Žemų temperatūrų

Žematemperatūrinis sintetinis tepalas

Kriogeniniai guoliai yra žemai temperatūrai atsparūs guoliai, kurie gali atlaikyti temperatūrą nuo minus 40 laipsnių Celsijaus iki minus 120 laipsnių. Jie dažnai naudojami aviacijos erdvėje, giliavandenių tyrinėjimų ir skysto azoto įrangoje.

Apie 80 procentų visų guolių yra sutepti konsistenciniais tepalais, kurie yra dvifazis tepalas, kurio sudėtyje yra bazinės alyvos (apie 80–90 procentų) ir tirštiklio. Taip pat bus priedų, tokių kaip antikorozinės medžiagos, dėvėjimosi ir suvirinimo (vadinamojo ekstremalaus slėgio arba EP) priedai. Norint užtikrinti tinkamą sutepimą, bazinei alyvai ir tirštikliui turi būti leidžiama tekėti į guolių riedėjimo takus. Kai bazinės alyvos klampumas yra didelis, pavyzdžiui, dėl žemos temperatūros, bazinė alyva negali išsiskirti iš tirštiklio matricos. Tai vadinama tepalais, turinčiais mažą bazinės alyvos atskyrimo greitį. Dėl šio mažo atskyrimo laipsnio tepalų prieinamumas bėgimo tako ir ritinėlio srityje yra mažas, todėl padidėja bado rizika. Jei priedų nepavyksta vėl paduoti į paviršių, ritininis slydimas tampa dar pavojingesnis, nes nėra priedų, apsaugančių slystančius paviršius. Todėl labai klampi alyva, gryna arba kaip bazinė alyva tepaluose, sukels didelę trintį riedėjimo guoliuose ir padidins guolio pažeidimo riziką.

Arktinis kriogeninis tepalas

Žemos temperatūros guoliai nėra skirti stabiliai veikti aukštos temperatūros aplinkoje, pavyzdžiui, aukštos temperatūros guoliai. Vietoj to, jie yra sukurti naudojant specialias medžiagas ir konstrukcijas, kad sumažintų trintį ir sumažintų trinties įkaitimą, taip išlaikant žemą temperatūrą ilgo veikimo metu.

Tai tinka esant žemai temperatūrai, bet ir kitoms sąlygoms, kai buvo pasirinktas didelis klampumas. Akivaizdu, kad teiginys „mažesnis klampumas, geresnis paviršiaus atskyrimas“ prieštarauja įprastam įsitikinimui, kad didesnis klampumas yra geresnis, tačiau vis dėlto tai yra tiesa. Pastaraisiais metais SKF ištyrė tepalų badą ir sąlygas, kada jis atsiranda, ir padarė išvadą, kad kiekvienam guoliui yra optimalus bazinės alyvos klampumas. Per aukštai ir riedučių bėgimo tako kontaktai išalksta, o trinties nuostoliai didėja. Per žemai ir skiriamoji plėvelė tampa tokia plona, kad paliečia paviršiaus nelygumus, padidindami trintį. Abiem atvejais pasekmės identiškos: susidėvėjimas ir priešlaikinis gedimas. Apibendrinant, renkantis guolių tepalą, skirtą naudoti žemoje temperatūroje, reikia turėti omenyje keletą paprastų dalykų.

Žemų temperatūrų guolių tepimas

Guoliai, veikiantys žemesnėje nei -60 ℃ temperatūroje, laikomi žemos temperatūros guoliais.

Jie pirmiausia naudojami įvairiuose skysčių siurbliuose, įskaitant suskystintųjų gamtinių dujų, skysto azoto (vandenilio, deguonies), butano, raketų ir raketų siurblius, erdvėlaivius ir kt.

Kaip ir žmonės, guoliai siaubingai kenčia nuo šalčio, jei jais nėra tinkamai prižiūrimi. Kadangi šaltas klimatas netrukdo gyventi žmonėms, mašinos taip pat veiks, kai termometro stulpelis nukris.

Norint, kad visos judančios mašinos klestėtų vėsioje aplinkoje, svarbiausia suprasti, kas atsitinka su guolių sistema, įskaitant tepimą. SKF glaudžiai bendradarbiavo su įmonėmis, kurios turi išlaikyti savo verslą nepaisant oro sąlygų. Jis atrado, kad pasirinkus tinkamą tepimo rūšį galima įveikti daugumą sunkumų dirbant šaltuoju metų laiku. Šio tyrimo metu įgyta patirtis dabar naudojama siekiant padėti kitiems klientams, turintiems panašių problemų visame pasaulyje.

Darbinė temperatūra yra esminis pasaulinių guolių prekių ženklų rodiklis.

