Jak czytać dane techniczne smaru – konsystencja NLGI, lepkość i temperatura pracy

Dwa smary mogą wyglądać podobnie, mieć zbliżoną nazwę i tę samą klasę NLGI, a mimo to zachowywać się zupełnie inaczej w łożysku. Dlatego dobór smaru do łożyska nie powinien opierać się wyłącznie na kolorze, konsystencji „na oko” czy ogólnym opisie producenta. Kluczowe informacje znajdują się w karcie technicznej: to przede wszystkim konsystencja smaru NLGI, lepkość oleju bazowego i rzeczywisty zakres temperatur pracy. Sam skład również nie daje pełnego obrazu, ponieważ właściwości gotowego smaru zależą m.in. od surowców i procesu produkcji – dlatego tak ważne są wyniki testów użytkowych.

W artykule wyjaśniamy:

• co oznacza klasa NLGI i jak interpretować penetrację smaru,
• czym różni się konsystencja od lepkości oleju bazowego,
• dlaczego wartości lepkości podaje się dla 40°C i 100°C,
• jak prawidłowo czytać temperaturę pracy smaru,
• czym różni się temperatura kroplenia od maksymalnej temperatury eksploatacji,
• jakie dodatkowe parametry warto sprawdzić w karcie technicznej,
• jak odczytać dane techniczne na przykładzie smaru SKF LGMT 2,
• dlaczego przy zmianie produktu trzeba zwrócić uwagę na zgodność smarów.

Spis treści

1. Dlaczego karta techniczna smaru jest ważniejsza niż jego nazwa?
2. Konsystencja smaru NLGI – co właściwie oznacza?
   • Klasa NLGI smaru a penetracja
3. Lepkość oleju bazowego smaru – drugi kluczowy parametr
   • Dlaczego lepkość podaje się dla 40°C i 100°C?
   • Wysoka czy niska lepkość – co z tego wynika?
4. Temperatura pracy smaru – nie patrz tylko na dwie liczby
   • LTL, LTPL, HTPL i HTL – jak czytać granice temperatur?
   • Temperatura kroplenia smaru to nie maksymalna temperatura pracy
5. Jak przeczytać kartę techniczną smaru? Przykład SKF LGMT 2
6. Jakie jeszcze parametry smaru warto sprawdzić?
   • Zagęszczacz smaru – co mówi informacja „mydło litowe”?
   • Zgodność smarów – dlaczego nie należy mieszać produktów w ciemno?
7. Jak wykorzystać dane techniczne przy doborze smaru do łożyska?
8. Podsumowanie: NLGI to dopiero początek

Dlaczego karta techniczna smaru jest ważniejsza niż jego nazwa?

Określenia takie jak „smar uniwersalny”, „smar litowy” czy nawet „smar do łożysk” są zbyt ogólne, aby na ich podstawie podjąć dobrą decyzję techniczną.

W praktyce dwa produkty o podobnym przeznaczeniu mogą różnić się:

• klasą NLGI,
• lepkością oleju bazowego,
• zakresem temperatur pracy,
• odpornością na wodę,
• stabilnością mechaniczną,
• właściwościami przeciwzużyciowymi,
• ochroną antykorozyjną,
• trwałością w konkretnych warunkach.

Dlatego karta techniczna smaru jest jednym z podstawowych źródeł informacji przy jego doborze.

Ma to szczególne znaczenie w przypadku łożysk. Niewłaściwe smarowanie jest jedną z najważniejszych przyczyn przedwczesnych awarii, a problem często zaczyna się jeszcze przed pierwszym użyciem smarownicy – na etapie wyboru niewłaściwego produktu.

Szerzej opisujemy ten problem w artykule Poor lubrication, czyli dlaczego złe smarowanie odpowiada za ponad 36% awarii łożysk.

Przy czytaniu karty technicznej warto zacząć od trzech parametrów:
NLGI → lepkość oleju bazowego → zakres temperatury pracy.
Dopiero później przechodzić do bardziej szczegółowych danych.

Konsystencja smaru NLGI – co właściwie oznacza?

Konsystencja smaru NLGI określa jego względną „sztywność”.

