Τα έδρανα κύλισης επιτρέπουν την περιστροφική κίνηση μεταξύ διαφόρων στοιχείων μηχανών με μειωμένη τριβή.
Στην τεχνολογία, τα έδρανα κύλισης χρησιμοποιούνται, μεταξύ άλλων, για την καθοδήγηση και τη στήριξη αξόνων και αξόνων. Τα έδρανα κύλισης βασίζονται στην αρχή της τριβής κύλισης: Αποτελούνται από έναν εσωτερικό και έναν εξωτερικό δακτύλιο, μεταξύ των οποίων κυλίονται στοιχεία κύλισης, τα οποία διατηρούνται χωριστά από έναν κλωβό για περαιτέρω μείωση της τριβής και της φθοράς. Ανάλογα με το φορτίο, χρησιμοποιούνται διαφορετικοί τύποι στοιχείων κύλισης, όπως σφαίρες ή κύλινδροι. Λόγω της τριβής κύλισης που σχετίζεται με το σχήμα των στοιχείων κύλισης, τα ρουλεμάν με μπίλιες είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για υψηλές ταχύτητες, ενώ τα ρουλεμάν με κυλίνδρους είναι καταλληλότερα για υψηλά φορτία.

Καθήκοντα του λιπαντικού των εδράνων κύλισης

Στόχος της λίπανσης των εδράνων κύλισης είναι η αποφυγή της μεταλλικής επαφής μεταξύ των επιφανειών κύλισης και ολίσθησης μέσω ενός λιπαντικού φιλμ, ώστε να μειωθεί περαιτέρω η τριβή ολίσθησης στο έδρανο κύλισης. Επιπλέον, η λίπανση του εδράνου κύλισης οδηγεί σε βελτίωση της προστασίας από τη φθορά. Με τον τρόπο αυτό αποφεύγονται οι βλάβες του ρουλεμάν, παρατείνεται η διάρκεια ζωής του ρουλεμάν και αυξάνεται η αξιοπιστία λειτουργίας. Ανάλογα με τον τύπο του λιπαντικού (λάδι ή γράσο με κατάλληλα πρόσθετα), τα πρόσθετα καθήκοντα του λιπαντικού στο έδρανο κύλισης περιλαμβάνουν την προστασία από τη διάβρωση, την απαγωγή της θερμότητας από το έδρανο, την προστασία του εδράνου από εσωτερική και εξωτερική μόλυνση, την απόσβεση του θορύβου λειτουργίας του εδράνου και την υποστήριξη της στεγανοποιητικής δράσης των παρεμβυσμάτων του εδράνου.

Κριτήρια απόφασης για λίπανση με γράσο ή λάδι
Η λίπανση με γράσο χρησιμοποιείται για το 90 % περίπου όλων των ρουλεμάν κύλισης. Τα κύρια πλεονεκτήματα της λίπανσης με γράσο είναι

• πολύ χαμηλή προσπάθεια σχεδιασμού
• καλή υποστήριξη της στεγανοποίησης του ρουλεμάν
• μεγάλη διάρκεια ζωής
• χαμηλή ροπή τριβής
• καλές ιδιότητες λειτουργίας έκτακτης ανάγκης με στερεά λιπαντικά
• καλές ιδιότητες απόσβεσης θορύβου
• Εάν επιλεγούν σωστά, τα γράσα παρέχουν αξιόπιστη λίπανση για ένα ευρύ φάσμα ταχυτήτων και φορτίων για όλους τους τύπους ρουλεμάν εκτός από τα ωστικά έδρανα σφαιρικών κυλίνδρων.

Δομή και χαρακτηρισμός των γράσων
Τα λιπαντικά γράσα αποτελούνται από ένα βασικό έλαιο που δεσμεύεται από ένα παχυντικό. Ως αποτέλεσμα, το λάδι παραμένει στο σημείο λίπανσης. Εκεί εξασφαλίζει αποτελεσματική προστασία από την τριβή και τη φθορά και στεγανοποιεί το σημείο λίπανσης από εξωτερικές επιδράσεις, όπως υγρασία και ξένες ουσίες. Συνεπώς, τα γράσα είναι ιδανικά για χρήση σε έδρανα κύλισης. Τα τυπικά χαρακτηριστικά απόδοσης ενός γράσου, όπως το σημείο πτώσης, η ικανότητα μεταφοράς φορτίου και η αντοχή στο νερό, καθορίζονται από το λάδι βάσης και το πυκνωτικό. Τα πρόσθετα που προστίθενται στο γράσο βελτιώνουν την προστασία από τη διάβρωση και τη φθορά, τη φέρουσα και συγκολλητική ικανότητα και την αντοχή στη γήρανση.

Χαρακτηριστικά για την επιλογή ενός γράσου εδράνων κύλισης

Η επιλογή ενός γράσου εδράνων κύλισης βασίζεται στο σχεδιασμό του εδράνου κύλισης και στο υλικό του κλωβού του εδράνου κύλισης (μέταλλα ή πλαστικά), καθώς και στις συνθήκες λειτουργίας και εφαρμογής, όπως η θερμοκρασία λειτουργίας, το εύρος στροφών, το φορτίο πίεσης και οι περιβαλλοντικές επιδράσεις (νερό, σκόνη ή επιθετικά μέσα). Για τον χαρακτηρισμό ενός γράσου εδράνων κύλισης διατίθενται τα ακόλουθα χαρακτηριστικά.

