Dlaczego łożysko nagrzewa się podczas pracy?

Podczas obracania się elementów łożyska występują opory ruchu i tarcie, które powodują wydzielanie ciepła. Niewielki wzrost temperatury jest więc zjawiskiem naturalnym.

Jeżeli jednak łożysko nagrzewa się nadmiernie, może świadczyć to o problemie. Najczęstsze przyczyny to nieprawidłowe smarowanie, zbyt duże obciążenie, niewłaściwy montaż, nadmierne napięcie współpracujących elementów lub zbyt wysoka prędkość obrotowa.

Podwyższona temperatura może być również skutkiem zużycia samego łożyska. Dlatego nagłe zmiany temperatury podczas pracy maszyny warto traktować jako jeden z sygnałów ostrzegawczych.

Wpływ wysokiej temperatury na smarowanie

Środek smarny odgrywa bardzo ważną rolę w prawidłowej pracy łożyska. Ogranicza tarcie pomiędzy elementami i chroni powierzchnie przed nadmiernym zużyciem.

Wysoka temperatura może jednak powodować zmianę właściwości smaru lub oleju. Smar może tracić odpowiednią konsystencję i właściwości ochronne, a proces jego starzenia przebiega szybciej. W efekcie warstwa smarna staje się mniej skuteczna, co zwiększa tarcie oraz temperaturę.

Może w ten sposób powstać niekorzystne zjawisko, w którym wyższa temperatura pogarsza smarowanie, a gorsze smarowanie powoduje dalszy wzrost temperatury.

Dlatego tak ważne jest dobranie środka smarnego odpowiedniego do zakresu temperatur występującego w danej maszynie.

Rozszerzalność cieplna elementów łożyska

Elementy metalowe zmieniają swoje wymiary wraz ze zmianą temperatury. Podczas nagrzewania stal rozszerza się, natomiast podczas chłodzenia kurczy.

W przypadku łożysk nawet niewielkie zmiany wymiarów mogą wpływać na luz wewnętrzny oraz sposób współpracy poszczególnych elementów. Jeżeli pierścień wewnętrzny nagrzewa się bardziej niż zewnętrzny, luz w łożysku może się zmniejszyć.

W skrajnych przypadkach zbyt mały luz może prowadzić do zwiększenia oporów ruchu, dalszego nagrzewania i przyspieszonego zużycia łożyska. Z tego względu w zastosowaniach pracujących w podwyższonej temperaturze stosuje się odpowiednio dobrane łożyska, między innymi z właściwym luzem wewnętrznym.

Co dzieje się z łożyskiem przy bardzo wysokiej temperaturze?

Długotrwała praca w temperaturze przekraczającej zakres przewidziany dla danego łożyska może prowadzić do stopniowego pogorszenia jego właściwości.

Problemy mogą dotyczyć nie tylko smaru, ale również uszczelnień czy koszyka łożyska. Elementy wykonane z tworzyw sztucznych lub elastomerów mają określony zakres temperatur pracy. Jego przekroczenie może powodować ich twardnienie, odkształcanie lub szybsze starzenie.

W szczególnie wymagających zastosowaniach wykorzystuje się łożyska oraz środki smarne przeznaczone specjalnie do pracy w wysokiej temperaturze.

A co z niską temperaturą?

Nie tylko wysoka temperatura może stanowić problem. Bardzo niskie temperatury również wpływają na pracę łożysk.

W takich warunkach środek smarny może stać się bardziej lepki, co zwiększa opory podczas rozruchu maszyny. Szczególnie istotne jest to w urządzeniach pracujących na zewnątrz, w chłodniach lub innych miejscach, w których występują temperatury znacznie poniżej zera.

Przy takich zastosowaniach należy dobrać zarówno łożysko, jak i środek smarny do przewidywanego zakresu temperatur.

Jak rozpoznać problemy związane z temperaturą?

Jednym z najłatwiejszych do zauważenia objawów jest nietypowe nagrzewanie się obudowy w miejscu, w którym znajduje się łożysko. Mogą pojawić się również zwiększony hałas, drgania, zmiana charakterystyki pracy maszyny lub problemy ze smarowaniem.

W zastosowaniach przemysłowych temperatura łożysk może być regularnie kontrolowana za pomocą odpowiednich czujników. Pozwala to zauważyć nieprawidłowości jeszcze zanim dojdzie do poważniejszej awarii.

Warto jednak pamiętać, że nie istnieje jedna temperatura, którą można uznać za prawidłową dla każdego łożyska. Dopuszczalne wartości zależą od jego konstrukcji, rodzaju uszczelnienia, środka smarnego, obciążenia oraz zastosowania.

Jak ograniczyć negatywny wpływ temperatury?

Podstawą jest właściwy dobór łożyska do warunków pracy maszyny. Należy uwzględnić nie tylko jego wymiary i nośność, ale również przewidywaną temperaturę pracy.

Istotne jest także stosowanie odpowiedniego smaru, zachowanie właściwego luzu, prawidłowy montaż oraz regularna kontrola stanu łożysk.

Jeżeli podczas normalnej eksploatacji temperatura łożyska zaczyna wyraźnie rosnąć bez zmiany warunków pracy urządzenia, warto sprawdzić przyczynę. Wczesne wykrycie problemów może zapobiec uszkodzeniu łożyska oraz awarii innych elementów maszyny.

Podsumowanie

Temperatura ma bezpośredni wpływ na smarowanie, luz wewnętrzny oraz trwałość elementów łożyska. Nadmierne nagrzewanie może prowadzić do pogorszenia właściwości smaru, zwiększenia tarcia i przyspieszonego zużycia. Z kolei bardzo niska temperatura może powodować wzrost lepkości środka smarnego i problemy podczas rozruchu.

Dobór odpowiedniego łożyska i środka smarnego do warunków temperaturowych jest więc ważnym elementem zapewnienia długiej i bezawaryjnej pracy maszyny.