Można powiedzieć, że informuje, czy smar jest bardziej płynny, miękki czy twardy. Właściwa konsystencja ma pozwolić środkowi pozostać w miejscu smarowania, ale jednocześnie nie powinna powodować nadmiernego tarcia.

Skala NLGI została opracowana przez National Lubricating Grease Institute.

Najważniejsza zasada jest prosta:
im niższy numer NLGI, tym bardziej miękka lub płynna konsystencja smaru.

W przypadku smarów do łożysk najczęściej spotykane są klasy NLGI 1, 2 i 3.

Klasa NLGI smaru a penetracja

Skąd właściwie bierze się numer NLGI?

Do określenia konsystencji wykonuje się test penetracji. Mierzy on, jak głęboko standaryzowany stożek zanurza się w próbce smaru.

Wynik podawany jest w dziesiątych częściach milimetra.

Im głębiej stożek wchodzi w próbkę, tym smar jest bardziej miękki. Dlatego wyższa wartość penetracji odpowiada niższej klasie NLGI.

Dobrze widać to na przykładzie dwóch produktów:

• SKF LGMT 2 ma klasę NLGI 2 i penetrację 265–295,
• SKF LGMT 3 ma klasę NLGI 3, czyli jest smarem o twardszej konsystencji.

Ważne jest jednak, aby nie utożsamiać NLGI z lepkością. To dwa różne parametry.

Lepkość oleju bazowego smaru – drugi kluczowy parametr

Smar plastyczny nie składa się wyłącznie z „gęstej masy”. Jednym z jego podstawowych składników jest olej bazowy.

To właśnie lepkość oleju bazowego smaru ma ogromne znaczenie dla tworzenia warstwy oddzielającej współpracujące powierzchnie.

Lepkość określa opór cieczy podczas przepływu.

W kontekście łożyska jej wartość powinna pozwalać na odpowiednie rozdzielenie powierzchni tocznych bez generowania nadmiernych strat tarcia.

W karcie technicznej parametr ten najczęściej podawany jest w:
mm²/s, czyli centystokesach – cSt.

Dlaczego lepkość podaje się dla 40°C i 100°C?

Lepkość zmienia się wraz z temperaturą.

Z tego powodu sama wartość bez informacji o temperaturze odniesienia niewiele mówi.

W kartach technicznych najczęściej zobaczysz lepkość oleju bazowego określoną przy:

• 40°C,
• 100°C.

Wartość dla 40°C jest podstawowym punktem odniesienia. Pomiar przy 100°C pozwala natomiast ocenić zachowanie oleju wraz ze wzrostem temperatury i służy m.in. do określania wskaźnika lepkości.

Przykładowe dane wyglądają tak:

Już samo zestawienie pokazuje, że dwa smary o podobnej klasie NLGI mogą mieć bardzo różne oleje bazowe.

Wysoka czy niska lepkość – co z tego wynika?

Wyższa lepkość oleju bazowego oznacza możliwość tworzenia grubszego filmu olejowego i jest typowa dla zastosowań z większym obciążeniem oraz niższymi prędkościami.

Przykładem jest LGEP 1 o lepkości 400 mm²/s przy 40°C.

Na drugim końcu skali znajduje się LGLT 2 – 18 mm²/s przy 40°C. Produkt ten wykorzystuje syntetyczny olej PAO i jest przeznaczony do zastosowań obejmujących niskie temperatury oraz wysokie prędkości.

Nie oznacza to więc, że wyższa lepkość jest automatycznie lepsza.

Podobnie jak w przypadku klasy NLGI, właściwa wartość wynika z warunków konkretnej aplikacji.

Temperatura pracy smaru – nie patrz tylko na dwie liczby

Kolejnym parametrem jest temperatura pracy smaru.

Łatwo byłoby potraktować ją jako prosty zapis:
od –X°C do +Y°C.

W rzeczywistości warto czytać ten parametr bardziej szczegółowo.

W materiałach technicznych SKF zakres temperatur opisano za pomocą kilku granic, które pokazują nie tylko moment całkowitej utraty właściwości, lecz również obszar, w którym trwałość smaru jest przewidywalna. Koncepcja ta jest określana jako system „Traffic Light”.

