Павялічаны попыт на павышэнне надзейнасці ў галінах азначае, што інжынерам неабходна ўлічваць усе кампаненты свайго абсталявання.Сістэмы падшыпнікаў з'яўляюцца найважнейшымі дэталямі машыны, і іх паломка можа мець катастрафічныя і дарагія наступствы.Канструкцыя падшыпніка аказвае вялікі ўплыў на надзейнасць, асабліва ў экстрэмальных умовах эксплуатацыі, уключаючы высокія або нізкія тэмпературы, вакуум і агрэсіўную атмасферу.У гэтым артыкуле апісваюцца меркаванні, якія варта прыняць пры выбары падшыпнікаў для складаных умоў, каб інжынеры маглі забяспечыць высокую надзейнасць і выдатную працягласць эксплуатацыі свайго абсталявання.

Сістэма падшыпнікаў складаецца з мноства элементаў, у тым ліку, напрыклад, шарыкі, кольцы, сепараты і змазка.Стандартныя падшыпнікі, як правіла, не вытрымліваюць сур'ёзных умоў, таму асобныя дэталі павінны быць асабліва ўлічаныя.Найбольш важнымі элементамі з'яўляюцца змазка, матэрыялы і спецыяльная тэрмічная апрацоўка або пакрыцця, і, гледзячы на ​​кожны фактар, падшыпнікі можна лепш за ўсё наладзіць для прымянення.

Працуе пры высокай тэмпературы

Прымяненне пры высокіх тэмпературах, напрыклад, якія выкарыстоўваюцца ў сістэмах прывядзення ў аэракасмічнай прамысловасці, могуць стварыць праблемы для стандартных падшыпнікаў.Акрамя таго, тэмпература ў абсталяванні расце, паколькі блокі становяцца ўсё меншымі і павялічваюць шчыльнасць магутнасці, і гэта стварае праблему для сярэдняга падшыпніка.

Змазка

Тут важна змазка.Масла і змазкі маюць максімальную працоўную тэмпературу, пры якой яны пачнуць хутка дэградаваць і хутка выпарацца, што прывядзе да выхаду з ладу падшыпніка.Стандартныя змазкі часта абмяжоўваюцца максімальнай тэмпературай каля 120°C, а некаторыя звычайныя высокатэмпературныя змазкі здольныя супрацьстаяць тэмпературам да 180°C.

Аднак для прыкладанняў, якія патрабуюць яшчэ больш высокіх тэмператур, даступныя спецыяльныя фтарыраваныя змазкі, і дасяжныя тэмпературы, якія перавышаюць 250°C.Калі вадкая змазка немагчымая, цвёрдая змазка - гэта варыянт, які дазваляе надзейную працу на нізкай хуткасці пры яшчэ больш высокіх тэмпературах.У гэтым выпадку дысульфід малібдэну (MOS2), дысульфід вальфраму (WS2), графіт або політэтрафтарэтылен (ПТФЭ) рэкамендуюцца ў якасці цвёрдых змазачных матэрыялаў, паколькі яны могуць пераносіць вельмі высокія тэмпературы на працягу больш працяглага перыяду часу.

Матэрыялы

Калі гаворка ідзе пра тэмпературы звыш 300°C, неабходныя спецыяльныя кольцы і шарыкавыя матэрыялы.AISI M50 - гэта высокатэмпературная сталь, якую звычайна рэкамендуюць, паколькі яна праяўляе высокую зносаўстойлівасць і ўстойлівасць да стомленасці пры высокіх тэмпературах.BG42 - гэта яшчэ адна высокатэмпературная сталь, якая мае добрую цвёрдасць у гарачым рэжыме пры тэмпературы 300°C і звычайна вызначаецца, паколькі яна мае высокі ўзровень каразійнай стойкасці, а таксама менш успрымальная да стомленасці і зносу пры экстрэмальных тэмпературах.

