Mazivo pre závitovkové reduktory: Syntetický PAG vs. minerálny CLP
Porovnanie syntetických polyalkylénglykolových a minerálnych prevodových olejov CLP – chemické zloženie, vlastnosti, ekonomická stránka životnosti, aplikačná matica, pravidlá prepínania a najčastejšie chyby pri výbere.
Výber maziva mení životnosť závitovkových reduktorov faktorom 1,5 – 2× a mení prevádzkovú účinnosť o 3 – 5 percentuálnych bodov. Dve dominantné skupiny mazív v moderných kórejských a ázijských inštaláciách závitovkových reduktorov – syntetický PAG (polyalkylénglykol) a minerálny CLP – sa líšia koeficientom trenia, odolnosťou voči oxidácii, viskozitno-teplotným správaním, toleranciou voči vode a jednotkovými nákladmi. Správny výber medzi nimi je ústredným prvkom ekonomiky údržby pohonov s nepretržitou prevádzkou. Nasledujúci článok sa venuje technickým kompromisom, analýze nákladov počas životnosti, aplikačnej matici a pravidlám kompatibility pre prepínanie medzi skupinami mazív.
Polyalkylénglykol
−(CH₂−CH₂−O)ₙ− hlavný reťazec
- ▸ ISO VG: 220 (štandard pre závitovku)
- ▸ Servisný interval: 8 000 hodín
- ▸ výhoda η: +3 – 5 percentuálnych bodov
- ▸ Cena: 3-4× základná hodnota minerálu
Minerálny parafínový základ
Rafinovaná ropa + EP prísady
- ▸ ISO VG: 220 (štandard pre závitovku)
- ▸ Servisný interval: 4 000 hodín
- ▸ η prínos: základná hodnota (katalóg)
- ▸ Náklady: základná hodnota 1,0×
Prečo je výber maziva pri závitovkových prevodoch dôležitejší ako pri špirálových alebo planétových prevodoch
Geometria záberu závitovkového reduktora generuje viac trecieho tepla na kilowatt vstupného výkonu ako ktorákoľvek iná konfigurácia priemyselného prevodu. Klzný kontakt medzi oceľovým závitom závitovky a bronzovým kolesom vytvára koeficienty trenia 0,04 – 0,10 v závislosti od maziva – v porovnaní s 0,001 – 0,003 pre valivý kontakt v špirálových a planétových záberoch. Mazivo v závitovkovom reduktore vykonáva 30 – 50-krát viac práce na jednotku vstupného výkonu ako rovnaký objem oleja v špirálovej prevodovke.
Dôsledky sa kaskádovito prejavujú v technickej ekonomike. Po prvé, koeficient trenia maziva priamo určuje účinnosť siete – rozdiel 0,02 v μ spôsobí posun η o 3 až 4 percentuálne body. Po druhé, teplo, ktoré mazivo nedokáže dobre zvládnuť, sa stáva teplotou oleja, ktorá určuje rýchlosť degradácie maziva a interval výmeny. Po tretie, balík aditív EP (extrémny tlak) určuje, či bronzový povrch vytvorí stabilný ochranný film alebo sa v kontaktnej zóne aktívne opotrebuje.
V prípade špirálových a planétových prevodoviek spôsobujú rozdiely v mazivách medzi skupinami PAG a minerálnych mazív menšie technické delty – typicky zmenu účinnosti 0,5 – 1,51 TP3T a pomer servisných intervalov 1,2 – 1,5 ×. V prípade závitovkového reduktora spôsobujú rovnaké skupiny mazív zmenu účinnosti 3 – 51 TP3T a pomer servisných intervalov 2 ×. Ekonomický argument pre prémiové mazivá je zodpovedajúcim spôsobom silnejší v závislosti od geometrie závitovky.
PAG (polyalkylénglykol) – vlastnosti a použitie
Polyalkylénglykol je rad syntetických prevodových olejov navrhnutý špeciálne pre náročnú tribológiu kontaktu závitovky s bronzom. Polyéterový základný reťazec poskytuje nižší koeficient trenia ako minerálny základový olej (0,04 – 0,06 oproti 0,07 – 0,10 s minerálnym základovým olejom), lepšiu stabilitu viskozity a teploty v celom prevádzkovom rozsahu a vynikajúcu odolnosť voči oxidácii pri zvýšenej teplote.