Žemos temperatūros guolio darbinė temperatūra atspindi guolio medžiagos ir gamybos technologiją ir apdorojimo lygį.

Matavimai pirmiausia atliekami atsižvelgiant į temperatūros skirtumą tarp guolio išorinio žiedo ir eksploatacijos metu įpurškiamos aušinimo alyvos.

Dėl žemesnės darbinės temperatūros pailgėja guolio tarnavimo laikas ir pagerėja našumas.

Pasaulyje žinomi guolių gamintojai, išnaudodami savo atitinkamas stipriąsias puses, siekia įgyti konkurencinį pranašumą žemos temperatūros guoliuose įvairiose pramonės šakose.

Guolių tepalų parinkimas pagal įrangos specifikaciją

Esant žemai temperatūrai, tepimo priemonės turi būti parenkamos kruopščiai, atsižvelgiant į visą temperatūrų diapazoną, per kurį turi veikti mašinos. Žmogaus veikla išplito visame pasaulyje tiek, kad gyventi ir dirbti galima praktiškai bet kur, nepaisant klimato. Tokiose vietose kaip Skandinavija, Aliaska ir šiaurinė Rusija temperatūra dažnai išlieka žemiau nulio ištisas savaites ar mėnesius. Nepaisant nesvetingos aplinkos, šių vietovių gyventojai tikisi, kad automobiliai, autobusai ir traukiniai važiuos net ir žvarbiausią žiemą.

Šaltesniame klimate gyvenantys žmonės turėtų tikėtis, kad mašinos tarnaus panašiai kaip ir toliau pietuose gyvenantys žmonės, išskyrus nenumatytus gedimus. Tačiau daugelis dizainerių nežino problemų, kylančių nukritus temperatūrai. Riedėjimo guoliai yra kai kurie sunkiausiai suprojektuojami mechaniniai komponentai, užtikrinantys patikimą veikimą plačiame temperatūrų diapazone.

Mašinų eksploatavimas žemoje temperatūroje kelia tam tikrų unikalių problemų. Tinkamas tepalų pasirinkimas gali užtikrinti patikimą veikimą plačiame temperatūrų diapazone. Nors šiaurinėse šalyse gali būti itin šaltos žiemos, vasaros temperatūra gali būti maloniai šilta.

Tepimo sąlygos šaltame klimate

Švedijos geležies rūdos įmonė LKAB turi didelį uosto kompleksą rūdai į laivus krauti šiauriniame Luleå mieste. Žiemos mėnesiais aplinkos temperatūra dažnai būna žemesnė nei –20 °C, o dienos, kai temperatūra svyruoja nuo –30 iki –40 °C, nėra neįprasta. Jau 1988 m. LKAB buvo nustatęs krovimo įrangos ir transporto priemonių problemas, tarp kurių buvo dideli trinties nuostoliai pavarų dėžėse, medžiagų trapumas esant žemai temperatūrai ir visokios užvedimo problemos. Šios problemos dažnai buvo susijusios su riedėjimo elementų guoliais, o konkrečiau – su tepalu – tepalu ar alyva – guolio viduje. Tuo metu nebuvo jokios patikimos priemonės ir rekomenduojamas sprendimas buvo uždaryti uostą, kai temperatūra nukrito per žemai.

Su panašiomis problemomis susidūrė ir transporto bendrovė MTAB. Ši bendrovė perkelia rūdą geležinkeliu iš Kirunos kasyklų šiaurės Švedijoje į uostus Norvegijoje ir plieno gamyklas Švedijoje. Įmonės sunkiasvoriai traukiniai važiuoja 24 valandas per parą, septynias dienas per savaitę, net ir žiemos metu. Esant žemai temperatūrai, MTAB pranešė apie bėgiais slystančius traukinio ratus – galingas lokomotyvas tempė bėginius vagonus, kurių ratų guoliai buvo kietai užšalę.

1990–1995 m. žiemomis keli traukiniai nulėkė nuo bėgių, todėl gelbėjimo išlaidos buvo didelės, buvo atliktas didelis valymas ir transporto sistemos sustabdymas. Dėl rimtų guolio pažeidimų po nuvažiavimo nuo bėgių problemos niekada nepavyko nustatyti dėl vienos priežasties. Todėl MTAB susisiekė su SKF ir Luleå universitetu, kad surastų sprendimą. Po išsamaus tyrimo buvo nustatyta, kad priežastis yra susijusi su tepalu.

