Kalkulator Tribologiczny

Wstęp

Kalkulator Tribologiczny oblicza trzy kluczowe parametry eksploatacji smarów i łożysk: wskaźnik lepkości (VI) metodą ASTM D2270, interwał dosmarowania wg algorytmu FAG/SKF oraz moment tarcia łożysk tocznych. W polskim przemyśle ciężkim — hutach ArcelorMittal w Krakowie i Dąbrowie Górniczej, elektrociepłowniach Tauron czy zakładach cementowych Lafarge — właściwy dobór smaru i terminowe dosmarowywanie decyduje o trwałości łożysk wrzecion, przekładni mostowych i wałów siłowni. VI informuje, jak mocno lepkość oleju zmienia się z temperaturą: olej VG 46 ze stali maszynowej ma VI ≈ 95, nowoczesny syntetyczny PAO osiąga VI ≥ 150. Interwał dosmarowania [h] = f(n, dm, Cr, T, typ obudowy) wyznacza, co ile godzin pracy należy aplikować smar do łożyska; zbyt rzadkie dosmarowywanie prowadzi do surface fatigue (pittingu), zbyt częste — do przepełnienia i wycieku smaru na elementy elektryczne. Moment tarcia M_R = 0,5 · μ · P · d [N·mm] z współczynnikiem tarcia μ zależnym od typu łożyska (kulkowe μ = 0,001–0,0015, stożkowe μ = 0,0018, wałeczkowe μ = 0,0011) pozwala obliczyć straty mocy i ciepło generowane w węźle łożyskowym. Kalkulator jest szczególnie przydatny dla służb UR (utrzymania ruchu) wdrażających prewencyjne programy smarowania zgodnie z ISO 18436-4.

Jak to działa

Moduł VI oblicza wskaźnik lepkości na podstawie lepkości kinematycznej w 40°C (ν₄₀) i 100°C (ν₁₀₀), stosując wzory ASTM D2270: L i H to wartości tablicowane dla oleju referencyjnego; VI = (H–U)/(H–L)×100, gdzie U = ν₄₀ badanego oleju. Moduł interwału dosmarowania stosuje uproszczoną formułę SKF: t_f = (14·10⁶/n·√dm – 4d_m)·f_t, gdzie n to prędkość [RPM], d_m = (d+D)/2 to średnia średnica [mm], a f_t to współczynnik temperaturowy (1,0 dla T ≤ 70°C, 0,5 dla każdych kolejnych 15°C). Moduł momentu tarcia liczy M_R = μ·P·d/2 przy obciążeniu promieniowym P [N] i średnicy wewnętrznej d [mm]. Algorytmy oparte są na katalogach technicznych SKF General Catalogue 6000 PL i FAG Bearing Handbook, co zapewnia zgodność z praktyką przemysłową stosowaną przez polskich dystrybutorów: SKF Polska, Schaeffler Polska, NSK Polska.

Scenariusze użycia

• Inżynier UR w zakładzie papierniczym Mondi Świecie sprawdza olej przekładniowy po 4000 h pracy. Wynik lepkości: ν₄₀=47,2 mm²/s, ν₁₀₀=6,8 mm²/s. Kalkulator oblicza VI=98 — zgodnie z normą PN-ISO 8068, olej VG 46 klasy HLP nie wykazuje degradacji termicznej. Decyzja: kontynuować eksploatację do następnego przeglądu za 2000 h.
• Służba UR fabryki Fiat Stellantis Tychy planuje harmonogram dosmarowania łożyska wrzeciona obrabiarki: d=40 mm, D=80 mm (d_m=60 mm), n=3000 RPM, T=65°C. Kalkulator zwraca t_f=480 h. Harmonogram PM aktualizowany jest na 480 h zamiast dotychczasowych 250 h — oszczędność 1,2 kg smaru rocznie na jedno łożysko.
• Projektant napędu przenośnika taśmowego dobiera łożyska dla wału przy P=15 000 N, d=80 mm, łożysko kulkowe głębokobieżne. Kalkulator oblicza M_R=0,0012·15000·40=720 N·mm. Przy 150 RPM moc tarcia P_R = M_R·ω = 720·15,7=11,3 W na łożysko — dla 8 łożysk razem 90 W, co uzasadnia wybór oleju syntetycznego PAO 68 zamiast mineralnego.

Często zadawane pytania