą blokować długie przewody.

Jeżeli smar ma pracować w bardzo niskich (do –73°C), bardzo wysokich (do 230°C) lub zmieniających się w szerokim zakresie temperaturach, albo też przy bardzo wydłużonych przebiegach (long life) – stosuje się w nim syntetyczne oleje bazowe (węglowodory lub estry) oraz specjalne, odporne na wysokie temperatury zagęszczacze (bentonit, mikrożel, kompleksowe sulfoniany wapnia, polimoczniki, PTFE etc.). W smarach pracujących przy wydłużonych przebiegach i ekstremalnie wysokich temperaturach (do 300°C) stosuje się syntetyczne perfluoropolietery z PTFE.

Tweet

Andrzej Tippe
Technical services manager Shell Helix