Kadangi glaudžiai bendradarbiauja tarp pardavimų, taikomųjų programų inžinerijos, produktų kūrimo ir MTTP, ji galėtų pasiūlyti MTAB tokio tipo palaikymą, kurį būtų sunku rasti kitur. SKF pristatė naujus sferinius ritininius guolius ir specialiai sukurtas ašidėžes su tepalo mėginių kaiščiais. Jie buvo sumontuoti penkiuose rūdos automobiliuose su instrumentais, važinėjančiuose tarp Kirunos ir Narviko. Atlikus kombinuotus laboratorinius ir lauko bandymus bei esamų tepalų ir parduodamų alternatyvų analizę, galiausiai buvo pakeistas rato guolių tepalas. Vykdydamas šį projektą įgijo vertingos patirties, kurią taiko kitose srityse šaltesniuose pasaulio kraštuose.

Žematemperatūrinis guolių tepalas

Low Temperature Grease

• MOLYDUVAL Aero LM 2 yra atsparus žemoms temperatūroms tepalas visų rūšių movų guoliams bei kitai įrangai, dirbančiai esant šalčiui iki -55*C.
• MOLYDUVAL Aero LM 2  sudėtyje turi neturi kitose tepaluose naudojamų kenksmingų stingio taško depresantų priedų, o atsparumas šalčiui yra gautas unikalia formuluote.
• MOLYDUVAL Aero LM 2  lengvai pumpuojamas ilgesne at-karpa nestingdamas.
• Konsistencinio žemų temperatūrų guolių tepalo savybės :
  Maksimaliai mažina trintį
  Puikios šalto įrangos paleidimo tepimo savybės
  Ypatingos žematemperatūrinės charakteristikos
  Atsparus šaltam ir karštam vandeniui
  Efektyvi apsauga nuo korozijos ir drėgmės skverbimosi į tepimo taškus. Neleidžia jose susidaryti šerkšnui.
  Konsistencinio guolių tepalai pritaikymas :
• Žemose ar besikeičiančiose temperatūrose dirbantiems riedėjimo ir velenų guoliams
  perjungimo ir transporto durų užraktų mechanizmų tepimui
  Radarų guolių tepimui aeronautikoje ar kariuomenėje
  Refrižeratorių ir kondicionavimo įrangos tepimo taškams
  greitaeigiams guoliams, aukštų apsukų mechanizmams
  Žematemperatūrinis tepalas

MOLYDUVAL Aero 79 
yra specialus pilnai sintetinis žematemperatūrinis konsistencinis tepalas visų rūšių riedėjimo ir slydimo guoliams veikiamiams net iki -70oC žemoms temperatūroms, apkrovoms, drėgmei. Atsparus šerkšnui ir sudėtyje turi veiksmingus priedus prieš rūdis, kas duoda papildomą apsaugą nuo korozijos  drėgmei papuolus į tepimo tašką.

MOLYDUVAL Aero 79 lengvai pumpuojasi tepimo sistema nestingdamas prie žemiausių temperatūrų. Sudėtyje neesant priemaišoms, užtikrinamas tylus darbas (kas ypač tinka prietaisams). 

Šerkšnui atsparus guolių tepalas

Dauguma guolių ilgainiui pradės suktis net esant –25 °C, jei juos varantis variklis ar pavara bus pakankamai galingi. MTAB traukinio guoliai iš pradžių buvo užpildyti tepalu, skirtu darbui vidutinės temperatūros diapazone (–20 °C iki +100 °C). Lokomotyvui pradėjus traukti vagonus, ratai gali suktis su pertrūkiais arba su itin didele trintimi. Guoliai generuoja šilumą, o tepalas taip pat įkaista. Dabar guoliai tikrai suksis. Šis įkaitimo procesas užtrunka 60 sekundžių ar mažiau, o vis tiek pakankamai laiko, kad būtų padaryta rimta ir negrįžtama guolių žala.

Dauguma žino, kad alyvuogių aliejus, laikomas šaldytuve +8 °C temperatūroje, tampa kietas ir prieš išpilant iš buteliuko turi būti pašildytas iki kambario temperatūros. Tas pats atsitinka su bet kokia variklio ar pavarų dėžės alyva, bet dažniausiai esant žemesnei nei +8 °C temperatūrai. Alyvos klasifikuojamos pagal stingimo tašką, apibrėžtą standartiniu bandymu, kurio metu aliejus išpilamas iš plono vamzdžio. Žemiausia temperatūra, kuriai esant jis dar gali ištekėti iš vamzdžio per nurodytą laiką, yra alyvos stingimo taškas. Stingimo temperatūra yra susijusi su alyvos klampumu arba takumu. Kai temperatūra nukrenta, padidėja klampumas, o srautas tampa sunkesnis. Deja, srautas ploname vamzdyje nėra labai naudingas nustatant tepalo elgesį guolyje.