LTL, LTPL, HTPL i HTL – jak czytać granice temperatur?

Wyróżniane są cztery granice:

LTL oznacza najniższą temperaturę, przy której można jeszcze uruchomić łożysko bez nadmiernych trudności.
Poniżej tej wartości warunki przepływu smaru są już tak niekorzystne, że pojawia się ryzyko niedostatecznego dopływu środka.

LTPL określa dolną granicę właściwego zachowania smaru podczas pracy. Poniżej niej dostarczanie środka do strefy styku elementów tocznych z bieżnią może być niewystarczające.

HTPL to z kolei górna granica, powyżej której smar zaczyna degradować się w sposób trudny do przewidzenia. Proces utleniania przyspiesza i nie można już wiarygodnie określić trwałości środka.

HTL oznacza temperaturę, przy której dochodzi do trwałej utraty struktury smaru.

W praktyce można wyobrazić sobie trzy strefy:

• zielona – normalna i przewidywalna eksploatacja,
• żółta – praca możliwa jedynie przez ograniczony czas,
• czerwona – zakres, którego należy unikać.

Przykładowo LGMT 2 ma:

• LTL: –30°C,
• LTPL: 10°C,
• HTPL: 120°C.

Natomiast LGLT 2 osiąga LTL na poziomie –50°C, co pokazuje, jak duże mogą być różnice pomiędzy produktami o tej samej klasie NLGI 2.

Temperatura kroplenia smaru to nie maksymalna temperatura pracy

To jeden z parametrów, który szczególnie łatwo błędnie interpretować.

Temperatura kroplenia smaru określa temperaturę, przy której próbka ogrzewanego smaru zaczyna przepływać przez określony otwór w warunkach testowych.

Nie oznacza ona jednak maksymalnej temperatury, w której można bezpiecznie i długotrwale używać produktu.

Wręcz przeciwnie – temperatura kroplenia jest zazwyczaj znacznie wyższa od rzeczywistej górnej granicy efektywnej pracy HTPL.

Dobrym przykładem jest LGMT 2:

• temperatura kroplenia: powyżej 180°C,
• górna granica efektywnej pracy HTPL: 120°C.

Gdyby ktoś spojrzał wyłącznie na temperaturę kroplenia, mógłby błędnie uznać, że smar nadaje się do ciągłej pracy w pobliżu 180°C.
Takiego wniosku z tego parametru wyciągać nie należy.

Jak przeczytać kartę techniczną smaru? Przykład SKF LGMT 2

Przeanalizujmy kilka parametrów na konkretnym przykładzie.

Typowe zastosowania LGMT 2 obejmują m.in. konwejery, niewielkie silniki elektryczne, wentylatory przemysłowe i sprzęt rolniczy.

Co najważniejsze, żadnego z tych parametrów nie powinno się analizować w oderwaniu od pozostałych.

NLGI mówi o konsystencji, ale nie mówi wszystkiego o filmie smarnym.
Lepkość mówi dużo o oleju bazowym, ale nie określa całej stabilności produktu.
Zakres temperatur pokazuje możliwości termiczne, ale nie zastępuje informacji o odporności na wodę, obciążenia czy stabilności mechanicznej.

Dopiero zestaw danych tworzy użyteczny obraz produktu.

Jakie jeszcze parametry smaru warto sprawdzić?

Po NLGI, lepkości i temperaturze warto zejść poziom niżej i sprawdzić bardziej szczegółowe wyniki testów.

Przykładowo w teście Emcor stosowana jest skala od 0 do 5, gdzie 0 oznacza brak korozji, a 5 bardzo poważną korozję.

Z kolei w przypadku testu 4-ball weld load dla smarów EP typowe wartości przekraczają 2600 N.

Nie każdy użytkownik musi analizować wszystkie te pozycje przy każdej wymianie smaru. Przy wymagających aplikacjach właśnie takie parametry pozwalają jednak porównać produkty znacznie dokładniej niż sam opis marketingowy.

Zagęszczacz smaru – co mówi informacja „mydło litowe”?

Karta techniczna podaje również rodzaj zagęszczacza.

Często spotykanym przykładem jest mydło litowe, dlatego popularnym określeniem pozostaje „smar litowy”.

