Oikealla voitelurasvalla luotettavuttaa koneen toimintaan

Voitelun toimivuus

Kaikessa voitelussa on kysymys monien eri tarpeiden sovittamista yhteen. Koneen valmistaja ja käyttäjät joutuu etsimään koneen kestävyyden ja sen toiminnan kannalta järkevimmän voitelurasvan markkinoilla olevista vaihtoehdoista. Siksi koneen valmistajan antamat suositukset ovat tärkeitä ja niitä kannattaa noudattaa.

Saentimet muodostavat voitelurasvojen toisen perusrakenneosan. Saentimen tulee olla öljyyn huonosti liukenevaa ja ominaisuuksiltaan sellaista, että se haittaa mahdollisimman vähän varsinaista voitelutehtävää. Voitelurasvassa myös saennin osallistuu voiteluun. myös saentimen osat voivat kantaa kuormaa ja erottaa pintoja toisistaan.

https://i2.wp.com/www.condat.fr/wp-content/uploads/2016/10/graisse-multi-usages-660x330.png?resize=328%2C164&ssl=1Voitelurasvalla voidaan toteuttaa kustannustehokkaalla tavalla käytännön tarpeita vastaavia paikallisia voitelujärjestelmiä. Tribologisessa mielessä voitelurasvat eivät tuo mukanaan etuja voiteluöljyihin nähden.

Voitelurasvojen voitelumekanismit ovat huonommin tunnettuja kuin öljyjen, osittain voitelurasvan jäykkyyden mukana tulevien reologisten eli virtausteknisten rajoituksien takia.

Rasvan väristä ei voi päätellä rasvan koostumusta, koska eri valmistajilla on omat seostukset ja käytäntönsä.

Rasvojen joillain saentimilla on myös taipumus heikentää perusöljyn omia korroosionesto-ominaisuuksia, mistä syystä näihin rasvoihin lisätään tarvittaessa korroosionesto inhibiittejä.

Kaikessa voitelussa on kysymys monien eri tarpeiden yhteen sovittamista.

Jotta rasva toimisi ääriolosuhteissa, ei mineraalipohjaisen perusöljyn viskositeettiominaisuudet välttämättä riitä. Silloin voidaan käyttää esimerkiksi synteettistä silikoniöljyä, jossa viskositeetti pysyy lähes muuttumattomana. Suurempi ongelma on pumpattavuuden yhdistäminen rasvan muihin ominaisuuksiin. Rasva ei saisi notkeudesta huolimatta syrjäytyä liian nopeasti voideltavasta kohteesta.

Saippuarasvojen saentimissa olevat metalliatomit voivat toimia joissain olosuhteissa katalyytteinä hapettumisreaktioissa. Tästä syystä voitelurasvojen hapettuminen voi huonontaa rasvan varastointikestävyyttä ja lyhentää rasvan käyttöikää.

Perinteisten kalsiumsaippurasvojen koostumukseen luontaisesti kuuluva vesi aiheuttaa ongelmia kuumissa olosuhteissa. Mikäli tämä vesi poistuu liian korkean lämmön vaikutuksesta, menettää rasva tällöin kiinteytensä ja muuttuu vellimäiseksi puolijuoksevaksi nesteeksi.

Kalsiumsaippurasvat sopivat maansiirto- ja metsäkoneiden niveltappien voiteluun sekä ajoneuvokaluston alustan voitelukohteisiin, kiinnittyy hyvin metallipintoihin. Sekä hitaasti pyörivien liuku- ja vierintälaakereiden voiteluun, mutta niitä ei pidä käyttää pyöränlaakerien tai muiden nopeasti pyörivien laakerien voiteluun.

Natriumsaippuarasvat olivat aikaisemmin suosittu rasvatyyppi, molekyylien välinen suuri koheesiovoima tekee siitä hyvän rasvan vierintälaakereihin. Natriumsaippuarasvan käyttö on viime vuosikymmenien aikana vähentynyt sen voimakkaan vesiliukoisuuden sekä ominaisuuksien muuntelumahdollisuuksien vähäisyyden vuoksi. Se sopii kuitenkin hyvin suljettuihin laakerointeihin.

Tavallisesti monisaippuoisista rasvoista käytetään nimitystä kompleksirasva.

Näissä käytetyt saentimet ovat kalsium-, litium- tai alumiinikomplekseja, ja tämäntyyppisillä rasvoilla päästään n. 150–170 °C:n käyttölämpötiloihin. Litiumkompleksiperustainen rasva pystyy voitelemaan hyvin korkeissa lämpötiloissa ja myös silloin kun voitelukohteeseen kohdistuu tärinää tai iskumaisia kuormituksia. Sitä suositellaan ajoneuvokäytössä pyöränlaakereihin ja kardaanien voiteluun.

Rasvavoitelussa ”lämpötilaraja” ylittäminen lyhentää rasvan käyttöikää huomattavasti. Litiumsaippuarasvoilla se on noin 70 °C, lämpöäkestävillä rasvoilla, joissa on mineraaliöljy ja lämpöä kestävä saostin, rasvatyypistä riippuen 80 – 110 °C.

