Viscositeit van smeermiddelen

Viscositeit laat zich het beste vertalen door ‘stroperigheid’ of ‘dikte’. Een smeermiddel met een hogere viscositeit is stroperiger – en dus dikker – dan een smeermiddel met een lagere viscositeit. De grootheid viscositeit bestaat in een dynamische en een kinematische variant waarover we later in deze tekst meer uitleggen. De eenheid voor dynamische viscositeit is de millipascalseconde (mPa s) of het meer gangbare centipoise (cP). De kinematische viscositeit wordt in het SI-stelsel uitgedrukt in vierkante millimeter per seconde (mm²/s) of in het meer bekende centistoke (cSt).

Wat is viscositeit?

De viscositeit van een vloeistof zegt iets over de interne wrijvingskracht tussen aangrenzende vloeistoffen die in beweging zijn. Als deze onderlinge wrijvingskrachten hoog zijn, dan stroomt een vloeistof minder makkelijk en is hij dus stroperiger: de viscositeit is hoog. Bij lage wrijvingskrachten stroomt een vloeistof juist makkelijk en is de viscositeit laag. De viscositeit van een smeermiddel is geen stofeigenschap maar is altijd afhankelijk van de temperatuur.

Voor smeermiddelen is de viscositeit – en de daaraan verbonden viscositeitsindex – een belangrijke parameter. Om een goede, langdurige smeerfilm tot stand te brengen en te houden, mag de olie bij normale bedrijfstemperaturen niet te dun zijn omdat het dan makkelijk het oppervlak verlaat en de smeerfilm snel verdwijnt. Maar het mag ook niet te dik zijn, dat zou intern onnodig veel wrijving veroorzaken. Wetende dat de viscositeit afhankelijk is van temperatuur en de kwaliteit van de olie (inclusief deeltjes en degradatieproducten) maakt duidelijk dat het kiezen van een smeermiddel met de juiste viscositeit een vak apart is.
 

Welke viscositeiten zijn er?

Zoals kort hiervoor al aangegeven wordt de viscositeit van een smeermiddel aangegeven als dynamische viscositeit of kinematische viscositeit.

Dynamische viscositeit

De dynamische viscositeit wordt ook wel absolute viscositeit genoemd en geeft aan welke kracht er nodig is om het betreffende smeermiddel te laten stromen. Of met andere woorden: welke kracht er nodig is om de interne wrijvingskrachten te overwinnen.

Kinematische viscositeit

De kinematische viscositeit is te berekenen uit de dynamische viscositeit en geeft aan hoe snel het smeermiddel stroomt wanneer een specifieke kracht wordt uitgeoefend. Dit is te bepalen door de dynamische viscositeit te delen door de dichtheid van het betreffende smeermiddel. Wat dat betreft is de kinematische viscositeit dus eigenlijk geen echte viscositeit maar een verhouding tussen de viscositeit en de dichtheid.

Dat toch juist deze aanduiding in de meeste gevallen wordt gebruikt, is historisch bepaald. Het heeft te maken met de meetinstrumentatie die in vroeger tijden werd gebruikt om de viscositeit te meten en waarbij de zwaartekracht een rol speelde.

Viscositeitsklassen

De viscositeit van industriële smeermiddelen is vastgelegd in de ISO-viscositeitsclassificaties en betreft de viscositeit bij een temperatuur van 40 °C. Deze temperatuur is gekozen omdat dit een veel voorkomende bedrijfstemperatuur is. Een ISO VG 68 geeft bijvoorbeeld aan dat de viscositeit van het product 68 cSt is bij een temperatuur van 40 °C – dit is plus of min 10%. Er bestaat ook een AGMA-viscositeitsclassificatie voor industriële tandwieloliën, terwijl de SAE-viscositeitsklasse van toepassing is op smeermiddelen voor de automotive. SAE is in twee varianten voor respectievelijk motoroliën en tandwieloliën.

Belangrijk om te realiseren dat de klasse niets zegt over de kwaliteit van de olie als smeermiddel en ook niet over de viscositeit bij temperaturen anders dan 40 °C. Bovendien geeft de klasse niet aan waar het smeermiddel voor bedoeld is. Ook hier geldt dat het kiezen van het juiste smeermiddel dus geen kwestie is van de juiste klasse bepalen, maar een complex vraagstuk waarbij kennis en ervaring een belangrijke rol speelt.

Viscositeitsindex van smeermiddelen

Feitelijk nóg belangrijker dan de viscositeit is de viscositeitsindex van een smeermiddel. Deze index geeft aan hoe snel de viscositeit verandert bij hogere of juist lagere temperaturen.

Een voorbeeld: Stel dat een smeermiddel de optimale smeerfilm geeft bij een bedrijfstemperatuur van 40 °C maar bij iets hogere of lagere temperaturen al snel veel dunner of dikker wordt. Een dergelijk smeermiddel heeft dan een lage viscositeitsindex. Dit betekent dat een optimale werking alleen geldt voor een beperkt temperatuurbereik. Een koude start of juist op warme dagen of een iets hogere productiesnelheid zullen problemen ontstaan.

Afhankelijk van de omstandigheden kunnen machines dus gebaat zijn bij een zo hoog mogelijke viscositeitsindex welke aangeeft dat de viscositeit van het smeermiddel over een breed temperatuurbereik stabiel blijft. Veel meer uitleg hierover vindt u in een apart kennisartikel over de viscositeitsindex.

Belang van viscositeit bij smeermiddelen

Met alle kennis over een viscositeit en de viscositeitsindex komen we aan bij de hamvraag: wat is de invloed hiervan op de kwaliteit van een smeermiddel? Kwaliteit drukken we daarbij uit in de eigenschappen waarover een goed smeermiddel moet beschikken:

• het minimaliseren van wrijving door een optimale smeerfilm
• het afvoeren van warmte
• het afvoeren van vuil

Lage viscositeit

Smeermiddelen met een lage viscositeit – vaak dunvloeibare of waterachtige smeermiddelen – worden toegepast bij hoge rotatiesnelheden en toepassingen waarbij minimale weerstand optreedt. Ze zijn geschikt voor precisiecomponenten zoals spindellagers, lichte tandwieloverbrengingen en hydraulische systemen, waar een goede pompbaarheid en snelle verspreiding essentieel zijn.

Hoge viscositeit

Smeermiddelen met een hoge viscositeit zijn ideaal voor lage rotatiesnelheden, hoge belastingen en extreme omstandigheden. Ze worden vaak gebruikt in tandwielkasten, kettingen, zware industriële machines en andere toepassingen waarbij een dikkere smeerfilm nodig is om slijtage en metaal-op-metaalcontact te voorkomen.

Smeermiddelen van Interflon

Zoals uit bovenstaande duidelijk zal zijn, is het selecteren van het juiste smeermiddel met de juiste viscositeit en viscositeitsindex afhankelijk van veel factoren. Bij nieuwe applicaties of problemen is het daarom raadzaam om advies in te winnen bij specialisten die alle factoren op de juiste waarde schatten en op basis daarvan de juiste keuzes maken. Passend bij het specifieke belastingpatroon, de omgevingsfactoren en de veiligheidseisen.

Neem vrijblijvend contact op.

online bestellen