Wysoka prędkość. Duże obciążenia. Zanieczyszczenia technologiczne. Jak smar Interflon Grease HS2 poradził sobie z wyzwaniami, z którymi nie poradziłby sobie żaden smar przeznaczony do jednego zastosowania.
Gdy jeden smar to za mało: ochrona łożysk w warunkach skrajnych obciążeń
Niektóre zastosowania łożysk nie wiążą się z jednym wymagającym warunkiem, lecz z kilkoma występującymi jednocześnie. Włoski producent artykułów higienicznych eksploatował młyn młotkowy do celulozy firmy Siemens, w którym łożysko pracowało z prędkością 3000 obr./min przy obciążeniu promieniowym wynoszącym około 5 kN, w środowisku stale zanieczyszczonym pyłem celulozowym. Każdy z tych warunków z osobna zawęża zakres odpowiednich środków smarnych, a ich połączenie wyklucza większość smarów z użycia. Smar Interflon Grease HS2 został opracowany właśnie z myślą o tego typu zastosowaniach: zmiennych, wieloaspektowych warunkach, w których konwencjonalny smar zoptymalizowany pod kątem jednego zakresu działania się nie sprawdzi.
Zastosowanie: trzy obciążenia, jedno łożysko
W młynie zastosowano dwurzędowe łożysko kulkowe samonastawne SKF 2213 ETN9-C3, wersję z luzem wewnętrznym C3 przeznaczoną do zastosowań charakteryzujących się większą rozszerzalnością cieplną i obciążeniami dynamicznymi. Łożysko ma średnicę otworu 65 mm. Przy prędkości obrotowej 3 000 obr./min daje to wartość DN >195 000 mm·obr./min, czyli poziom, przy którym dobór smaru staje się krytyczny, a zakres odpowiednich produktów znacznie się zawęża. Łożysko pracuje pod obciążeniem promieniowym wynoszącym około 5 kN. Środowisko procesowe generuje ciągły strumień drobnych cząstek celulozy, które przenikają do obudów łożysk i zanieczyszczają smar.
Te trzy warunki oddziałują na siebie w sposób, który sprawia, że smarowanie jest znacznie trudniejsze niż w przypadku każdego z nich z osobna:
- Przy prędkości obrotowej 3000 obr./min łożysko wytwarza długotrwałe siły ścinające, które z czasem powodują degradację struktury zagęszczaczy stosowanych w smarach konwencjonalnych, co negatywnie wpływa na grubość warstwy smarnej i ogólną ochronę powierzchni.
- Szczególnie przy obciążeniu promieniowym wynoszącym 5 kN każde pogorszenie jakości ochronnej warstwy smarnej prowadzi bezpośrednio do kontaktu metal-metal oraz przyspiesza tarcie i zużycie.
- Celuloza jest wysoce chłonna i włóknista, co bezpośrednio zakłóca tworzenie się warstwy oleju na powierzchniach łożysk i z czasem niszczy strukturę smaru. W połączeniu z siłami ścinającymi podczas pracy z dużą prędkością oraz naprężeniami kontaktowymi przy dużym obciążeniu zanieczyszczenie to nie tylko pogłębia problem, ale wręcz go zwielokrotnia.
Każdy z tych czynników przyspiesza procesy zużycia, na które wpływają pozostałe, tworząc warunki do wykładniczego nasilenia tarcia, zużycia i degradacji smaru.
Jest to zakres działania, który ujawnia ograniczenia smarów opracowanych z myślą o warunkach pracy w stanie ustalonym i nie uwzględniających zanieczyszczeń o silnym oddziaływaniu. Smar zoptymalizowany wyłącznie pod kątem wysokich prędkości może sprostać wymaganiom obrotowym, ale zapewni niewystarczającą ochronę, gdy obciążenie i zanieczyszczenia spowodują zmniejszenie efektywnej grubości warstwy smaru. Smar opracowany z myślą o dużych obciążeniach może wytrzymać obciążenie, ale zbyt szybko ulegnie degradacji pod wpływem długotrwałego ścinania przy wysokich prędkościach. W przypadku większości smarów konieczne jest dokonanie wyboru. W przypadku smaru HS2 nie jest to konieczne.