▣ KĽÚČOVÉ VLASTNOSTI
- ▸ Index viskozity: 200-240 (vynikajúci)
- ▸ Bod tuhnutia: −40 až −50 °C
- ▸ Maximálna trvalá teplota oleja: 95 °C
- ▸ Trenie μ (mazaný bronz): 0,04 – 0,06
- ▸ Rozpustnosť vo vode: áno (variant PAG-W)
✓ SILNÉ STRÁNKY
- → 2× servisný interval oproti minerálnym olejom
- → Zlepšenie účinnosti siete 3-5%
- → o 15 °C vyššia teplota oleja
✗ KOMPROMISY
- ✗ 3-4× cenová prirážka za liter
- ✗ Nie je kompatibilný so zvyškami minerálneho oleja
PAG dominuje v špecifikáciách prémiových závitovkových reduktorov v priemyselných aplikáciách s nepretržitou prevádzkou – vstupy do cementových mlynov, pomocné zariadenia v ťažobných závodoch, škrabáky na úpravu vody, pomocné pohony papierenských závodov. Prémia za náklady na mazivo sa vráti v priebehu 6 až 12 mesiacov vo väčšine inštalácií s výkonom nad 1,5 kW a prevádzkovanými viac ako 8 000 hodinami ročne, a to vďaka úspore energie aj dlhším servisným intervalom.
Minerálny CLP – Vlastnosti a použitie
Minerálny prevodový olej CLP je cenovo výhodný ťažný olej pre ľahké a prerušované závitovkové reduktory. Označenie „CLP“ podľa normy DIN 51517-3 označuje rafinovaný minerálny základový olej s antikoróznymi (C) a protiopotrebovacími (L) aditívami s vysokým výkonom (P). Jeho vlastnosti sú vhodné pre baliace stroje, stavebné výťahy, ľahké miešadlá a akékoľvek aplikácie, kde sú kratšie servisné intervaly a nižšia účinnosť prijateľným kompromisom oproti nižším nákladom na liter.
▣ KĽÚČOVÉ VLASTNOSTI
- ▸ Index viskozity: 95-110 (štandard)
- ▸ Bod tuhnutia: −15 až −25 °C
- ▸ Maximálna trvalá teplota oleja: 80 °C
- ▸ Trenie μ (mazaný bronz): 0,07 – 0,10
- ▸ Znášanlivosť na vodu: nízka (oddeľuje)
✓ SILNÉ STRÁNKY
- → Najnižšia cena za liter
- → Univerzálna dostupnosť dodávateľov
- → Kompatibilné s väčšinou starších jednotiek
✗ KOMPROMISY
- ✗ Polovica servisného intervalu PAG
- ✗ Vyššie trenie → nižšia účinnosť siete
Porovnanie nehnuteľností vedľa seba
Matica nižšie zhromažďuje všetky vlastnosti z podrobných sekcií do jednej tabuľky krížových odkazov. Zvýraznené bunky označujú, ktoré mazivo má v každej vlastnosti prednosť pred ostatnými.
| Nehnuteľnosť | Syntetický PAG | Minerálny CLP | Víťaz |
|---|---|---|---|
| Index viskozity | 200-240 | 95-110 | PAG |
| Bod tuhnutia (°C) | −40 až −50 | −15 až −25 | PAG |
| Maximálna nepretržitá teplota oleja | 95 °C | 80 °C | PAG |
| Súčiniteľ trenia (mazaný bronz) | 0.04-0.06 | 0.07-0.10 | PAG |
| Servisný interval (menovitý) | 8 000 hodín | 4 000 hodín | PAG |
| Cena za liter | 3-4× základná čiara | základná hodnota 1,0× | Minerál |
| Znášanie vlhkosti (vody) | Výborný (PAG-W) | Mierne | PAG |
| Účinnosť siete (Δ) | +3 – 5 strán | základná línia | PAG |
PAG vyhráva v siedmich z ôsmich vlastností; minerálny CLP vyhráva v jednej – náklady na liter. Výhoda jedného minerálu je dostatočne veľká na to, aby dominovala ekonomike pri ľahkých prerušovaných aplikáciách, ale pri nepretržitej prevádzke mizne, keď sa správne vypočítajú celkové náklady na vlastníctvo.