Таксама неабходныя высокатэмпературныя клеткі, і яны могуць пастаўляцца ў спецыяльных палімерных матэрыялах, уключаючы PTFE, поліімід, поліамід-імід (PAI) і поліэфір-эфір-кетон (PEEK).Для высокатэмпературных сістэм з алейнай змазкай сепараты падшыпнікаў таксама могуць быць выраблены з бронзы, латуні або пасярэбранай сталі.

Пакрыцця і тэрмічная апрацоўка

Для барацьбы з трэннем, прадухілення карозіі і зніжэння зносу на падшыпнікі можна наносіць перадавыя пакрыцця і паверхневыя апрацоўкі, паляпшаючы тым самым прадукцыйнасць падшыпнікаў пры высокіх тэмпературах.Напрыклад, сталёвыя клеткі могуць быць пакрыты срэбрам для павышэння прадукцыйнасці і надзейнасці.У выпадку адмовы змазкі / галадання, пасярэбранае пакрыццё дзейнічае як цвёрдая змазка, дазваляючы падшыпніку працягваць працаваць на працягу кароткага перыяду часу або ў экстранай сітуацыі.

Надзейнасць пры нізкіх тэмпературах

На іншым канцы шкалы нізкія тэмпературы могуць быць праблематычнымі для стандартных падшыпнікаў.

Змазка

Пры нізкіх тэмпературах, напрыклад, пры крыягенных помпах з тэмпературай у раёне -190°C, алейныя змазкі становяцца васковымі, што прыводзіць да выхаду з ладу падшыпніка.Цвёрдыя змазкі, такія як MOS2 або WS2, ідэальна падыходзяць для павышэння надзейнасці.Акрамя таго, у гэтых прыладах носьбіт, які перапампоўваецца, можа выступаць у якасці змазкі, таму падшыпнікі павінны быць спецыяльна настроены для працы пры такіх нізкіх тэмпературах з выкарыстаннем матэрыялаў, якія добра працуюць з асяроддзем.

Матэрыялы

Адным з матэрыялаў, які можна выкарыстоўваць для паляпшэння стомленасці і зносаўстойлівасці падшыпніка, з'яўляецца SV30® - мартенситная загартаваная сталь з высокім утрыманнем азоту і каразійна-ўстойлівая.Керамічныя шары таксама рэкамендуюцца, паколькі яны забяспечваюць высокую прадукцыйнасць.Уласцівыя матэрыялу механічныя ўласцівасці азначаюць, што яны забяспечваюць выдатную працу ў дрэнных умовах змазкі, і ён значна лепш падыходзіць для надзейнай працы пры нізкіх тэмпературах.

Матэрыял клеткі таксама варта выбіраць максімальна зносаўстойлівым, і тут добрыя варыянты ўключаюць PEEK, поліхлортрифторэтылен (ПХТФЭ) і пластмасы PAI.

Тэрмічная апрацоўка

Кольцы павінны быць спецыяльна тэрмічна апрацаваны для паляпшэння стабільнасці памераў пры нізкіх тэмпературах.

Унутраны дызайн

Дадатковая ўвага пры працы пры нізкіх тэмпературах - гэта ўнутраная канструкцыя падшыпніка.Падшыпнікі распрацаваны з узроўнем радыяльнага зазору, але пры зніжэнні тэмпературы кампаненты падшыпніка падвяргаюцца цеплавому сціску, і, такім чынам, колькасць радыяльнага зазору памяншаецца.Калі ўзровень радыяльнага зазору памяншаецца да нуля падчас працы, гэта прывядзе да выхаду падшыпніка з ладу.Падшыпнікі, прызначаныя для прымянення пры нізкіх тэмпературах, павінны быць распрацаваны з больш радыяльным люфтам пры пакаёвых тэмпературах, каб забяспечыць прымальны ўзровень працоўнага радыяльнага люфту пры нізкіх тэмпературах.

