Масло для шпинделя станка

Масло для шпинделя выбирают по паспорту станка, и главный параметр здесь вязкость: чем выше обороты и меньше зазоры в подшипниках, тем ниже нужный класс ISO VG. Для быстроходных шпинделей с картерной или циркуляционной смазкой есть маловязкие И-5А, И-8А и И-12А по ГОСТ 20799 (классы 7, 10 и 15), а для масляно-воздушной смазки производители шпинделей и систем смазки называют масла от ISO VG 32. Охлаждение шпинделя в чиллере работает в отдельном контуре со своей жидкостью, и путать её со смазкой нельзя.

Сначала выясните, как смазывается шпиндель

Словом «шпиндель» в паспортах называют разные узлы, и масло для них разное.

• Шпиндель в общей бабке с шестернями. Так устроены универсальные токарные станки: у 16К20 подшипники шпинделя смазывает то же масло И-20А, что и шестерни бабки и коробки подач, его подаёт насос общей системы. Отдельного шпиндельного масла здесь нет.
• Быстроходный шпиндель с отдельной ванной или циркуляцией. Встречается на прецизионных шлифовальных, токарных и координатно-расточных станках. Для таких узлов выпускают маловязкие масла, у серии Mobil Velocite это классы от ISO VG 2 до ISO VG 22.
• Шпиндель с масляно-воздушной смазкой: дозатор подаёт масло малыми порциями в потоке воздуха прямо в подшипник.
• Шпиндель на пластичной смазке. Маслом его не доливают, а обслуживают по регламенту изготовителя.

Почему быстроходному шпинделю нужно жидкое масло

В подшипнике шпинделя масло работает в малом зазоре на высокой скорости. Чем выше вязкость, тем больше внутреннее трение в самом масле и тем сильнее нагревается узел, а нагрев шпинделя сразу сказывается на точности. Поэтому производители связывают вязкость с зазором и скоростью. В описании шпиндельных масел Mobil Velocite сказано прямо: самое жидкое масло серии, No.3 класса ISO VG 2, рекомендовано для подшипников с так называемым нулевым зазором, а для шпиндельных подшипников скольжения с большими зазорами вязкость выбирают по соотношению зазора и частоты вращения. Правильно подобранное масло, по словам производителя, помогает подшипникам работать холоднее и сохранять точность.

Обратная ошибка тоже опасна: масло слишком низкой вязкости не держит нагрузку. Лить «пожиже на всякий случай» так же неправильно, как «погуще для надёжности». Класс берут из паспорта шпинделя или станка.

Маловязкие масла по ГОСТ 20799: И-5А, И-8А, И-12А

ГОСТ 17479.4 выделяет для шпинделей и подшипников группу Л: легко нагруженные узлы. Из индустриальных масел без присадок к ней относятся И-5А и И-8А, а И-12А обозначен как И-ЛГ-А-15, то есть допускается и в гидросистемах.

Аналог по классу не значит полный аналог. Velocite содержат присадки против окисления и коррозии, а И-5А, И-8А и И-12А по ГОСТ 20799 выпускаются без присадок. Если паспорт требует масло с присадками, отечественной заменой будут масла подгруппы С по ГОСТ 17479.4, например И-Л-С-5 или И-Л-С-10, а не масла с буквой А.

Подробные характеристики каждой марки собраны в статье «Маловязкие масла И-5А, И-8А, И-12А». В каталоге есть масло индустриальное Роснефть И-8 в бочке 216,5 л, Роснефть И-12А и OILCOOL И-12А по ГОСТ в бочке. И-12А применяют для веретённых подшипников и высокоскоростных легконагруженных втулок и шпинделей станков.

Велосит и другие старые названия

В паспортах старых станков вместо И-5А и И-8А могут стоять «велосит» и «вазелиновое масло». Это марки Л и Т по ГОСТ 1840-51 «Масла для высокоскоростных механизмов»: вязкость велосита при 50 °C 4,0-5,1 мм²/с, вазелинового 5,1-8,5 мм²/с. Стандарт перестал действовать в 1976 году, маловязкие индустриальные масла сегодня выпускают по ГОСТ 20799.

Сравнивать цифры напрямую нельзя: старые нормы задавали вязкость при 50 °C, а ГОСТ 20799-88 и классы ISO задают её при 40 °C, где то же масло гуще. Из марок ГОСТ 20799 по вязкости к старому велоситу ближе всего И-5А с его 6-8 мм²/с при 40 °C. При этом под названием «велосит» сейчас продают масла по техническим условиям разных заводов с другими цифрами: например, «Смазпром Велосит» марки 5 имеет 4,1-5,1 мм²/с при 40 °C, «Велосит-7» типичную вязкость 7,2 мм²/с. Поэтому при замене сверяйте вязкость при 40 °C в паспорте масла, а не название. Как веретённые масла заменяют друг друга, разобрано в статье «Веретённое масло: применение и замена».

Масляно-воздушная смазка: здесь масло гуще

При масляно-воздушной смазке дозатор выдаёт капли масла в трубку, поток сжатого воздуха растягивает их вдоль стенки и доносит до подшипника. Масла нужно очень мало: в испытаниях Vogel (группа SKF) для шпиндельных подшипников хорошо показал себя расход 120-180 мм³ в час, разбитый на 6-10 впрысков. Потери на перемешивание такого количества масла минимальны, поэтому можно брать более вязкое масло.