Przed zmianą
Młyn młotkowy pracuje na czterech łożyskach, które są stale monitorowane przez system Siemens SIMATIC. Przed przejściem na smar HS2 obserwowano powtarzający się i pogarszający się schemat: twardnienie smaru, zanieczyszczenie smaru, częste wycieki z uszczelnień oraz wzrost temperatury łożysk powyżej progu ostrzegawczego wynoszącego 65°C. Wielokrotnie łożysko nr 4 przekraczało limit automatycznego wyłączenia wynoszący 75°C, co powodowało zatrzymanie linii produkcyjnej i wymagało od operatorów demontażu, czyszczenia i ponownego smarowania przed ponownym uruchomieniem.
Monitor temperatury łożysk Siemens SIMATIC na krótko przed podjęciem działań. Temperatura łożyska 1 wynosi 64,4°C i zbliża się do progu ostrzegawczego wynoszącego 65°C. Licznik czasu smarowania wskazuje, że termin ponownego smarowania został przekroczony o ponad 22 godziny. Próg ostrzegawczy: 65°C. Próg automatycznego wyłączenia: 75°C.
| „Gdy system monitorowania wykryje temperaturę powyżej 60°C, urządzenie zatrzymuje się automatycznie, a operatorzy muszą zdemontować i wyczyścić łożysko”. Na podstawie dokumentacji dotyczącej konserwacji obiektu, zakład produkcji środków higienicznych, Włochy |
Dlaczego Grease HS2 sprawdza się tam, gdzie inne produkty zawodzą
Smar Interflon HS2 nie jest tylko smarem do pracy z dużymi prędkościami, smarem tylko do dużych obciążeń ani smarem odpornym na zanieczyszczenia. Został opracowany tak, aby zapewnić stałą ochronę w tych trzech warunkach jednocześnie – dokładnie tak, jak tego wymaga dane zastosowanie.
W tym przypadku istotne znaczenie mają trzy cechy smaru HS2:
Grubość warstwy smarnej dostosowuje się do prędkości roboczej w zakresie temperatur od -35°C do +120°C. Przy 3000 obr./min utrzymuje ochronną warstwę smarną zaprojektowaną i zoptymalizowaną pod kątem zmniejszenia tarcia wewnętrznego oraz wzrostu temperatury. Podczas cykli uruchamiania i zatrzymywania oraz zmian obciążenia, kiedy kontakt metal-metal jest najbardziej prawdopodobny, adaptacyjna warstwa smarna pogrubia się, aby zapewnić separację powierzchni. Nie jest to kompromis między dwoma stanami wydajności. To stała ochrona w obu skrajnych sytuacjach oraz we wszystkich warunkach pomiędzy nimi.
Zastosowany w nim system niepolarnych środków zagęszczających zapewnia bardzo wysoką funkcjonalność dodatków, która utrzymuje się przez cały okres smarowania, a nie tylko bezpośrednio po nałożeniu. Ma to znaczenie w warunkach wysokiego ścinania: smar nie traci swoich właściwości ochronnych w ciągu kilku godzin od ponownego nasmarowania, ani nie wykazuje stopniowego spadku skuteczności ochronnej w miarę zużywania się dodatków. W przypadku smaru HS2 pakiet dodatków zapewnia ochronę zarówno oleju, jak i powierzchni na niezmiennie wysokim poziomie.
MicPol® to opatentowana przez firmę Interflon technologia zmniejszająca tarcie. Mikronizowane, spolaryzowane dodatki wiążą się bezpośrednio z powierzchnią metalu, tworząc barierę ochronną, która pozostaje skuteczna między kolejnymi smarowaniami. W tym zastosowaniu warstwa związana z powierzchnią działa również jako bariera fizyczna, która pomaga utrzymać włókna celulozowe z dala od bieżni łożyska i luzu C3, zapobiegając wchłanianiu oleju bazowego przez resztki celulozy, które w przeciwnym razie przyspieszałyby zużycie smaru. Technologia ta jest wolna od PFAS, mikroplastików i nanotechnologii.
Interwencja
Doradca techniczny firmy Interflon dokładnie wyczyścił łożysko za pomocą środka Interflon Eco Degreaser, usuwając wszelkie pozostałości poprzedniego, stwardniałego smaru. Ten etap ma kluczowe znaczenie niezależnie od tego, jaki produkt zostanie zastosowany w miejscu starego: pozostałości zniszczonego smaru ograniczają wydajność każdego nowego środka smarnego i ponownie wprowadzają zanieczyszczenia, które spowodowały pierwotną awarię. Następnie obudowę łożyska wypełniono ręcznie smarem Grease HS2 za pomocą smarownicy i ponownie zmontowano w ramach jednego zaplanowanego terminu konserwacji.