Kitas matas, dažniausiai naudojamas apibūdinti alyvos elgseną žemoje temperatūroje, yra klampumo indeksas arba VI. Čia dažnai pasitaiko nesusipratimų. Reikia būti atsargiems žiūrint į alyvos VI, nes jis negali būti naudojamas kaip vienas žemos temperatūros veikimo matas. VI aprašo, kaip klampumas kinta priklausomai nuo temperatūros. Aukštas VI reiškia mažą klampos svyravimą priklausomai nuo temperatūros. Žemas VI reiškia, kad klampos kitimas priklausomai nuo temperatūros yra didelis. Aukštos VI alyvos apima esterius, polialfaolefinus (PAO) ir silikonines alyvas. Mineralinės alyvos dažnai yra mažai VI. Reikėtų pažymėti, kad VI nieko nesako apie tikrąją bazinės alyvos klampumą žemoje temperatūroje.

Tepalų elgseną žemoje temperatūroje galima įvertinti išmatuojant mažo rutulinio guolio, pripildyto tepalu ir sukamo 1 aps./min. greičiu, esant nustatytai (žemai) temperatūrai, trinties sukimo momentą. Šis metodas yra standartizuotas ir naudojamas visame pasaulyje. Tačiau gerai žinoma, kad guolio užpildymo laipsnis stipriai įtakoja trinties sukimo momentą, o iš tikrųjų nedaugelis guolių yra užpildyti 100 procentų. Guolių trintis yra susijusi su šlyties įtempiais, kurie atsiranda tepalo sukimosi metu. Mažame rutuliniame guolyje šie įtempimai nebus tokie patys kaip dideliame sferiniame ritininiame guolyje. Todėl šis bandymas pats savaime taip pat nėra patikimas vertinant tepimą žemoje temperatūroje.

Deja, nėra universalaus metodo, leidžiančio prognozuoti guolio tepalų veikimą žemoje temperatūroje. Būtent todėl MTAB situacijai reikėjo atlikti lauko bandymą, kurio metu buvo gauta informacija apie tai, kurie laboratorinių tyrimų metodai yra naudingiausi. „Įprastas“ tepalo vartotojas neturės prieigos prie daugybės duomenų, tačiau gali turėti omenyje keletą paprastų gairių. Paprastai guolių tepalų bazinės alyvos klampumas neturėtų būti per didelis.

Žematemperatūrinės bazinės alyvos pagrindo tepalas

Bazinėje alyvoje turi būti:

• didelis klampumo indeksas (VI). Variklinėms alyvoms tai reiškia SAE klasės 5W/40 arba 5W/50.
• žema stingimo temperatūra.
• kuo mažesnis bazinės alyvos klampumas esant reikiamai darbo temperatūrai.

Šie reikalavimai paprastai apima sintetinę bazinę alyvą, tokią kaip esteris, PAO arba šių dviejų mišinys. Be to, turi būti laikomasi visų kitų reikalavimų, tokių kaip teisinga konsistencija ir pakankami tepimo intervalai. Tepalų pasirinkimas, kaip ir daugelis kitų pasirinkimų gyvenime, yra kompromisas.

MTAB geležies rūdos automobilių ratų guolių atveju ankstesnis tepalas buvo pagamintas mineralinės alyvos pagrindu ir turėjo mažą bazinės alyvos atskyrimą. Esant žemai temperatūrai, tai gali būti vertinama kaip labai didelis guolio trinties sukimo momentas paleidžiant. Tepalas taip pat tapo minkštas dėl vibracijos, todėl traukiniui sustojus jis tekėjo atgal dideliais kiekiais. Dėl žemos aplinkos temperatūros tiršti ir minkšti tepalai užšaldavo, o kiekvieną kartą užvedus traukinį, sušalusius tepalus tekdavo pašalinti voleliais. Pasekmė buvo didelė paleidimo trintis, galimas guolių pažeidimas ir didelis nuotėkis per labirinto sandariklius traukiniui važiuojant. Todėl nauja rekomendacija MTAB ašių dėžės guoliams yra tepalas su aukštu VI bazinės alyvos kiekiu, 50 procentų sumažintu bazinės alyvos klampumu, didžiausiu įmanomu bazinės alyvos atskyrimo greičiu ir dideliu mechaniniu stabilumu. Nuo tepalų keitimo nuo bėgių nenuvažiavo. Be to, SKF neseniai gavo kūginių ritininių guolių blokų užsakymą naujiems Malmbanan geležies rūdos vežimėliams. Šie guoliai bus sutepti kitu žemos temperatūros tepalu, tinkamu kūginiams ritininiams guoliams, tačiau pasirinkimo kriterijai buvo tie patys.