Analýza nákladov počas 5-ročnej životnosti
Porovnanie celkových nákladov zahŕňa cenu maziva za liter, frekvenciu výmeny, prácu na servis, náklady na energiu z rozdielu účinnosti a náklady na prestoje. Nižšie uvedený príklad pokrýva typický kórejský závitovkový redukčný prevod s výkonom 5,5 kW s nepretržitou prevádzkou, ktorý pracuje 8 000 hodín ročne.
VÝPOČET NÁKLADOV NA MAZIVO POČAS 5 ROKOV (5,5 kW, 8 000 h/rok)
Základná aplikácia
Rám: NMRV 110 / olejová vaňa: 5 l | Kórejský priemyselný colný sadzobník: 0,10 USD/kWh
Servisná práca: 80 USD/hodina, 2 hodiny na výmenu oleja | 5-ročný horizont
Minerálne CLP (5 zmien počas 5 rokov v intervale 4 000 hodín)
Cena maziva: 5 × 5 l × 12 USD = 300 USD
Pracovná sila v oblasti služieb: 5 × 2 h × 80 USD = 800 USD
Energia pri η = 75%: 5,5/0,75 × 8000 × 5 × 0,10 = 29 333 USD
Celkové 5-ročné náklady na minerály: 30 433 USD
Syntetický PAG (3 výmeny počas 5 rokov s intervalom 8 000 hodín)
Cena maziva: 3 × 5 l × 42 USD = 630 USD
Pracovná sila v službách: 3 × 2 h × 80 USD = 480 USD
Energia pri η = 79%: 5,5/0,79 × 8000 × 5 × 0,10 = 27 848 USD
Celkové 5-ročné náklady na PAG: 28 958 USD
5-ročná úspora so špecifikáciou PAG
Celková hodnota nerastov: 30 433 USD
Celková suma PAG: 28 958 USD
Čisté úspory s PAG: 1 475 USD za 5 rokov
Úspory sú v absolútnych dolároch mierne, ale konzistentné – špecifikácia PAG sa zvyčajne vráti v priebehu 18 – 30 mesiacov pri pohonoch s nepretržitou prevádzkou nad 1,5 kW. Pri aplikáciách s prevádzkou menej ako 4 000 hodín ročne sa úspory energie úmerne znižujú a minerálny CLP sa opäť stáva cenovo konkurencieschopným.
Aplikačná matica – ktoré mazivo na ktoré použitie
Osem kórejských a ázijských tried použitia a mazivo typicky špecifikované pre každú z nich. Matica kombinuje pracovný cyklus, prostredie a ekonomiku do odporúčania pre každú triedu použitia. V prípade poľnohospodárskych pohonov, kde rázové zaťaženie a prevádzka v širokom rozsahu teplôt zvyšujú zložitosť, pozri súvisiace poznámky k mazanie poľnohospodárskych prevodoviek.
◆ ŠPECIFIKOVANÝ STRÁNKOU
Vstup surovín do cementového mlyna (24h)
Nepretržitý vysoký výkon; dominujú úspory energie.
Námorný palubný navijak
Vystavenie vlhkosti a chloridom; tolerancia vody pre PAG-W je kritická.
Pomocný pohon pri ťažbe
Horúca okolitá teplota + 24-hodinová prevádzka; rozhodujúca teplota oleja.
Vonkajší solárny sledovač
Široký teplotný rozsah (−30 až +50 °C) vyžaduje vysoký VI.
◆ MINERÁL ŠPECIFIKOVANÝ CLP
Indexátor baliacej linky (8h)
Jednozmenná práca; cenovo výhodná voľba.
Stavebný skrutkový zdvihák
Prerušované zdvíhanie; prijateľné aj zriedkavo používané minerály.
Ľahké miešadlo (≤2 kW, 8h)
Nízky výkon × krátkodobá prevádzka; minimálna úspora energie.
Javiskový pohon (sporadicky)
<500 hodín/rok; interval výmeny nie je záväzný.
