Smarowanie — definicja, rodzaje, zasada działania i zastosowania

Smarowanie — czym jest, jak działa, rodzaje i zastosowania: praktyczne wskazówki, techniki i przykłady dla maszyn, stawów i przemysłu.

Smarowanie jest procesem fizycznym, który umożliwia płynne przesuwanie się powierzchni względem siebie. Cienka warstwa smaru umieszczona pomiędzy powierzchniami zmniejsza tarcie i zużycie powierzchni oraz zapobiega nadmiernemu wzrostowi temperatury. Warstwa smaru może mieć postać dyspersji ciało stałe/ciecz, cieczy, dyspersji ciecz-ciecz (smaru) lub, wyjątkowo, ciała stałego lub gazu.

Przykładem może być zastosowanie oleju w maszynach, funkcja łez w oczach i płynu maziowego w stawach.

Zasada działania smarowania

Smarowanie polega na utworzeniu warstwy separującej styczne powierzchnie — dzięki temu następuje:

• obniżenie tarcia między elementami,
• zmniejszenie zużycia i przedłużenie żywotności części,
• odprowadzanie ciepła powstającego podczas pracy,
• ochrona przed korozją i zanieczyszczeniami,
• redukcja hałasu i drgań.

Główne reżimy smarowania

• Smarowanie hydrodynamiczne — przy odpowiedniej prędkości i lepkości między powierzchniami tworzy się pełna warstwa płynna, która całkowicie je rozdziela. Występuje np. w łożyskach tocznych przy właściwym dopasowaniu.
• Smarowanie elastohydrodynamiczne (EHD) — występuje przy dużych ciśnieniach kontaktu (np. przekładnie, łożyska toczne), gdzie elastomerowa deformacja i wysokie ciśnienie podnoszą lepkość oleju, tworząc bardzo cienką, ale nośną warstwę.
• Smarowanie mieszane — obecna jest zarówno cienka warstwa płynu, jak i drobne styczne kontakty powierzchni; częste w praktyce przy zmiennych warunkach pracy.
• Smarowanie stykowe (boundary) — gdy warstwa płynna jest zbyt cienka, dochodzi do kontaktu nierówności powierzchni; wtedy ważna jest chemiczna ochrona przez dodatki antyzużyciowe (EP/AW) i smary stałe.

Rodzaje smarów

• Oleje — płynne smary stosowane w układach wymagających wymiany ciepła i odprowadzania zanieczyszczeń; dzielą się na mineralne i syntetyczne. Mają różną lepkość i dodatki poprawiające własności.
• Smarownice (greasy) — mieszanki oleju i zagęszczacza (mydła, związki litowe, kompleksowe, itp.), tworzą półstałą masę utrzymującą się w miejscach pracy. Stosowane tam, gdzie trudny jest częsty dopływ oleju (łożyska, przeguby).
• Smar stały — proszki lub powłoki z grafitu, bisulfidu molibdenu (MoS2), PTFE itp., używane w wysokich temperaturach lub w suchych warunkach.
• Smar parafinowy i pasty — gęste, stosowane do wypełniania połączeń i ochrony przed korozją.
• Smar w fazie gazowej/para — rzadziej, wykorzystywany w specjalistycznych układach (np. niektóre łożyska w wysokiej próżni lub przy bardzo wysokich temperaturach).

Właściwości dobrego smaru

• Lepkość — najważniejsza cecha wpływająca na zdolność tworzenia filmu; dobiera się ją do prędkości i obciążenia elementów.
• Stabilność termiczna i utlenieniowa — odporność na rozkład pod wpływem temperatury i tlenu.
• Odporność na utlenianie i korozję — chroni części metalowe.
• Właściwości przeciwzużyciowe — dodatki EP/AW, przeciwpienne, detergenty, dyspergatory.
• Przyczepność do powierzchni, zdolność do odprowadzania zanieczyszczeń oraz kompatybilność z materiałami uszczelek i elastomerami.

Zastosowania smarowania

Smarowanie jest szeroko stosowane w wielu dziedzinach:

• Przemysł maszynowy — łożyska, przekładnie, silniki, pompy, sprężarki.
• Motoryzacja — oleje silnikowe, przekładniowe, smary do łożysk i przewodów hamulcowych.
• Przemysł spożywczy i farmaceutyczny — specjalne, dopuszczone do kontaktu z żywnością smary.
• Lotnictwo i kosmonautyka — smary odporne na ekstremalne temperatury i próżnię.
• Zastosowania medyczne i biologiczne — naturalne płyny smarujące, jak łzy czy płyn maziowy w stawach, które redukują tarcie i amortyzują obciążenia.
• Dom i codzienne użytkowanie — smarowanie zawiasów, łańcuchów rowerowych, narzędzi ręcznych.

Metody aplikacji i konserwacja

• Ręczne smarowanie — smarownicą, pędzlem, sprayem; odpowiednie do miejsc o ograniczonym dostępnie.
• Ciągłe systemy smarowania — centralne układy dozujące, obiegi oleju, systemy automatycznej regulacji dopływu smaru.
• Smarowanie zanurzeniowe i obiegowe — wykorzystywane tam, gdzie trzeba chłodzić i usuwać zanieczyszczenia.
• Harmonogramy konserwacji — regularne wymiany i uzupełnianie smaru, kontrola czystości i parametrów oleju (lepkość, zawartość cząstek, analiza chemiczna).

Objawy niewłaściwego smarowania i skutki

• zwiększone zużycie i skrócenie żywotności części,
• podwyższona temperatura pracy,
• głośna praca, drgania, iskry,
• wycieki, zabrudzenia i korozja,
• awarie łożysk i przekładni, prowadzące do kosztownych postojów.

Środowisko i bezpieczeństwo

Dobór smarów powinien uwzględniać kwestie ekologiczne i BHP: stosowanie biodegradowalnych olejów tam, gdzie istnieje ryzyko wycieku do środowiska, ograniczanie ilości szkodliwych dodatków, prawidłowe gospodarowanie zużytymi olejami (odzysk, recykling) oraz stosowanie odpowiednich środków ochrony osobistej przy ich wymianie.

Diagnostyka i optymalizacja

Analiza oleju (badania lepkości, zawartości zanieczyszczeń, obecności metali zużyciowych, FTIR itp.) pomaga wykrywać wczesne oznaki zużycia i zapobiegać awariom. Optymalizacja smarowania (dobór lepkości, harmonogram, system dozowania) pozwala zmniejszyć koszty eksploatacji i zwiększyć niezawodność maszyn.

Podsumowanie: Smarowanie to kluczowy element ochrony elementów pracujących współdziałająco. Właściwy dobór rodzaju smaru, jego właściwości i metody aplikacji, a także regularna kontrola stanu, znacząco wpływają na sprawność, żywotność i bezpieczeństwo urządzeń oraz komfort i zdrowie w zastosowaniach biologicznych.

Szukaj według litery