การวิเคราะห์สภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำและอุณหภูมิสูงของตลับลูกปืนหล่อลื่นด้วยจาระบี

โดยทั่วไปการหล่อลื่นด้วยจาระบีเหมาะสำหรับการใช้งานที่ความเร็วต่ำถึงปานกลางที่อุณหภูมิการทำงานของตลับลูกปืนต่ำกว่าอุณหภูมิขีดจำกัดของจาระบี ไม่มีจาระบีแบริ่งต้านการเสียดสีเหมาะสำหรับทุกการใช้งาน จาระบีแต่ละตัวมีประสิทธิภาพและคุณลักษณะที่จำกัดเท่านั้น จาระบีประกอบด้วยน้ำมันพื้นฐาน สารเพิ่มความข้น และสารเติมแต่ง จาระบีแบริ่งมักประกอบด้วยน้ำมันพื้นฐานปิโตรเลียมที่ข้นด้วยสบู่โลหะบางชนิด ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการเติมสารเพิ่มความข้นอินทรีย์และอนินทรีย์ลงในน้ำมันพื้นฐานสังเคราะห์ ตารางที่ 26 สรุปองค์ประกอบของจาระบีทั่วไป ตารางที่ 26. ส่วนผสมของจาระบี น้ำมันพื้นฐาน สารเติมแต่ง จาระบี น้ำมันแร่ สารไฮโดรคาร์บอนเอสเตอร์สังเคราะห์ น้ำมันเพอร์ฟลูออริเนต ซิลิโคน ลิเธียม อลูมิเนียม แบเรียม แคลเซียม และสบู่ผสม อนุภาคไม่มีกลิ่น (อนินทรีย์) กาว (ดินเหนียว) คาร์บอนแบล็ก ซิลิกาเจล ปราศจากสบู่ PTFE (ออแกนิก) สารประกอบโพลียูเรีย สารยับยั้งการเกิดสนิม สารย้อมสี สารยึดติดโลหะ สารต้านอนุมูลอิสระ สารป้องกันการสึกหรอ สารเติมแต่งที่มีแคลเซียมและอลูมิเนียมเป็นส่วนประกอบหลัก มีความทนทานต่อน้ำได้ดีเยี่ยม เหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมที่ต้องการป้องกันการบุกรุกของความชื้น จาระบีที่ทำจากลิเธียมมีประโยชน์หลายอย่างและเหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมและแบริ่งปลายล้อ
น้ำมันพื้นฐานสังเคราะห์ เช่น เอสเทอร์ เอสเทอร์อินทรีย์ และซิลิโคน เมื่อใช้ร่วมกับสารเพิ่มความหนาและสารเติมแต่งที่ใช้กันทั่วไป อุณหภูมิในการทำงานสูงสุดมักจะสูงกว่าอุณหภูมิการทำงานสูงสุดของน้ำมันจากปิโตรเลียม ช่วงอุณหภูมิการทำงานของจาระบีสังเคราะห์อยู่ระหว่าง -73°C ถึง 288°C ต่อไปนี้เป็นลักษณะทั่วไปของสารเพิ่มความหนาที่ใช้กันทั่วไปกับน้ำมันที่มีพื้นฐานจากปิโตรเลียม ตารางที่ 27. ลักษณะทั่วไปของสารเพิ่มความหนาที่ใช้กับน้ำมันที่มีพื้นฐานมาจากปิโตรเลียม สารเพิ่มความข้นทั่วไป จุดหยดตัวทั่วไป อุณหภูมิสูงสุด ความต้านทานต่อน้ำ การใช้สารเพิ่มความข้นในตารางที่ 27 กับน้ำมันที่มีไฮโดรคาร์บอนสังเคราะห์หรือน้ำมันเอสเทอร์ จะทำให้อุณหภูมิในการทำงานสูงสุดเพิ่มขึ้นได้ประมาณ 10°C
°C °F °C °F
ลิเธียม 193 380 121 250 ดี