Orgaanisen saentimen avulla voidaan päästä esimerkiksi äärimmäisen pitkään käyttöikään, vaikka perusöljynä olisi mineraaliöljy. Orgaaniset saentimet ovat yleensä polyureakuituja tai hienojakoista PTFE polytetrafluorietyleeniä eli teflonia. Polytetrafluorieteenin itkakerroin pienempi kuin muiden polymeerien ja sen sähköiset eritysominaisuudet ovat hyvät.

PTFE saentimilla toteutetuilla rasvoilla on yleensä hyvät veden- ja lämmönkesto-ominaisuudet, jonka ansiosta rasvalle saavutetaan pitkä elinikä vaativissakin olosuhteissa. Eräät kaupalliset PTFE-paksuntimella ja fluoriöljyllä toteutetut voitelurasvat sallivat jopa 250 °C:n käyttölämpötilan. PTFE-saentimella on alhainen vedenimeytyminen, mikä näkyy hyvänä ruostesuoja ominaisuutena.

Korkean lämpötilan rasvoilla, joissa on synteettinen perusöljy, on korkeissa lämpötiloissa vähän höyrystymishäviöitä ja hyvä vanhenemisenkestokyky.

Rasvavoitelun järjestelmällinen seuranta

Vaihdetut laakerit tulisi aina tarkastaa järjestelmällisesti ja tehdä niistä huomioita voitelun toimivuudesta. Arvioinnin yhteydessä on otettava prosessiolosuhteet tarkasti huomioon.

Laakeri elinikä lyhenee sekä yli- että alivoitelun takia. Sopivalla voitelumäärällä taataan kaikkien kosketuspintojen oikea voitelu. Liiallinen voitelu voi olla yhtä vahingollista kuin riittämätön voitelu. Liika rasva voi johtaa nopeasti pyörivillä laakereilla ylikuumenemiseen tai kasvaneisiin käynnistys- ja käyntimomentteihin.

Laakeripesän täyttöasteeksi suositellaan 30–50 % pesän tilavuudesta, jotta siirtyvälle rasvalle ja rasvan lämpölaajenemiselle jää riittävästi tilaa. Näin ei ole vaaraa laakerin liiallisesta lämpenemisestä.

Rasvavoitelun kriittisimpiin kohteisiin kuuluvat vierintälaakerit, joissa esiintyy suuri pintapaine ja ohut voitelukalvo. Kuulalaakerit muodostavat paremman voitelukalvon rasvavoitelussa kuin rullalaakerit. Kuulalaakereissa kuulien ja vierintäratojen välillä on elliptinen kosketus. Rullalaakereilla kosketuskuvio on viiva.

Vierintälaakereissa on osien välillä kimmoisesta muodonmuutostyöstä aiheutuvan vierintäkitkan lisäksi liukukitkaa. Voitelurasvan työntäminen vierintäelinten edellä aiheuttaa kitkaa ja lämpötilan nousua. Kitka ei riipu vain kuormituksesta vaan myös laakerin rakenteesta, voitelusta, kuormituksen suunnasta ja pyörimisnopeudesta.

Voitelukalvon ylläpysyminen riippuu kalvoa muodostavan rasvan määrästä. Rasvan korvaantumiseen vaikuttavat rasva- ja laakerityyppi, käyntiolosuhteet ja käyntiaika.

Voitelurasvan määrä on huomioitava sekä asennuksessa että jälkivoitelussa. Laakerin pinnoissa tulee olla rasvaa ja laakeripesässä tilaa, johon laakerista puristuva liika rasva sopii.

Suurin osa kaikista maailman vierintälaakereista on rasvavoideltuja: joko kertavoideltuja, keskusvoideltuja tai jaksottaisesti uusintavoideltuja. Uusintavoitelussa uusi rasva syrjäyttää kulutetun rasvan sekä siihen kerääntyneen kosteuden, lian ja kulumisjätteen.

Rasvavoitelu keskusvoitelujärjestelmässä

Keskusvoitelussa keskeinen ongelma on rasvan koostumuksen muuttuminen ja öljyn erkaantuminen rasvasta voitelujärjestelmässä. Rasvan ominaisuuksista johtuen öljyn erkaantuminen alkaa jo varastossa.

Erkaantumista lisää keskusvoitelujärjestelmän paineen- ja lämpötilanvaihtelut sekä pitkät viipymät. Öljyn erkaantuminen ja siitä johtuva saippuoituminen tukkeuttaa voitelujärjestelmää ja laakereita.

Rasvan poistumista täytyy edesauttaa tiivistimin, poistoaukoin tai ajoittaisin laakeripesän tyhjennyksin. Puutteellinen voitelu lyhentää kuitenkin aina laakerin elinikää.

Työturvallisuus

Varottava voiteluaineen joutumista iholle ja silmiin. Kädet ja kasvot pestävä ennen taukoja ja välittömästi voiteluaineiden käsittelyn jälkeen. Käsittelyssä on käytettävä tarkoitukseen soveltuvia suojavarusteita.