Prepínanie medzi skupinami mazív – pravidlá kompatibility
Prechod z minerálneho CLP na syntetický PAG (alebo späť) na existujúcej inštalácii závitovkového reduktora si vyžaduje opatrnosť. PAG a minerál nie sú chemicky kompatibilné – zmiešanie zvyškov ohrozuje obe mazivá. Tri pravidlá kompatibility určujú, kedy prechod funguje čisto a kedy vyžaduje ďalšie kroky.
PRAVIDLO 01 → BEZPEČNÉ
Tá istá rodina → tá istá rodina
Minerálne CLP značky A → Minerálne CLP značky B funguje priamo. PAG na PAG funguje priamo. Zmena viskozitného stupňa z rovnakej skupiny funguje priamo.
PRAVIDLO 02 → VYŽADUJE SPLÁCHNUTIE
Minerálny CLP → Syntetický PAG
Úplne vypustite, dvakrát prepláchnite novým PAG (objem 50% každý), znova vypustite a potom naplňte. Zvyškový minerál > 5% destabilizuje balík aditív PAG.
PRAVIDLO 03 → VYHNITE SA
Doplnenie PAG minerálom
Nikdy nedopĺňajte PAG minerálnym olejom – nekompatibilita vytvára gél, blokuje olejové kanáliky a urýchľuje opotrebovanie. Na dopĺňanie použite rovnakú špecifikáciu PAG.
Päť bežných chýb pri výbere maziva
●CHYBA 01
Zadanie ISO VG 100 namiesto VG 220
Závitovkový reduktor potrebuje VG 220 na udržanie filmu pri vysokom kontaktnom tlaku. Filmy ľahších tried sa pri zaťažení lámu a urýchľujú opotrebovanie.
●CHYBA 02
Doplnenie PAG minerálnym olejom
Miešanie medzi skupinami olejov vytvára gél, blokuje olejové kanály, narúša balík aditív. Vždy používajte prísady z rovnakej skupiny olejov.
●CHYBA 03
Použitie motorového oleja namiesto prevodového oleja
Motorové oleje neobsahujú prísady EP potrebné pre klzný kontakt medzi závitovkovým bronzom. Používajte iba prevodový olej určený pre CLP/PAG.
●CHYBA 04
Preskakovanie splachovania počas výmeny rodiny
Zvyškový minerál ≥ 5% v čerstvej náplni PAG destabilizuje syntetický materiál. Pri zmene radu náplní vždy dvakrát prepláchnite.
●CHYBA 05
Ignorovanie požiadavky na potravinársku kvalitu
Závitovkový redukčný prevod na spracovanie potravín vyžaduje mazivo s certifikáciou NSF H1. Štandard PAG/CLP nie je certifikovaný pre náhodný kontakt s potravinami.
Často kladené otázky týkajúce sa PAG vs. minerálov (CLP)
Otázka: Akú triedu ISO VG by som mal špecifikovať pre typický závitovkový redukčný prevod?
A: Norma ISO VG 220 pokrýva väčšinu štandardných prevádzkových teplôt závitovkových reduktorov pri okolitých teplotách (10 – 40 °C). Pre veľmi chladné okolie (≤ 0 °C) znížte teplotu na VG 150. Pre veľmi horúce okolie (≥ 45 °C nepretržite) alebo pre vysoké zaťaženie znížte teplotu na VG 320 alebo VG 460. Technický list dodávateľa maziva zobrazuje rozsah prevádzkových teplôt pre každú triedu – vyberte si triedu, ktorej stredná hodnota zodpovedá priemernej teplote okolia.
Otázka: Môžem použiť syntetický PAG v závitovkovom reduktore, ktorý bol pôvodne naplnený minerálnym CLP?
A: Áno, po dôkladnom prepláchnutí. Úplne vypustite minerál, dvakrát prepláchnite puzdro novým PAG (naplnenie po 50% a následné vypustenie) a potom normálne naplňte. Postup odstráni zvyškové minerály, ktoré by inak kontaminovali novú náplň PAG. Väčšina značiek závitovkových reduktorov akceptuje ktorýkoľvek z radov mazív bez úprav puzdra. Informujte sa u výrobcu, či má jednotka nezvyčajné materiály tesnení – niektoré staršie tesniace zmesi vyhovujú jednému radu lepšie ako druhému.