ลิเธียมคอมเพล็กซ์ 260+ 500+ 149 300 ดี
ฐานอลูมิเนียมคอมโพสิต 249 480 149 300 ดีเยี่ยม
แคลเซียมซัลโฟเนต 299 570 177 350 ดีเยี่ยม
โพลียูเรีย 260 500 149 300 ดี
การใช้โพลียูเรียเป็นสารเพิ่มความหนาถือเป็นหนึ่งในพัฒนาการที่สำคัญที่สุดในด้านการหล่อลื่นมานานกว่า 30 ปี จาระบีโพลียูเรียแสดงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการใช้งานตลับลูกปืนที่หลากหลาย และในเวลาอันสั้น จาระบีก็ได้รับการยอมรับว่าเป็นสารหล่อลื่นเบื้องต้นสำหรับตลับลูกปืนเม็ดกลม อุณหภูมิต่ำ ภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำ แรงบิดเริ่มต้นของแบริ่งหล่อลื่นด้วยจาระบีมีความสำคัญมาก จาระบีบางชนิดสามารถทำงานได้ตามปกติเมื่อตลับลูกปืนกำลังทำงานเท่านั้น แต่จะทำให้เกิดความต้านทานต่อการเริ่มต้นของตลับลูกปืนมากเกินไป ในเครื่องขนาดเล็กบางเครื่อง อาจไม่สตาร์ทเมื่ออุณหภูมิต่ำมาก ในสภาพแวดล้อมการทำงานดังกล่าว จาระบีต้องมีลักษณะการสตาร์ทที่อุณหภูมิต่ำ หากช่วงอุณหภูมิการทำงานกว้าง จาระบีสังเคราะห์จะมีข้อดีที่ชัดเจน จาระบียังคงสามารถทำให้แรงบิดในการสตาร์ทและขณะทำงานน้อยมากที่อุณหภูมิต่ำที่ -73°C ในบางกรณีจาระบีเหล่านี้ทำงานได้ดีกว่าน้ำมันหล่อลื่นในเรื่องนี้ จุดสำคัญเกี่ยวกับจาระบีคือแรงบิดเริ่มต้นไม่จำเป็นต้องขึ้นอยู่กับความสม่ำเสมอของจาระบีหรือประสิทธิภาพโดยรวม แรงบิดสตาร์ทนั้นเหมือนกับการทำงานของจาระบีเฉพาะแต่ละตัวมากกว่า และจะถูกกำหนดโดยประสบการณ์
อุณหภูมิสูง: ขีดจำกัดอุณหภูมิสูงของจาระบีสมัยใหม่มักเป็นฟังก์ชันที่ครอบคลุมของเสถียรภาพทางความร้อนและความต้านทานการเกิดออกซิเดชันของน้ำมันพื้นฐานและประสิทธิภาพของสารยับยั้งการเกิดออกซิเดชัน ช่วงอุณหภูมิของจาระบีถูกกำหนดโดยจุดหยดของสารเพิ่มความเข้มข้นของจาระบีและองค์ประกอบของน้ำมันพื้นฐาน ตารางที่ 28 แสดงช่วงอุณหภูมิของจาระบีภายใต้สภาวะน้ำมันพื้นฐานต่างๆ หลังจากหลายปีของการทดลองกับตลับลูกปืนที่หล่อลื่นด้วยจาระบี วิธีการเชิงประจักษ์แสดงให้เห็นว่าอายุการใช้งานของจาระบีหล่อลื่นจะลดลงครึ่งหนึ่งเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นทุกๆ 10°C ตัวอย่างเช่น หากอายุการใช้งานของจาระบีที่อุณหภูมิ 90°C คือ 2,000 ชั่วโมง เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึง 100°C อายุการใช้งานจะลดลงเหลือประมาณ 1,000 ชั่วโมง ในทางกลับกัน หลังจากลดอุณหภูมิลงเหลือ 80°C อายุการใช้งานคาดว่าจะถึง 4000 ชั่วโมง