Использование систем «масло-воздух» в промышленности

Инженеры и рабочие, обслуживающие машиностроительные производства, станки и технологическое оборудование, знают, насколько важно своевременно и качественно смазывать маслом различные механизмы, совершающие вращательные, возвратно-поступательные или иные кинематические движения. Связано это с тем, что механические системы состоят из статических и динамических деталей, постоянно воздействуют друг на друга трением, что приводит к преждевременному износу и/или заклиниванию. Для нивелирования этих последствий используют техническую смазку.

С физико-механической точки зрения поверхности полностью изолированы друг от друга смазочным материалом, который можно условно рассматривать как многослойный. Для наглядности и упрощения, разделяющую смазку легко представить как трехслойную: два граничных слоя – соприкасаются с трущими деталями и, средний. Если расстояние между ними больше 0,5 мкм, то слои обретают свойства независимого друг от друга движения, ограниченного очень незначительным внутренним трением (вязкостью).

Этот смазывающий эффект был известно давно. Первые упоминания об осознанном использовании смазки относятся к Древнему Египту, где смазывали колеса боевых колесниц, но только в конце ХIХ века смазка стала обретать научные очертания. С этого времени совершенствовались не только смазывающие материалы, но и методы и способы смазывания.

В современном техническом мире, идущему по инновационному пути, наряду с классической смазкой – пластичной – всё чаще и успешнее применяют системы «масло-воздух», в которых масло от смазочной станции и воздух со скоростью 10-15 м/с от компрессора индивидуально подаются к масловоздушным питателям (МВП). И уже далее по отдельному, вторичному трубопроводу масляная пленка, образовавшая в МВП, нагнетается воздушным напором непосредственно к точкам смазки. Конструктивно количество вторичных трубопроводов может быть любым – зависит от особенностей механизма.

Подаваемый из питателя тончайший масляной слой, который наносится на смазывающие детали, специалисты называют эласто-гидродинамической пленкой. Различают способы впрыскивания – через дюзы, представляющие собой специальные форсунки, так называемый «масляной туман», или масло микродозами наносится без воздуха, который предварительно выводится через специальный дренаж. Такая смазка и назовется «масло-воздух». Здесь надо учитывать тот факт, что отводимый воздух выполняет дополнительные функции – охлаждающую и очищающую, что важно при больших оборотах, например, в подшипниках.

Сравнительные характеристики различных способов смазки приведены ниже

Параметры и требования	Пластичная смазка	Масляный туман	«Масло-воздух»
Расход смазочного материала (по данным фирм SKF, FAG, REBS)	Q=0,003хВхD см3/ч (В-ширина подшипника, D-наружный диаметр)	Q=0,0005хВхD см3/ч (нет точной дозировки)	Q=0,00005хВхD см3/ч (абсолютно точная дозировка)
Вязкость масел	—	max2,8х10-4 м2/с	до 6,8х10-4 м2/с и выше
Герметизация	есть проблемы	низкая (невысокое избыточное давление воздуха)	высокая
Обслуживание	необходимость выпаривания и промывки; плохой контроль подшипников	не требуется; удобный контроль	не требуется; удобный контроль
Срок службы подшипников	нет увеличения срока	нет увеличения срока	увеличение срока в 2-5 раз
Риск	опасность возникновения пожара	опасность возникновения пожара	никакого риска
Экология	загрязнение окружающей среды	-загрязнение окружающей среды; -наносит вред здоровью персонала	экологически чистая
Возможности контроля	нет системы раннего предупреждения	нет системы раннего предупреждения	полный контроль за всеми параметрами системы
Возможности применения:
скорость (параметр быстроходности подшипников)	невысокая: 600 м/мин	высокая: более 1000 м/мин	высокая: до 1800 м/мин
область больших нагрузок	применение возможно	применение невозможно	применение возможно (особенно при использовании высоковязких масел)
высокая температура	возможно коксование и повышение температуры из-за пережирования	применение невозможно	применение возможно (отсутствие коксования)

Судя по таблице, самой эффективной представляется смазка методом «масло-воздух», поскольку увеличивает срок службы подшипников в разы, является экологически чистой, безопасной для персонала и весьма экономичной – снижает расход смазывающих материалов на порядок.

Его точную дозировку смазывающими микродозами (0,01 см3/мин), в том числе высоковязких жидких масел классов ISO VG 120-680 и выше, впрыскиваемых в подшипники прокатных станов, оценили по достоинству металлурги: явно улучшилось качество проката за счет отсутствия загрязнений, сократилось количество проверок узлов и ремонтов и, главное, снизилась себестоимость продукции.

Главными структурными элементами любой системы «масло-воздух» являются смазочные станции, питатели и делители потока. Назначение смазочных станций заключается в непрерывно-периодической подаче смазывающего материала масловоздушным питателям, контроль и управление системой в целом. Они включают в себя основной и дублирующий пневматический маслонасос, блок контроля и управления. Для нормальной работы пневматики в смазочные станции подается очищенный воздух под давлением 0,25 — 0,63 МПа. Примером типичных станций можно назвать модели 2СП-2П и 5СП5-2П производства НПО «Горметаллургсервис».

Рассмотрим делители потока. Безусловно, доставка доз смазывающего вещества от одного питателя к разным точкам смазки потребовала от разработчиков создания простого и надежного распределительного устройства – делителя (ДП) масловоздушного потока. Реализуемые на пневматическом принципе ДП не имеют подвижных деталей и, оттого, стопроцентно надежны. В зависимости от количества точек смазки и объема подаваемого смазывающего вещества ДП бывают многоканальные на выходе с разными сечениями входных и выходных трубопроводов.

Точечная доставка смазывающего вещества в дозируемых количествах, способность работать в особо загрязнённых условиях и при запредельных физических и температурных нагрузках сделали метод «масло-воздух» поистине универсальным для любого промышленного производства, в том числе пожаро- и взрывоопасного.