Trzeba jednak pamiętać, że sam typ zagęszczacza również nie definiuje wszystkich właściwości produktu.

Dwa smary wykorzystujące zagęszczacz litowy mogą różnić się olejem bazowym, lepkością, klasą NLGI, zakresem temperatur i wynikami testów.

W danych przykładowych występują m.in.:

• lit – Li,
• kompleks litowy – Li complex,
• litowo-wapniowy – Li-Ca,
• sulfonian wapnia – CaSx.

Dlatego określenie smar litowy powinno być traktowane jako jedna z informacji o konstrukcji produktu, a nie jako kompletna odpowiedź na pytanie o jego zastosowanie.

Zgodność smarów – dlaczego nie należy mieszać produktów w ciemno?

Zmiana środka smarnego wymaga jeszcze jednej kontroli: zgodności smarów.

Nie należy zakładać, że dwa produkty można bezpiecznie wymieszać tylko dlatego, że mają tę samą klasę NLGI albo podobne zastosowanie.

Kompatybilność ocenia się m.in. poprzez przygotowanie mieszanin w różnych proporcjach i obserwowanie ich stabilności mechanicznej.

Jeżeli mieszanina nadmiernie twardnieje lub mięknie, mogą pojawiać się problemy ze smarowaniem.

Przy zmianie produktu bezpieczną praktyką jest więc usunięcie możliwie dużej ilości starego smaru oraz skrócenie pierwszych interwałów ponownego smarowania.

To szczególnie ważne wtedy, gdy nie ma pewności co do kompatybilności obu produktów.

Jak wykorzystać dane techniczne przy doborze smaru do łożyska?

Czytając kartę techniczną, warto zachować stałą kolejność.

Najpierw sprawdź klasę NLGI. Odpowie ona na pytanie o konsystencję produktu.

Następnie przejdź do lepkości oleju bazowego przy 40°C i 100°C. Pozwoli to lepiej ocenić, czy właściwości filmu olejowego odpowiadają warunkom obciążenia i prędkości.

Kolejnym krokiem powinien być zakres temperatur pracy, przy czym należy zwracać uwagę na rzeczywiste granice eksploatacyjne, a nie tylko temperaturę kroplenia.

Dopiero później warto analizować:

• zagęszczacz,
• odporność na wodę,
• ochronę antykorozyjną,
• stabilność mechaniczną,
• właściwości EP,
• zgodność z dotychczas używanym środkiem.

Można to sprowadzić do prostego schematu:
NLGI → lepkość → temperatura → zagęszczacz → testy dodatkowe → zgodność z obecnym smarem.

Jeżeli szukasz środków smarnych lub wyposażenia potrzebnego do ich aplikacji, sprawdź również kategorię Smarowanie w sklepie e-marat.pl. W jednym miejscu można porównać rozwiązania przeznaczone do różnych zastosowań przemysłowych oraz dobrać wyposażenie do późniejszego dozowania smaru.

Podsumowanie: NLGI to dopiero początek

Konsystencja smaru NLGI jest jednym z pierwszych parametrów, na które warto spojrzeć w karcie technicznej, ale zdecydowanie nie powinna być jedynym kryterium.

NLGI mówi przede wszystkim o „twardości” lub „miękkości” smaru. Lepkość oleju bazowego pozwala lepiej zrozumieć zachowanie warstwy olejowej, natomiast temperatura pracy smaru określa zakres, w którym produkt może działać w przewidywalny sposób.

Do tego dochodzą zagęszczacz, stabilność mechaniczna, odporność na wodę, ochrona antykorozyjna, właściwości EP oraz zgodność z wcześniej stosowanym produktem.

Szczególnie ważne jest również rozróżnienie pomiędzy temperaturą kroplenia a maksymalną temperaturą roboczą. Wysoka temperatura kroplenia nie oznacza, że smar może w takich warunkach pracować w sposób ciągły.

Dobrze przeczytana karta techniczna pozwala więc odpowiedzieć nie tylko na pytanie „jaki to smar?”, ale przede wszystkim: czy ten konkretny smar rzeczywiście pasuje do mojego łożyska i warunków jego pracy?