• Vogel называет подходящими масла классов ISO VG 32-100, при больших нагрузках не советует опускаться ниже ISO VG 22 и не допускает масла с дисульфидом молибдена: частицы откладываются в соплах и забивают их.
• Производитель шпиндельных подшипников GMN для высокоточных шпинделей указывает гидравлическое масло ISO VG 32 или 46, чистоту масла по ISO 4406 не хуже 13/10 и порцию 30-35 мм³ на точку подачи.
• Воздух должен быть сухим и отфильтрованным, тоньше 5 мкм. Шпиндель запускают только после того, как пошла подача масла.

Отсюда простой вывод: И-5А в станцию масляно-воздушной смазки «потому что шпиндель быстрый» не заливают. Масло для неё указано в паспорте шпинделя или станции смазки, а чистота при доливе здесь важна не меньше марки.

Охлаждение шпинделя: другой контур, другая жидкость

Запрос «масло для охлаждения шпинделя» смешивает две разные задачи. Смазка снижает трение в подшипниках, а контур охлаждения отводит тепло от корпуса шпинделя или от масла станка. Контуры охлаждения бывают трёх типов, и жидкость в каждом своя.

• Водяной контур мотор-шпинделя. Так часто охлаждают шпиндели фрезерно-гравировальных станков: насос чиллера гоняет воду через рубашку шпинделя. В такой контур заливают дистиллированную воду или раствор, который указал производитель шпинделя или чиллера. Масло туда нельзя, водопроводную воду тоже: продавцы шпинделей предупреждают о накипи и коррозии.
• Масляный охладитель. На обрабатывающих центрах агрегаты вроде Daikin серии AKZ охлаждают масло, которое уже работает в станке: гидравлическое, смазку коробки или контур вокруг встроенного двигателя шпинделя. По каталогу производителя они рассчитаны на минеральное масло, а вода, водорастворимые жидкости и СОЖ в них не допускаются. Марку масла здесь задаёт паспорт станка.
• Специальное масло для охлаждения шпинделя. Такие продукты есть: например, у швейцарской STRUB масло Spindle Cooling Oil III с вязкостью 2,6 мм²/с при 40 °C для быстроходных шпинделей обрабатывающих центров. Его заливают туда, где оно прямо указано в документации.

Перед доливом выясните, в какой контур вы льёте: в смазку подшипников, в охлаждение или в гидравлику. Если в паспорте написано «охлаждающая жидкость шпинделя», это не масло для подшипников, и наоборот.

Как менять масло в шпиндельном узле

1. Сливайте тёплое масло сразу после остановки, пока продукты износа во взвеси.
2. Очистите корпус и фильтры, ветошь с отделяющимися волокнами не используйте, узел просушите.
3. Заливайте масло из чистой тары и чистой воронкой: при малых зазорах в подшипниках грязь опаснее, чем в коробке передач.
4. Сразу после пуска проверьте подачу масла по указателю потока или смотровому глазку.
5. Не доливайте масло другого класса или другого типа. При переходе на другую марку старое масло сливают полностью.

Частые вопросы

Какое масло заливать в шпиндель токарного станка?

В универсальных токарных станках отдельного масла для шпинделя обычно нет: подшипники смазывает масло шпиндельной бабки. У 16К20 это И-20А в общей системе бабки и коробки подач на 17 л, у 1К62 по альбому 1974 года индустриальное 30, сегодня ему соответствует И-30А.

Чем заменить велосит?

Маслом с той же вязкостью при 40 °C. Велосит по ГОСТ 1840-51 нормировали при 50 °C (4,0-5,1 мм²/с), из марок ГОСТ 20799 по вязкости к нему ближе всего И-5А. Современные масла с названием велосит выпускают по разным ТУ, поэтому сверяйте цифры, а не название.

Можно ли залить в шпиндель масло погуще?

Нет, если паспорт этого не разрешает. Более вязкое масло сильнее греет быстроходный подшипник с малыми зазорами, а слишком жидкое может не выдержать нагрузку. Класс вязкости подбирают под скорость и зазоры, поэтому берут тот, что указан в документации.

Что заливать в чиллер охлаждения шпинделя?

То, что указано в паспорте шпинделя или чиллера. В водяной контур льют дистиллированную воду или рекомендованный раствор, масло туда нельзя. В масляный охладитель заливают масло станка, а воду и СОЖ производители таких агрегатов не допускают.

Как часто менять масло в шпиндельном узле?

По регламенту станка. Для шпиндельных бабок универсальных станков это, например, раз в 6 месяцев у 16К20 и каждые 40 дней работы у 1К62. Если масло потемнело, помутнело или в нём появился осадок, его меняют раньше.

Пришлите модель станка или страницу паспорта со смазкой шпинделя, подскажем масло и объём на замену. Телефон: +7 (495) 135-25-88. Маловязкие И-8 и И-12А в бочках находятся в разделе индустриальные масла, доставляем по России.