1. NLGI class

Για τα λιπαντικά γράσα, η συνεκτικότητα είναι η παράμετρος για την αντοχή ενός γράσου. Η ταξινόμηση των γράσων σύμφωνα με το NLGI κυμαίνεται από πολύ μαλακό (κλάση 000) έως πολύ σταθερό (κλάση 6). Τα γράσα των κλάσεων NLGI 1-4 είναι κατάλληλα για χρήση σε έδρανα κύλισης.

2. Σημείο πτώσης (σε °C)

Το σημείο πτώσης ενός λιπαντικού γράσου είναι η θερμοκρασία στην οποία το γράσο υγροποιείται. Είναι σημαντικά υψηλότερο από τη συνιστώμενη θερμοκρασία λειτουργίας, η οποία στην περίπτωση ενός ρουλεμάν κύλισης καθορίζεται όχι μόνο από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, αλλά και από τη θερμότητα που αναπτύσσεται στο ρουλεμάν κατά τη λειτουργία.

3. Τιμή VKA

Το τετράσφαιρο τεστ είναι μια συσκευή δοκιμής για λιπαντικά που χρησιμοποιούνται σε υψηλές επιφανειακές πιέσεις. Αποτελείται από μια περιστρεφόμενη σφαίρα λειτουργίας που ολισθαίνει πάνω σε τρεις σταθερές σφαίρες. Κατά τη διάρκεια της δοκιμής για τη μέγιστη απορρόφηση φορτίου του λιπαντικού, στη σφαίρα ασκείται μια δοκιμαστική δύναμη, η οποία αυξάνεται σταδιακά έως ότου το σύστημα τεσσάρων σφαιρών συγκολληθεί ως αποτέλεσμα της θερμότητας τριβής.

4. Τιμή DN (συντελεστής ταχύτητας)

Η τιμή DN καθορίζει τις μέγιστες περιμετρικές ταχύτητες μέχρι τις οποίες μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα λιπαντικό γράσο σε ένα έδρανο κύλισης. Υπολογίζεται από την ταχύτητα του εδράνου, τη μέση διάμετρο του εδράνου (σε mm) και έναν συντελεστή για να ληφθεί υπόψη η συνιστώσα τριβής ολίσθησης του σχεδιασμού του εδράνου.

5. Τιμή SKF Emcor

Η μέθοδος SKF Emcor χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση των αντιδιαβρωτικών ιδιοτήτων των λιπαντικών εδράνων κύλισης. Στο γράσο προστίθεται νερό και δοκιμάζεται για διάβρωση σε αυτοπροσανατολισμένα ρουλεμάν με καθορισμένο χρόνο λειτουργίας, ταχύτητα και ορισμένους χρόνους διακοπής λειτουργίας σύμφωνα με το DIN 51802. Εάν η οπτική επιθεώρηση των δακτυλίων δοκιμής δεν αποκαλύπτει διάβρωση, ο βαθμός διάβρωσης είναι 0. Εάν η διάβρωση είναι πολύ έντονη, ο βαθμός διάβρωσης είναι 5.

Λίπανση των ρουλεμάν κύλισης

Σημαντική προϋπόθεση για την υψηλή λειτουργική αξιοπιστία ενός ρουλεμάν κύλισης είναι η συνεχής παροχή λιπαντικού. Κατά την πρώτη λίπανση ή την επαναλίπανση του ρουλεμάν πρέπει να τηρούνται οι οδηγίες του κατασκευαστή του ρουλεμάν. Η πλήρωση πρέπει να γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε να λιπαίνονται αξιόπιστα όλες οι λειτουργικές επιφάνειες. Τα βραδυκίνητα ρουλεμάν (τιμή DN < 50.000) και τα περιβλήματά τους μπορούν να πληρωθούν πλήρως, τα βραδυκίνητα ρουλεμάν (τιμή DN > 400.000) μέχρι το 1/4 του ελεύθερου εσωτερικού του ρουλεμάν. Διαφορετικά, συνιστάται πλήρωση έως το 1/3.

Τα λιπανόμενα με γράσο έδρανα είναι επαρκώς αξιόπιστα, εάν δεν υπερβαίνονται τα διαστήματα επαναλίπανσης. Η επαναλίπανση είναι απαραίτητη εάν η διάρκεια ζωής του γράσου είναι μικρότερη από την αναμενόμενη διάρκεια ζωής του ρουλεμάν. Η επαναλίπανση πραγματοποιείται με τη χρήση πιστόλι γράσου ή αυτόματων συστημάτων λίπανσης. Εάν είναι δυνατόν, η επαναλίπανση πρέπει να πραγματοποιείται κατά τη διάρκεια της λειτουργίας. Οι ποσότητες επαναλίπανσης είναι 50-80 % της αρχικής ποσότητας πλήρωσης. Εάν δεν είναι δυνατή η απομάκρυνση του χρησιμοποιημένου γράσου, η ποσότητα γράσου πρέπει να περιορίζεται ώστε να αποφεύγεται η υπερλίπανση του ρουλεμάν.

Εάν τα διαστήματα επαναλίπανσης είναι μεγάλα, το γράσο πρέπει να αντικαθίσταται όσο το δυνατόν πληρέστερα. Πριν από την αλλαγή σε διαφορετικό τύπο γράσου, το έδρανο κύλισης πρέπει πάντοτε να καθαρίζεται ή να επαναλιπαίνεται το γράσο μέχρι το παλιό γράσο να έχει πιεστεί πλήρως από το έδρανο. Στην περίπτωση αυτή, πρέπει να ελέγχεται εκ των προτέρων η αναμιξιμότητα των λιπαντικών και η συμβατότητα των υλικών.