Palielināts pieprasījums uzlabot uzticamību visā nozarē nozīmē, ka inženieriem ir jāņem vērā visas sava aprīkojuma sastāvdaļas.Gultņu sistēmas ir svarīgas mašīnas daļas, un to atteicei var būt katastrofālas un dārgas sekas.Gultņu konstrukcijai ir liela ietekme uz uzticamību, īpaši ekstremālos darbības apstākļos, tostarp augstā vai zemā temperatūrā, vakuumā un korozīvā atmosfērā.Šajā rakstā ir izklāstīti apsvērumi, kas jāņem vērā, nosakot gultņus sarežģītām vidēm, lai inženieri varētu nodrošināt savu iekārtu augstu uzticamību un izcilu ilgmūžības veiktspēju.

Gultņu sistēma sastāv no daudziem elementiem, tostarp, piemēram, bumbiņām, gredzeniem, būriem un eļļošanas.Standarta gultņi parasti neiztur skarbās vides stingrību, tāpēc īpaša uzmanība jāpievērš atsevišķām daļām.Vissvarīgākie elementi ir eļļošana, materiāli un īpaša termiskā apstrāde vai pārklājumi, un, aplūkojot katru faktoru, gultņus var vislabāk konfigurēt pielietojumam.

Darbojas augstā temperatūrā

Augstas temperatūras lietojumi, piemēram, tie, ko izmanto iedarbināšanas sistēmās aviācijas un kosmosa nozarē, var radīt problēmas standarta gultņiem.Turklāt aprīkojuma temperatūra paaugstinās, jo vienības kļūst arvien mazākas un tām ir palielināts jaudas blīvums, un tas rada problēmas vidējam gultnim.

Eļļošana

Šeit svarīgs apsvērums ir eļļošana.Eļļām un smērvielām ir maksimālā darba temperatūra, kurā tās sāks ātri noārdīties un iztvaikot, izraisot gultņu bojājumus.Standarta smērvielu maksimālā temperatūra bieži ir ierobežota līdz aptuveni 120°C, un dažas parastās augstas temperatūras smērvielas spēj izturēt temperatūru līdz 180°C.

Tomēr lietojumiem, kuriem nepieciešama vēl augstāka temperatūra, ir pieejamas īpašas fluorētas eļļošanas smērvielas, un ir iespējama temperatūra, kas pārsniedz 250°C.Ja šķidrā eļļošana nav iespējama, cietā eļļošana ir iespēja, kas nodrošina drošu darbību zemā ātrumā vēl augstākās temperatūrās.Šajā gadījumā kā cietās smērvielas ir ieteicamas molibdēna disulfīds (MOS2), volframa disulfīds (WS2), grafīts vai politetrafluoretilēns (PTFE), jo tie var izturēt ļoti augstu temperatūru ilgāku laiku.

Materiāli

Ja runa ir par temperatūru virs 300°C, ir nepieciešami īpaši gredzenu un lodīšu materiāli.AISI M50 ir augstas temperatūras tērauds, kas parasti ir ieteicams, jo tam ir augsta nodilumizturība un nogurums augstās temperatūrās.BG42 ir vēl viens augstas temperatūras tērauds, kam ir laba karstā cietība 300 ° C temperatūrā, un tas parasti tiek norādīts, jo tam ir augsts izturības pret koroziju līmenis, kā arī tas ir mazāk uzņēmīgs pret nogurumu un nodilumu ekstremālās temperatūrās.

Nepieciešami arī augstas temperatūras būri, un tos var piegādāt no īpašiem polimēru materiāliem, tostarp PTFE, poliimīda, poliamīda imīda (PAI) un poliētera-ētera-ketona (PEEK).Augstas temperatūras eļļas eļļotām sistēmām gultņu korpusus var izgatavot arī no bronzas, misiņa vai sudrabota tērauda.

Pārklājumi un termiskā apstrāde

Uzlabotus pārklājumus un virsmas apstrādi var uzklāt uz gultņiem, lai cīnītos pret berzi, novērstu koroziju un samazinātu nodilumu, tādējādi uzlabojot gultņu veiktspēju augstās temperatūrās.Piemēram, tērauda būrus var pārklāt ar sudrabu, lai uzlabotu veiktspēju un uzticamību.Smērvielas atteices/izsalkuma gadījumā sudraba pārklājums darbojas kā cieta smērviela, ļaujot gultnim turpināt darboties īsu laiku vai avārijas situācijā.

Uzticamība zemā temperatūrā

Skalas otrā galā zema temperatūra var radīt problēmas standarta gultņiem.

Eļļošana

Zemas temperatūras lietojumos, piemēram, kriogēnās sūknēšanas iekārtās ar temperatūru aptuveni -190°C, eļļas eļļošana kļūst vaskaina, izraisot gultņu bojājumus.Cietā eļļošana, piemēram, MOS2 vai WS2, ir ideāli piemērota uzticamības uzlabošanai.Turklāt šajos lietojumos sūknējamā barotne var darboties kā smērviela, tāpēc gultņiem ir jābūt īpaši konfigurētiem, lai tie darbotos šajās zemajās temperatūrās, izmantojot materiālus, kas labi darbojas ar barotni.

