I parametri essenziali per i lubrificanti dei cuscinetti dei motori elettrici

Qualche giorno fa, un ingegnere ha chiesto informazioni sulla scelta dei lubrificanti per i cuscinetti. I produttori di lubrificanti avevano fornito una pletora di indicatori di prestazione, ma il significato di questi parametri non era chiaro.

Oggi discuteremo i parametri fondamentali e il loro significato per i lubrificanti per cuscinetti motore.

Lubrificazione dei cuscinetti

In termini di lubrificazione dei cuscinettiEsistono lubrificanti solidi, lubrificanti liquidi e lubrificanti a grasso. Per i motori, la lubrificazione a grasso è quella più comunemente utilizzata. I motori di grandi dimensioni possono utilizzare l'olio per la lubrificazione e i motori per alcuni scopi speciali possono utilizzare lubrificanti solidi.

In questo contesto, ci concentreremo principalmente sui parametri relativi alla lubrificazione a grasso.

1. Lubrificazione con grasso

In generale, il grasso lubrificante è composto da un agente addensante, da un olio base e da additivi. I parametri associati a questi componenti costituiscono le caratteristiche principali del grasso.

Dal punto di vista dei componenti, il grasso possiede numerosi parametri, tra cui le proprietà fisiche e chimiche. Senza approfondire ogni parametro, qui ci concentriamo su alcuni di quelli comunemente utilizzati nella lubrificazione dei cuscinetti del motore: il punto di goccia, la penetrazione e la viscosità dell'olio base.

Nella progettazione dei motori, le prestazioni di lubrificazione del grasso vengono calcolate in base alla viscosità dell'olio base, mentre l'idoneità del grasso viene valutata dal punto di vista del punto di goccia e della penetrazione.

(1) Punto di caduta

All'aumentare della temperatura, il grasso lubrificante si ammorbidisce. Il punto di goccia è definito come la temperatura alla quale la prima goccia (o colonna) di liquido fuoriesce dal contenitore sperimentale quando il grasso lubrificante viene riscaldato in condizioni specifiche. I metodi di prova per il punto di goccia comprendono:

1) GB/T270

2) GB/4929, ASTM D566, ISO2167

3) GB3498, ASTM D2665

Se siete interessati, potete cercare questi metodi in modo specifico. I dettagli non verranno approfonditi in questa sede. Per gli ingegneri motoristi, il significato pratico del punto di caduta nella scelta del grasso lubrificante è come limite di temperatura.

In generale, la temperatura massima di utilizzo del grasso lubrificante dovrebbe essere di 30-50 gradi inferiore al punto di caduta. Per gli scenari a bassa velocità, la temperatura massima di utilizzo del grasso lubrificante dovrebbe essere inferiore di 15-30 gradi rispetto al punto di caduta. (Le definizioni di alta velocità e bassa velocità saranno introdotte negli articoli relativi alla velocità di rotazione).

Applicare il punto di goccia direttamente come temperatura massima di utilizzo del grasso è spesso inappropriato.

Alcuni produttori forniscono direttamente l'intervallo di temperatura di esercizio del grasso lubrificante, il che è più utile per gli ingegneri motoristi al momento della scelta. È importante notare che la semplice scelta di un grasso lubrificante all'interno dell'intervallo del punto di goccia non è sufficiente. La scelta finale deve anche tener conto delle considerazioni e dei calcoli sulla viscosità.

(2) Penetrazione

La penetrazione, nota anche come penetrazione del cono, è una misura della viscosità di grassi e oli, o in altre parole, del loro grado di durezza o morbidezza. La penetrazione si riferisce alla profondità di caduta di un campione di forma conica in determinate condizioni di carico, tempo e temperatura. L'unità di misura è 0,1 mm. Maggiore è la penetrazione, più morbido è il grasso o l'olio e viceversa.

La penetrazione può essere misurata utilizzando lo standard GB/T269-91. Lo standard internazionale equivalente è ISO/DIS2173.

Esistono differenze nette tra la penetrazione in esercizio e quella in assenza di esercizio. Viene utilizzata soprattutto per testare la stabilità di grassi e oli sotto carico. Si ottiene confrontando la penetrazione prima e dopo che i grassi e gli oli sono stati messi in funzione.

La penetrazione è suddivisa in nove gradi:

In genere, il grasso lubrificante utilizzato nei cuscinetti dei motori elettrici è di grado 2 o 3, mentre altri gradi sono raramente utilizzati. La selezione dei gradi di grasso sarà trattata in modo specifico in articoli successivi.

(3) Viscosità dell'olio base del grasso

Il grasso è composto da un addensante (base di sapone), olio di base e additivi. L'olio base è particolarmente importante. Esistono molti parametri dell'olio base, tra cui il più significativo per gli ingegneri motoristici è la viscosità dell'olio base.

La viscosità è un indicatore dell'attrito all'interno del lubrificante. Senza additivi, maggiore è la viscosità, maggiore è la resistenza del film d'olio e minore è la fluidità. I metodi di calcolo dettagliati saranno introdotti in seguito.

Quanto sopra descrive solo i tre indicatori più critici per la lubrificazione dei cuscinetti dei motori. In realtà, esistono molti altri indicatori per la lubrificazione dei cuscinetti dei motori elettrici, come l'indice di viscosità, il punto di infiammabilità, il punto di scorrimento e così via.

In base alla mia esperienza pratica, la padronanza dell'applicazione dei tre indicatori di cui sopra può risolvere oltre la metà dei problemi di selezione della lubrificazione affrontati dagli ingegneri motoristici.