Łożysko SKF 2213 ETN9-C3 podczas wstępnego czyszczenia i ponownego smarowania. W celu usunięcia wszelkich pozostałości poprzedniego utwardzonego smaru przed nałożeniem smaru Grease HS2 zastosowano środek Interflon Eco Degreaser. W tym przypadku całkowite usunięcie zniszczonego smaru przed ponownym smarowaniem ma kluczowe znaczenie: pozostałości zanieczyszczonego smaru zmniejszają skuteczność każdego nowego produktu, niezależnie od jego składu.
Efekt
Dane dotyczące temperatury były rejestrowane w trybie ciągłym przez zakładowy system monitorowania Siemens SIMATIC dla wszystkich czterech łożysk walca. Po ponownym nasmarowaniu smarem HS2 w dniu 5 sierpnia 2025 r. temperatury łożysk gwałtownie spadły i powróciły do stabilnego poziomu 50–55°C, który ostatnio odnotowano przed kwietniem 2025 r. Zespół konserwacyjny bezpośrednio udokumentował ten wynik.
Temperatury łożysk we wszystkich czterech łożyskach walca, od lutego do września 2025 r. Łożyska nr 1 i 3 przez cały okres monitorowania były smarowane środkiem Klüber Isoflex NBU 15 zgodnym ze specyfikacją producenta. Gwałtowny spadek temperatury łożyska 4 (fioletowy) w dniu 5 sierpnia oznacza moment ponownego smarowania smarem Interflon Grease HS2, po czym temperatury powróciły do stabilnego poziomu bazowego obserwowanego ostatnio przed kwietniem 2025 r. Stopniowy wzrost temperatury w łożysku nr 4 od końca września jest zgodny z sezonowymi zmianami warunków otoczenia i zwiększonym obciążeniem produkcyjnym; łożysko działało bez ponownego smarowania przez cały czas. Pojedynczy skok temperatury w łożysku nr 2 (różowy) 21 sierpnia był spowodowany istniejącym wcześniej uszkodzeniem mechanicznym niezwiązanym ze smarowaniem.
| Wskaźnik | Przed użyciem smaru Interflon Grease HS2 | Po użyciu smaru Interflon Grease HS2 |
|---|---|---|
| Maksymalna temperatura łożyska | 70°C → >75°C (wyłączenie) | 50–60°C (stabilny) |
| Automatyczne przerwy w produkcji | Powtarzane | Brak |
| Stan smaru | Stwardniały, zanieczyszczony, wyciekający | Stabilny, bez wycieków |
| Konieczna wymiana łożyska | Tak (łożysko nr 2) | Brak |
| „Uważamy, że smar Grease HS2 zapewnia optymalną wydajność w zastosowaniach wymagających dużych prędkości obrotowych (3000 obr./min) przy wysokich obciążeniach bezwładnościowych (około 500 kg)”. Inżynier ds. konserwacji, zakład produkcji środków higienicznych, Włochy, sierpień 2025 r. |
Osobny skok temperatury w łożysku nr 2, który miał miejsce 21 sierpnia, był spowodowany wcześniejszym uszkodzeniem łożyska, niezwiązanym ze smarowaniem. Smar HS2 spowolnił dalsze pogarszanie się stanu łożyska, które zostało wymienione w ramach planowej interwencji bez wpływu na produkcję. Po zmianie smaru nie odnotowano żadnych awaryjnych przestojów.
Łożyska nr 1 i 3 przez cały okres monitorowania były smarowane środkiem Klüber Isoflex NBU 15, zgodnie z zaleceniami producenta. Po przejściu na smar HS2 ich profile temperatury pozostawały wyższe i mniej stabilne niż w przypadku łożyska nr 4, co pozwoliło na przeprowadzenie nieplanowanego, ale bezpośredniego porównania w identycznych warunkach pracy w tej samej maszynie.
W chwili pisania tego tekstu łożysko nr 4 nadal działa bez konieczności ponownego smarowania od czasu pierwotnej interwencji, która miała miejsce 5 sierpnia 2025 r.
W oparciu o udokumentowane wyniki zakład oficjalnie zarejestrował firmę Interflon jako bezpośredniego dostawcę i dodał smar HS2 do listy zatwierdzonych produktów przeznaczonych do magazynowania. Decyzja ta odzwierciedla zaufanie do stałej, powtarzalnej wydajności, a nie do doraźnego rozwiązania.
