26 septembrie 2020

Metode de lubrifiere a rulmentului

Lubrifierea joacă un rol esențial în performanța și în durata de viață a rulmenților cu elemente de rulare, indiferent dacă se face cu uleiuri sau grăsime. Însă, dacă acești lubrifianți nu sunt aplicați în mod corespunzător, nu doar că afectează negativ funcționarea rulmentului, dar pot provoca defectarea prematură a acestuia.

În mod normal, grăsimea se aplică cu instrumente speciale de ungere, cu un cap de ungere care introduce grăsimea între bile, forțând-o în interiorul și în jurul căii de rulare. Odată cu rotația, grăsimea este distribuită uniform în interiorul rulmentului, însă rulmentul trebuie să fie umplut complet cu grăsime înainte de punerea în funcțiune, iar spațiul din carcasă trebuie umplut doar parțial. Grăsimea excesivă a rulmentului poate provoca creșterea rapidă a temperaturii de funcționare, la viteze mari. De aceea, înainte de angajarea în funcționare la viteza maximă este necesară o perioadă de rulaj a rulmentului, astfel ca grăsimea să se așeze uniform și să iasă în cavitatea carcasei.

De regulă, cantitatea de grăsime este specificată sub forma unui procent, de exemplu, umplere de 30%. Procentul reprezintă volumul real de grăsime corelat la spațiul din interiorul rulmentului. Dacă spațiul interior al rulmentului ar fi umplut complet cu grăsime, fără nici un gol, acesta ar fi plin 100%. Diferiți producători de rulmenți recomandă cantități diferite ca standard, volumul de umplere variind între 20% și 40%. În cazul rulmenților mici și miniaturali, volumul de umplere cu grăsime poate fi și de 10%. Iar în aplicațiile în care rulmenții funcționează la viteze foarte mici și necesită o rezistență mare la coroziune și la contaminare, se recomandă umplerea în totalitate cu grăsime a carcasei.

Spre deosebire de ungerea cu grăsimea, cea cu ulei poate fi aplicată prin mai multe modalități. Metodele de lubrifiere cu ulei se fac în funcție de aplicație și de mediile de operare a rulmentului. Pentru rulmenții folosiți în aplicații cu viteză mică și moderată se folosește baia de ulei. Mișcarea rulmentului este cea care distribuie uleiul, în timp ce se rotește printr-o baie de ulei poziționată la baza rulmentului.

În cazul aplicațiilor în care rulmentul rulează la viteze și temperaturi mai mari, o metodă mai eficientă decât baia de ulei ar putea fi inelul de captare a uleiului. La fel ca în cazul băii de ulei, această metodă folosește mișcarea de rotație a rulmentului pentru a distribui uleiul, dar în loc să ruleze rulmentul printr-un bazin de ulei static, un inel separat captează uleiul și îl distribuie în interior. Acesta atârnă independent de pe un manșon pe arborele de pe o parte a rulmentului. Pe măsură ce rulmentul se rotește, inelul se rotește odată cu acesta și colectează uleiul din partea de jos într-un jgheab, de unde uleiul se scurge în jos prin rulment și revine în rezervorul inferior. Metoda este folosită deoarece reduce temperatura de funcționare a rulmentului, însă este potrivită doar aplicațiilor orizontale, din cauza dinamicii inelului.

În cazul aplicațiilor de mare viteză, temperaturile ridicate de funcționare determină degradarea într-un ritm mai accelerat a uleiului. Pentru a preveni schimbarea frecventă a uleiului, mai ales în medii de funcționare dure, prelungirea duratei de viață a uleiului se poate face cu ajutorul unui sistem circulator. Acesta folosește o pompă care ajută la circularea uleiului prin rulment. Pe măsură ce uleiul se scurge din carcasă, este colectat într-un bazin colector, filtrat și uneori răcit, înainte de a fi pompat înapoi în sistem.

În aplicațiile cu viteze foarte mari, se folosește un sistem cu jet de ulei, care poate lubrifia îndeajuns un rulment, fără a exista riscul ca excesul de ulei să crească temperaturile de funcționare. Jetul de ulei este direcționat pe o parte a rulmentului la o presiune înaltă, iar viteza acestuia trebuie să fie suficient de mare, pentru a pătrunde prin turbulențele din jurul rulmentului aflat în rotație.

Există unele aplicații care necesită metode specifice de lubrifiere, cum ar fi ceața de ulei. Acest proces se realizează prin intermediul unui generator.  Ceața de ulei este un amestec de aer și ulei atomizat care este transportată cu ajutorul conductelor și injectată în carcasa lagărului, la o presiune adecvată. Această metodă poate avea un rol în răcirea rulmentului, iar presiunea creată în interior creează un flux de aer care ajută la prevenirea pătrunderii contaminanților. Cu toate acestea, acest amestec de aer cu petrol poate crea un mediu neplăcut și nociv asupra mediului.

Metoda de ungere cu amestec aer-ulei folosește o combinație similară de aer și ulei, pentru lubrifierea rulmenților. Această metodă folosește aer comprimat pentru a injecta o cantitate exactă de lubrifiant în rulment, însă neexistând atomizarea aerului sau a uleiului, ca în cazul ceții de ulei. Astfel, se pot utiliza și uleiuri cu vâscozitate mai ridicată, folosindu-se o cantitate mai mică de ulei. La fel ca și în cazul utilizării ceții de ulei, și această metodă protejează împotriva contaminanților.