Апрацоўка ціску вакууму

У асяроддзі звышвысокага вакууму, напрыклад, у вытворчасці электронікі, паўправаднікоў і ВК-дысплеяў, ціск можа быць ніжэй за 10-7 мбар.Падшыпнікі звышвысокага вакууму звычайна выкарыстоўваюцца ў прывадным абсталяванні ў вытворчай асяроддзі.Яшчэ адно тыповае прымяненне вакууму - гэта турбамалекулярныя помпы (TMP), якія ствараюць вакуум для вытворчых асяроддзяў.У гэтым апошнім ужыванні падшыпнікі часта павінны працаваць на высокай хуткасці.

Змазка

Змазка ў гэтых умовах з'яўляецца ключавым.Пры такім высокім вакууме стандартная змазка выпараецца, а таксама выходзіць газ, і адсутнасць эфектыўнай змазкі можа прывесці да выхаду падшыпніка з ладу.Таму неабходна выкарыстоўваць спецыяльную змазку.Для асяроддзяў з высокім вакуумам (прыблізна да 10-7 мбар) можна выкарыстоўваць змазкі PFPE, паколькі яны маюць значна больш высокую ўстойлівасць да выпарэння.Для звышвысокага вакууму (10-9 мбар і ніжэй) неабходна выкарыстоўваць цвёрдыя змазачныя матэрыялы і пакрыцця.

Для асяроддзяў сярэдняга вакууму (каля 10-2 мбар) з дбайным дызайнам і выбарам спецыяльнай вакуумнай змазкі можна выкарыстоўваць сістэмы падшыпнікаў, якія забяспечваюць працяглы тэрмін службы больш за 40 000 гадзін (прыкладна 5 гадоў) бесперапыннага выкарыстання і працуюць на высокіх хуткасцях. дасягнуты.

Устойлівасць да карозіі

Падшыпнікі, прызначаныя для выкарыстання ў агрэсіўным асяроддзі, павінны быць спецыяльна настроены, паколькі яны патэнцыйна могуць падвяргацца ўздзеянню кіслот, шчолачаў і салёнай вады, а таксама іншых агрэсіўных хімікатаў.

Матэрыялы

Матэрыялы з'яўляюцца жыццёва важным фактарам для агрэсіўных асяроддзяў.Стандартныя апорныя сталі лёгка падвяргаюцца карозіі, што прыводзіць да ранняга выхаду з ладу падшыпніка.У гэтым выпадку варта ўлічваць кольцы SV30 з керамічнымі шарыкамі, так як яны адрозніваюцца высокай устойлівасцю да карозіі.На самай справе, даследаванні паказалі, што матэрыял SV30 можа служыць у шмат разоў даўжэй, чым іншыя каразійна-ўстойлівыя сталі ў асяроддзі саляных распыленняў.У кантраляваных выпрабаваннях саляным туманам сталь SV30 паказвае толькі невялікія прыкметы карозіі пасля 1000 гадзін выпрабаванняў саляным туманам (гл. графік 1), а высокая каразійная ўстойлівасць SV30 добра бачная на тэставых кольцах.Для далейшага павышэння ўстойлівасці падшыпніка да агрэсіўных рэчываў можна выкарыстоўваць спецыяльныя керамічныя шарыкавыя матэрыялы, такія як цырконій і карбід крэмнія.

Атрымаць больш ад змазкі СМІ

Апошнім складаным асяроддзем з'яўляюцца прыкладання, дзе ў якасці змазкі выступае носьбіт, напрыклад хладагенты, вада або гідраўлічныя вадкасці.Ва ўсіх гэтых сферах прымянення матэрыял з'яўляецца найбольш важным пытаннем, а SV30 – керамічныя гібрыдныя падшыпнікі часта аказваюцца найбольш практычным і надзейным рашэннем.

Заключэнне

Экстрэмальныя ўмовы ствараюць шмат працоўных праблем для стандартных падшыпнікаў, што прыводзіць да іх заўчаснага выхаду з ладу.У гэтых выпадках падшыпнікі павінны быць старанна настроены, каб яны адпавядалі прызначэнню і забяспечвалі выдатную працягласць працы.Для забеспячэння высокай надзейнасці падшыпнікаў асаблівую ўвагу трэба надаваць змазцы, матэрыялам, пакрыццям паверхні і тэрмічнай апрацоўцы.