Czy Twoja aplikacja wymaga spełnienia wielu różnych wymagań dotyczących smarowania?
Wysokie prędkości, duże obciążenia, zanieczyszczenia procesowe, zmienne prędkości obrotowe i warunki pracy: im więcej z tych czynników występuje jednocześnie, tym większe jest prawdopodobieństwo, że konwencjonalny smar stanie się czynnikiem ograniczającym wydajność łożysk. Doradca techniczny firmy Interflon może dokonać oceny konkretnego zastosowania i ustalić, czy nieodpowiedni dobór smaru powoduje wzrost kosztów konserwacji. Przed podjęciem jakichkolwiek dalszych zobowiązań wymagane jest przedstawienie udokumentowanych wyników.
Najczęściej zadawane pytania dotyczące smarowania łożysk w zastosowaniach wymagających dużych prędkości
Młyny młotkowe i rozdrabniacze łączą w sobie prędkość obrotową, znaczne obciążenie oraz zanieczyszczenia procesowe w sposób, który z osobna zawęża zakres odpowiednich środków smarnych, a łącznie wyklucza większość smarów z rozważań. Przy prędkości 3000 obr./min długotrwałe siły ścinające niszczą konwencjonalne struktury zagęszczaczy. Pod dużym obciążeniem każde zmniejszenie grubości warstwy smaru prowadzi do kontaktu metalu z metalem. Zanieczyszczenie procesu włóknami celulozowymi wykładniczo zwiększa problemy ze smarowaniem wynikające z połączenia dużych prędkości i obciążeń. Smar, który dobrze radzi sobie z jednym z tych wyzwań, często zawodzi, gdy pozostałe występują jednocześnie.
*** Przetłumaczono za pomocą www.DeepL.com/Translator (wersja darmowa) ***
Większość smarów łożyskowych została opracowana tak, aby zapewnić optymalną wydajność w określonym zakresie warunków pracy: przy konkretnej kombinacji prędkości, obciążenia i temperatury. Smar HS2 został zaprojektowany inaczej: grubość jego warstwy dostosowuje się do zmieniających się warunków pracy, a nie jest stała, jego niepolarny system zagęszczaczy zapewnia skuteczność dodatków w warunkach dużego ścinania i dużego obciążenia, a technologia MicPol® tworzy przylegającą do powierzchni warstwę ochronną, która zmniejsza tarcie i pozostaje aktywna między kolejnymi smarowaniami. Te trzy cechy współdziałają ze sobą, aby jednocześnie sprostać pełnemu zakresowi wymagań.
Tak. Smar Interflon Grease HS2 jest przeznaczony do wszelkich zastosowań w łożyskach tocznych, w których warunki pracy są zmienne lub występuje jednocześnie wiele trudnych warunków. Stosuje się go do smarowania wałów napędowych, łożysk przenośników, łożysk silników elektrycznych oraz w innych zastosowaniach o wysokich i zmiennych prędkościach, nawet tam, gdzie może dochodzić do zmywania wodą, zanieczyszczenia brudem lub zanieczyszczeniami procesowymi oraz gdzie występują duże obciążenia. Jest on również często stosowany w celu połączenia kilku smarów przeznaczonych do konkretnych zastosowań w jednym produkcie, co zmniejsza złożoność zapasów i eliminuje ryzyko niewłaściwego zastosowania.
Dzięki prawidłowemu smarowaniu zakład odnotował w tym przypadku w miesiącach letnich normalny zakres temperatur roboczych wynoszący 45–55°C dla wszystkich czterech łożysk walca. Temperatury stale przekraczające 60°C wskazują na problem ze smarowaniem, który wymaga zbadania. W tym zastosowaniu próg automatycznego wyłączenia wynosi 75°C. Temperatura łożyska jest jednym z najwyraźniejszych wskaźników skuteczności smarowania w zastosowaniach wymagających dużych prędkości: stabilna temperatura w oczekiwanym zakresie potwierdza, że smar utrzymuje swoją warstwę ochronną w warunkach roboczych. W tym zastosowaniu podwyższona temperatura jest ostrzeżeniem, że zanieczyszczenie celulozą negatywnie wpływa na odprowadzanie oleju i tworzenie warstwy ochronnej, a sytuacja ta pogarsza się stopniowo po zaobserwowaniu pierwszych wzrostów temperatury.