Materiāli

Viens materiāls, ko var izmantot, lai uzlabotu gultņu noguruma kalpošanas laiku un nodilumizturību, ir SV30® – martensīta caurrūdīts, ar augstu slāpekļa saturu, korozijizturīgs tērauds.Ieteicamas ir arī keramikas bumbiņas, jo tās nodrošina izcilu veiktspēju.Materiālam raksturīgās mehāniskās īpašības nozīmē, ka tie nodrošina izcilu darbību sliktos eļļošanas apstākļos, un tas ir daudz labāk piemērots uzticamam darbam zemā temperatūrā.

Sprosta materiāls ir jāizvēlas arī pēc iespējas nodilumizturīgāks, un labas iespējas šeit ietver PEEK, polihlortrifluoretilēnu (PCTFE) un PAI plastmasu.

Termiskā apstrāde

Gredzeni ir īpaši termiski jāapstrādā, lai uzlabotu izmēru stabilitāti zemās temperatūrās.

Iekšējais dizains

Vēl viens apsvērums, strādājot zemā temperatūrā, ir gultņa iekšējā konstrukcija.Gultņi ir konstruēti ar radiālās brīvkustības līmeni, taču, pazeminoties temperatūrai, gultņu sastāvdaļas tiek termiski sarauties, un tādējādi tiek samazināts radiālās spēles apjoms.Ja darbības laikā radiālās brīvkustības līmenis samazinās līdz nullei, tas izraisīs gultņa atteici.Gultņiem, kas paredzēti lietošanai zemā temperatūrā, jābūt konstruētiem ar lielāku radiālo brīvkustību istabas temperatūrā, lai nodrošinātu pieņemamu darbības radiālās brīvkustības līmeni zemā temperatūrā.

Vakuuma spiediena vadīšana

Īpaši augsta vakuuma vidēs, piemēram, tādās, kas atrodas elektronikas, pusvadītāju un LCD ekrānu ražošanā, spiediens var būt zemāks par 10–7 mbar.Īpaši augsta vakuuma gultņi parasti tiek izmantoti iedarbināšanas iekārtās ražošanas vidē.Vēl viens tipisks vakuuma pielietojums ir turbomolekulārie sūkņi (TMP), kas rada vakuumu ražošanas vidēm.Pēdējā gadījumā gultņiem bieži ir jādarbojas lielā ātrumā.

Eļļošana

Eļļošana šādos apstākļos ir svarīga.Pie tik liela vakuuma standarta eļļošanas smērvielas iztvaiko un arī izplūst gāze, un efektīvas eļļošanas trūkums var izraisīt gultņu bojājumus.Tāpēc ir jāizmanto īpaša eļļošana.Augsta vakuuma vidē (līdz aptuveni 10-7 mbar) var izmantot PFPE smērvielas, jo tām ir daudz lielāka izturība pret iztvaikošanu.Īpaši augsta vakuuma vidē (10–9 mbar un mazāk) ir jāizmanto cietas smērvielas un pārklājumi.

Vidēja vakuuma vidē (apmēram 10–2 mbar), rūpīgi izstrādājot un izvēloties speciālu vakuuma smērvielu, var tikt piemērotas gultņu sistēmas, kas nodrošina ilgu kalpošanas laiku vairāk nekā 40 000 stundu (apmēram 5 gadus) nepārtrauktas lietošanas laikā un darbojas lielā ātrumā. sasniegts.

Izturība pret koroziju

Gultņiem, kas paredzēti lietošanai korozīvā vidē, ir jābūt īpaši konfigurētiem, jo ​​tie var tikt pakļauti skābēm, sārmiem un sālsūdenim, kā arī citām kodīgām ķīmiskām vielām.

Materiāli

Materiāli ir būtisks apsvērums korozīvā vidē.Standarta gultņu tēraudi viegli korodē, izraisot agrīnu gultņu bojājumu.Šajā gadījumā jāņem vērā SV30 gredzenu materiāls ar keramikas bumbiņām, jo ​​tās ir ļoti izturīgas pret koroziju.Faktiski pētījumi ir parādījuši, ka SV30 materiāls var kalpot daudzkārt ilgāk nekā citi korozijizturīgi tēraudi sāls izsmidzināšanas vidē.Kontrolētos sāls izsmidzināšanas testos SV30 tērauds uzrāda tikai nelielas korozijas pazīmes pēc 1000 stundu ilgas sāls izsmidzināšanas pārbaudes (sk. 1. diagrammu), un SV30 augstā izturība pret koroziju ir skaidri redzama uz testa gredzeniem.Var izmantot arī īpašus keramikas lodīšu materiālus, piemēram, cirkoniju un silīcija karbīdu, lai vēl vairāk palielinātu gultņa izturību pret korozīvām vielām.

Iegūstiet vairāk no mediju eļļošanas

Pēdējā izaicinošā vide ir lietojumi, kuros vide darbojas kā smērviela, piemēram, aukstumaģenti, ūdens vai hidrauliskie šķidrumi.Visās šajās pielietojumos materiāls ir vissvarīgākais, un SV30 – keramikas hibrīda gultņi bieži ir atzīti par vispraktiskāko un uzticamāko risinājumu.

Secinājums

Ekstrēma vide rada daudzas darbības problēmas standarta gultņiem, tādējādi izraisot to priekšlaicīgu atteici.Šajos lietojumos gultņi ir rūpīgi jākonfigurē, lai tie atbilstu mērķim un nodrošinātu izcilu un ilgstošu veiktspēju.Lai nodrošinātu augstu gultņu uzticamību, īpaša uzmanība jāpievērš eļļošanai, materiāliem, virsmas pārklājumiem un termiskai apstrādei.