Wybór właściwego środka smarnego, jego odpowiedniej ilości i właściwe jego nałożenie są konieczne, aby zapewnić prawidłowe funkcjonowanie każdego łożyska. Dlaczego? Ponieważ środki smarne przeznaczone dla łożysk służą trzem celom:

 

• Zmniejszają tarcie, oddzielając współpracujące ze sobą powierzchnie.
• Przenoszą ciepło (w przypadku smarowania olejem).
• Chronią przed korozją, a w przypadku smaru, również przed przedostaniem się zanieczyszczeń.

 

Powodzenie każdego z trzech powyższych czynników zależy w dużej mierze od grubości warstwy na bieżni (symulowanej zgodnie z efektami elastohydrodynamicznymi) oraz stykiem między żebrem a wałeczkiem.

 

Co to jest smarowanie elastohydrodynamiczne?

 

Smarowaniem elastohydrodynamicznym (EHD) nazywamy proces tworzenia warstwy środka smarnego między współpracującymi ze sobą powierzchniami. Dwa czynniki, które należy wziąć pod uwagę w przypadku smarowania EHD, to elastyczna deformacja elementów stykających się pod obciążeniem i efekty hydrodynamiczne, które sprawiają, że środek smarny rozdziela powierzchnie styku, natomiast nacisk obciążenia je deformuje.

 

Grubość warstwy na bieżni

 

Z grubością warstwy środka smarnego między dwiema powierzchniami styku związane są parametry łożyska. Grubość wytworzonej warstwy zależy od warunków pracy, takich jak prędkość, obciążenie, lepkość środka smarnego i stosunek nacisku do lepkości.

 

W celu wyliczenia minimalnej i średniej grubości warstwy, która pozwala na bezproblemowe działanie łożyska, opracowano zależności analityczne:

 

Aby ocenić minimalną grubość warstwy:
hmin = KD (µoV)0,7a0,54W-0,13R0,43

 

gdzie:
hmin = minimalna grubość środka smarnego
KD = stała uwzględniająca współczynniki elastyczności

 

µo = lepkość środka smarnego w ciśnieniu atmosferycznym
V = względna lepkość powierzchni
a = współczynnik lepkości środka smarnego w ciśnieniu atmosferycznym
W = obciążenie na jednostkę długości
R =promień równoważny

 

Aby ocenić średnią grubość warstwy:
h = 0,039 (µVa)0,728 (P/ l)-0,091 (S 1/ R)0,364

 

gdzie:
h = grubość warstwy środka smarnego (mm)
µ = lepkość środka smarnego
V = prędkość powierzchni
a = współczynnik lepkości środka smarnego w danym ciśnieniu
P = obciążenie między pierścieniem wewnętrznym i wałeczkami
l = długość skuteczna styku między wałeczkami a pierścieniem wewnętrznym
S 1/ R = suma odwrotności promieni styku

 

Grubość warstwy na styku żebra i wałeczka

 

Styk między grubszym końcem wałeczka żebrem pierścienia wewnętrznego określa się mianem styku elastohydrodynamicznego lub styku hydrodynamicznego (gdyż odkształcenia elastyczne są nieznaczne). Ponieważ obciążenia na styku żebra i wałeczka są dużo niższe niż obciążenia na styku wałeczka i pierścienia, warstwa na styku żebro-wałeczek jest przeważnie dwa razy grubsza od warstwy na styku wałeczek–pierścień.

 

Nadal jednak może dojść do zacierania się bieżni i zgrzewania w trudnych warunkach, takich jak wysokie prędkości, lepkość, obciążenie lub nieprawidłowe smarowanie. W takich przypadkach należy używać środka smarnego z dodatkami wysokociśnieniowymi (EP), które zapobiegną uszkodzeniu łożysk.