Průmyslové převodové oleje a mazání převodovek

Průmyslové převodovky mají široké využití v téměř každém průmyslovém odvětví a s elektromotory tvoří hnací ústrojí používané v mnoha výrobních procesech. Jejich mazání se provádí třemi způsoby: Pro malé obvodové rychlosti (0-6 m/s), kde není nutný odvod tepla, se užívá plastické mazivo. Brodění je běžné mazání pro čelní a šnekové převody a je vhodné pro rychlosti 4-15 m/s. Rozstřikem se mažou převodovky s rychlostmi nad 12 m/s.

Požadavky na mazání z hlediska typu převodu
Nejjednodušší a často používaný typ převodu je čelní přímý. Kontakt je valivý, rychlosti pomalejší, používají se oleje s vyšší viskozitou a střední únosností mazacího filmu. Vylepšený typ je šikmozubý čelní převod. Dochází zde k valivému i kluznému kontaktu, a rychlosti mohou být vyšší. Oleje musí mít vysokou únosnost mazacího filmu. Velmi náročný na mazání je šnekový převod, umožňující přenášení vyšších tlaků. Dochází v něm k extrémnímu kontaktu ve skluzu a oleje musí mít vysokou viskozitu a únosnost mazacího filmu.

Z hlediska konstrukce se převodovky dělí na otevřené a zapouzdřené.
Otevřené převody - Mají jednodušší nároky na mazání, jsou robustnější s většími tolerancemi a pracují při pomalých otáčkách. Volbu maziva určuje viskozita, olej má být přilnavý k zubům, nesmí se vymývat a absorbovat vodu. Obvykle se používají tmavé válcové oleje nebo plastická maziva. Kvalitnější maziva mohou obsahovat přísady pro lepší vzlínavost, např. latex, kovové mýdlo. Konzistence takového oleje se podobá měkkému tuku. Pro zvýšení odolnosti mazacího firmu se přidává MoS2 nebo grafit. Moderní převody se mažou většinou plastickými mazivy.
Zapouzdřené převody - Mohou pracovat za vysokých otáček a malého zatížení, ideálně za podmínek kapalinového mazání. Volbu maziva pak určuje viskozita a vhodná skladba přísad vzhledem k pracovnímu režimu a použitým materiálům. Používají se oleje s protioxidační a protikorozní přísadou. Vyšší nároky mají převody pracující za vysokého až šokového zatížení a vysokých otáček, tzn. za podmínek smíšeného, příp. mezního mazání. Používají se oleje s protioděrovými a vysokotlakými přísadami, s inhibitory koroze kovů a jinými pečlivě kombinovanými přísadami.

Základní požadavky na převodové oleje:
- Schopnost vytvořit dostatečně únosný mazací film
- Dobrá oxidační stabilita
- Ochrana před korozívními látkami
- Nízká pěnivost
- Dobrá schopnost deemulgace
- Snášenlivost s těsněními
- Převodový olej by měl mít bod tekutosti o 5 °C nižší, než nejnižší očekávaná teplota
- Pracovní teplota oleje v běžných podmínkách je cca 20-30 °C nad teplotu okolí
- U šroubových převodů je teplota vyšší, cca 50 °C nad teplotou okolí.
Ideální mazivo by mělo mít vysokou viskozitu, vysoký koeficient závislosti viskozity na tlaku a nízký třecí koeficient.

V běžné praxi funguje široká škála maziv, založených na různých základových olejích, přísadách, zahušťovadlech atp. Často jsou to oleje zahrnuté v jiných kategoriích, jako např. kompresorové či ložiskové oleje (převodovky obráběcích strojů apod.), oleje pro kluzná vedení, automobilové převodové oleje, a ojediněle (pro rychloběžné konstrukce převodovek), turbínové nebo hydraulické oleje.
V moderních zařízení s vysokými nároky se uplatňují účelově formulované oleje, které doporučují výrobci průmyslových převodů.

Složení převodových olejů
Olejové komponenty
Nejčastějším základem jsou ropné oleje. Syntetické se používají v případě, že ropné oleje dosáhly hranice svých možností, např. pro velmi nízké / vysoké provozní teploty, extrémní zatížení a zvláštní podmínky (nehořlavost, potravinářství..)
Syntetické komponenty
- Polyalfaolefiny – mají vysoký viskozitní index, jsou hydrolyticky stabilní a mají nižší koeficient tření než ropné oleje
- Polyalkylenglykoly – mají vysoký viskozitní index, dobrou teplotní stabilitu, větší toleranci k vodě (do 0,7 % neuvolňuje volnou vodu) a nižší koeficient tření (GrI>GrIII>PAO>PAG) a mohou tak přispět k úspoře energie. Jsou vhodné pro potravinářské použití (FDA).
- Estery, diestery - jsou biologicky odbouratelné.