Otázka: Poškodzuje PAG farby, materiály hadíc alebo tesniace materiály používané pri výrobe závitovkových reduktorov?
A: PAG napáda niektoré staršie lakovacie systémy a komponenty z prírodného kaučuku, ale je plne kompatibilný s modernými epoxidovo lakovanými telesami závitovkových reduktorov, tesneniami NBR, tesneniami FPM Viton a štandardnými polyuretánovými hadicami. Výnimka, ktorá stojí za to skontrolovať: veľmi staré jednotky (pred rokom 1985) s farbami na telesá na báze šelaku môžu na vnútornej strane telesa vytvárať pľuzgiere farby. Moderné emailové farby zvládajú PAG bez problémov. Pokiaľ ide o kompatibilitu s tesneniami, NBR je v poriadku v PAG aj v minerálnych materiáloch; FPM je uprednostňovaný pre aplikácie s horúcim PAG.
Otázka: Ako skontrolujem, či je pôvodné mazivo v dodanom závitovkovom reduktore PAG alebo minerálne?
A: Tri nepriame testy. Po prvé, v technickom liste výrobcu sa zvyčajne uvádza továrenská náplň. Po druhé, malá vzorka pokvapkaná do vody – PAG sa vo vode mierne rozpúšťa (najmä PAG-W), zatiaľ čo minerálny olej pláva a čisto sa oddeľuje. Po tretie, farba – čerstvý PAG je zvyčajne číry až svetložltý, zatiaľ čo čerstvý minerálny CLP je zvyčajne zlatožltý. Buďte opatrní pri farbených mazivách – niektorí výrobcovia pridávajú farbivo na indikáciu kontaminácie, čo robí farebný test nespoľahlivým. Test kvapiek vody je najpresnejšou kontrolou v teréne.
Otázka: Aký je ekvivalent maziva potravinárskej kvality pre PAG a minerálny CLP?
A: Syntetické prevodové oleje s certifikáciou NSF H1 nahrádzajú štandardný PAG v aplikáciách závitovkových reduktorov v potravinárskom priemysle. Medzi bežné produkty patrí rad Klüber Klübersynth UH1, Mobil SHC Cibus 220 a Total Nevastane SY 220. Tieto oleje sú výkonnostne ekvivalentné PAG s certifikáciou pre kontakt s potravinami. Štandardný minerálny CLP má obmedzené ekvivalenty s certifikáciou NSF – väčšina potravinárskych aplikácií prechádza priamo na syntetické oleje s certifikáciou NSF. Servisný interval a technický výkon sú porovnateľné s priemyselným PAG; cenová prirážka je 1,5 – 2× vyššia ako u štandardného PAG.
Otázka: Môj závitovkový reduktor vykazuje tmavnúcu farbu oleja – znamená to, že výmena je už načasovaná?
A: Pravdepodobne áno pre minerálny CLP; nie nevyhnutne pre PAG. Minerálny olej viditeľne tmavne, keď sa balík aditív vyčerpáva – počas životnosti sa mení zo zlatej na hnedú a čiernu. Zmena farby PAG je jemnejšia; monitorovanie životnosti sa spolieha skôr na testovanie viskozity a programy analýzy oleja než na vizuálnu kontrolu. V prípade minerálnych inštalácií tmavohnedá farba signalizuje výmenu do 200 – 500 hodín. V prípade PAG pošlite vzorku na laboratórnu analýzu (TAN, viskozita, obsah vody) a nespoliehajte sa len na farbu. Prezrite si naše katalóg závitovkových reduktorov pre rámy s rozmermi a zdokumentovanými odporúčaniami pre plnenie maziva a servisné intervaly.
Potrebujete cenovú ponuku na redukčný prevod so závitovkovým prevodom so špecifikovaným mazivom?
Pošlite žiadosť – výkon, hodiny za deň, okolie, požiadavky na potravinársku triedu. Náš kórejský technický tím vám do 24 – 48 hodín vráti odporúčanie pre závitovkový redukčný prevod s výplňou PAG alebo minerálneho CLP z výroby, prognózu servisného intervalu a 5-ročnú analýzu nákladov.
Redaktor: Cxm