Výhodou syntetických olejů je:
- Vyšší termální a oxidační odolnost
- Snížená závislost změny viskozity na teplotě (vysoký viskozitní index)
- Lepší nízkoteplotní vlastnosti
- Snížená hořlavost (užší destilační rozmezí)
- Zlepšená účinnost vlivem nižších třecích ztrát (nižší třecí koeficient)
- Nižší teploty za plného zatížení umožňují prodloužit životnost komponent.

Přísady
Formulace převodového maziva obsahuje obvykle 1-5 % přísad. Jsou to:
- Antioxidační a protikorozní přísady
- Pasivátory kovů
- Modifikátory tření
- Protioděrové přísady
- Vysokotlaké přísady
- Protipěnivostní přísady
- Deemulgační přísady.
Používané přísady se navzájem ovlivňují a mnohé působí synergicky. Některé potřebují pro svou aktivaci vyšší teplotu, a musí být proto kombinovány s těmi, které působí při nízkých teplotách.

Viskozita a viskozitní klasifikace
Viskozita je základní vlastností charakterizující mazivo. Volí se podle obvodové rychlosti, průměru kola, otáček, druhu materiálu, teploty okolí a provozních podmínek. Obecně platí: Vyšší viskozita pro větší rozměry soukolí a vyšší pracovní teploty, nižší viskozita pro vyšší rychlosti.
Mazání ozubeného soukolí je elastohydrodynamické, a skutečná viskozita oleje mezi povrchy zubů je větší než zdánlivá viskozita. Na druhé straně příliš viskozní olej způsobuje ztrátu energie třením.

Viskozitní klasifikace
Viskozita maziva při 40 °C ±10 % určuje zařazení do viskozitní třídy podle ISO. Pro průmyslové převodové oleje jsou používány třídy ISO VG 68, 100, 150, 220, 320, 460, 680, 1000 a 1500.  
- ISO 68,100,150: vysokorychlostní převody a ložiska při normálních teplotách
- ISO 220 a 320: převody a ložiska středně velkých zařízení při normálních teplotách 
- ISO 460 a 680: větší zařízení, velké zatížení a se středními rychlostmi.

Výkonnostní klasifikace
Existuje několik základních standardů, u nás nejpoužívanější ISO 6743-6, DIN 51517, AGMA 9005-02 a řada požadavků výrobců: SEBI 181 226 (German steel), David Brown, Siemens (Flender), Cincinnati Machine..., které předepisují vlastní zkušební metody. Standardy jsou stále přísnější, vyžadují vysoce kvalitní převodové oleje.

Trendy převodovek a maziv
Pro konstrukci i úpravu povrchů jsou používány nové, lehčí materiály. Převodovky mají menší rozměry, používá se méně náplně. Požaduje se, aby přenášely větší síly, byly trvanlivější a spolehlivější. Menší náplň znamená i méně funkčních přísad pro převodovku, což však vyvolává vyšší teploty a akceleruje oxidační procesy. To je nebezpečné, protože vznikají kaly, které zkracují životnost oleje a součástí převodovky. Komponentou příslušné převodovky se stávají i převodové oleje a je nutné dbát na správnou volbu převodového maziva, i jeho dobrou kondici a čistotu v provozu.
Je třeba zamezit mísení s jinými převodovými oleji, náhodnému, nebo při nedokonalém proplachu. I když základové oleje jsou kompatibilní, přísady se mohou navzájem negativně ovlivňovat a tím způsobit ztrátu účinnosti maziva. Nekompatibilita se obvykle projeví až po čase. Filtrace oleje je žádoucí, ale musí být prováděna s ohledem na konkrétní požadavky zařízení. Tady neznamená více = lépe. Přílišná filtrace se prodraží a může dojít dokonce k částečnému odstranění některých přísad. Jako účinný nástroj prevence a prodloužení životnosti zařízení lze doporučit pravidelné kontroly včetně laboratorních testů maziva.
 

Publikováno: 4. 8. 2013 | Počet zobrazení: 5374 747