Padidėjusi paklausa siekiant pagerinti visos pramonės patikimumą reiškia, kad inžinieriai turi atsižvelgti į visus savo įrangos komponentus.Guolių sistemos yra svarbios mašinos dalys, o jų gedimas gali turėti katastrofiškų ir brangių pasekmių.Guolių konstrukcija turi didelę įtaką patikimumui, ypač esant ekstremalioms eksploatavimo sąlygoms, įskaitant aukštą arba žemą temperatūrą, vakuumą ir korozinę atmosferą.Šiame straipsnyje aprašomi aspektai, į kuriuos reikia atsižvelgti nustatant guolius sudėtingoms aplinkoms, kad inžinieriai galėtų užtikrinti aukštą įrangos patikimumą ir puikų ilgaamžiškumą.

Guolių sistemą sudaro daug elementų, įskaitant rutulius, žiedus, narvelius ir, pavyzdžiui, tepimą.Standartiniai guoliai paprastai neatlaiko atšiaurių aplinkos sąlygų, todėl reikia skirti ypatingą dėmesį atskiroms dalims.Svarbiausi elementai yra tepimas, medžiagos ir specialus terminis apdorojimas arba dangos, o atsižvelgiant į kiekvieną veiksnį, guolius galima geriausiai sukonfigūruoti pagal paskirtį.

Veikia aukštoje temperatūroje

Aukštos temperatūros taikymas, pvz., naudojamas aviacijos ir kosmoso pramonės įjungimo sistemose, gali kelti iššūkių standartiniams guoliams.Be to, įrangos temperatūra kyla, nes agregatai tampa vis mažesni ir didėja galios tankis, o tai kelia problemų vidutiniam guoliui.

Tepimas

Tepimas čia yra svarbus veiksnys.Alyvos ir tepalai turi maksimalią darbinę temperatūrą, kuriai esant, jie pradeda greitai irti ir išgaruoti, todėl sugenda guolis.Standartiniai tepalai dažnai ribojami iki maksimalios maždaug 120 °C temperatūros, o kai kurie įprasti aukštos temperatūros tepalai gali atlaikyti iki 180 °C temperatūrą.

Tačiau darbams, kuriems reikalinga dar aukštesnė temperatūra, galima įsigyti specialių fluorintų tepimo tepalų ir pasiekti aukštesnę nei 250°C temperatūrą.Kai skystas tepimas neįmanomas, kietasis tepimas yra galimybė, kuri leidžia patikimai mažu greičiu veikti net aukštesnėje temperatūroje.Šiuo atveju kaip kietieji tepalai rekomenduojami molibdeno disulfidas (MOS2), volframo disulfidas (WS2), grafitas arba politetrafluoretilenas (PTFE), nes jie gali toleruoti labai aukštą temperatūrą ilgesnį laiką.

Medžiagos

Kai temperatūra viršija 300°C, reikalingos specialios žiedinės ir rutulinės medžiagos.AISI M50 yra aukštos temperatūros plienas, kuris paprastai yra rekomenduojamas, nes jis pasižymi dideliu atsparumu dilimui ir nuovargiui esant aukštai temperatūrai.BG42 yra kitas aukštos temperatūros plienas, turintis gerą karštą kietumą esant 300 °C ir paprastai nurodomas, nes turi aukštą atsparumo korozijai lygį ir taip pat yra mažiau jautrus nuovargiui ir dilimui esant ekstremalioms temperatūroms.

Taip pat reikalingi aukštos temperatūros narveliai ir jie gali būti tiekiami iš specialių polimerinių medžiagų, įskaitant PTFE, poliimidą, poliamido imidą (PAI) ir polieterio eterio ketoną (PEEK).Aukštos temperatūros alyva suteptų sistemų guolių korpusai taip pat gali būti gaminami iš bronzos, žalvario arba sidabruoto plieno.

Dangos ir terminis apdorojimas

Guoliai gali būti padengti pažangiomis dangomis ir paviršiaus apdorojimu, siekiant kovoti su trintimi, išvengti korozijos ir sumažinti susidėvėjimą, taip pagerinant guolių veikimą aukštoje temperatūroje.Pavyzdžiui, plieniniai narvai gali būti padengti sidabru, siekiant pagerinti našumą ir patikimumą.Tepalo gedimo / bado atveju sidabravimas veikia kaip kietas tepalas, todėl guolis gali veikti trumpą laiką arba esant avarinei situacijai.

Patikimumas esant žemai temperatūrai

Kitame skalės gale žema temperatūra gali būti problemiška standartiniams guoliams.

Tepimas

Taikant žemą temperatūrą, pavyzdžiui, naudojant kriogeninį siurbimą, kai temperatūra yra apie -190 °C, alyvos tepalas tampa vaškinis, dėl kurio sugenda guolis.Kietas tepimas, pvz., MOS2 arba WS2, idealiai tinka patikimumui padidinti.Be to, naudojant šiuos įrenginius, siurbiama terpė gali veikti kaip tepalas, todėl guoliai turi būti specialiai sukonfigūruoti, kad veiktų esant tokioms žemoms temperatūroms, naudojant medžiagas, kurios gerai veikia su terpe.

Medžiagos

Viena medžiaga, kuri gali būti naudojama siekiant pagerinti guolio nuovargio tarnavimo laiką ir atsparumą dilimui, yra SV30® – martensitinis pergrūdintas, daug azoto turintis, korozijai atsparus plienas.Taip pat rekomenduojami keraminiai rutuliai, nes jie užtikrina puikų našumą.Medžiagai būdingos mechaninės savybės reiškia, kad jos puikiai veikia prastos tepimo sąlygomis ir yra daug geriau pritaikytos patikimai veikti žemoje temperatūroje.

Narvo medžiaga taip pat turėtų būti parinkta taip, kad būtų kuo atsparesnė dilimui, o geri variantai yra PEEK, polichlortrifluoretilenas (PCTFE) ir PAI plastikai.

Karščio gydymas

Žiedai turi būti specialiai termiškai apdoroti, kad būtų pagerintas matmenų stabilumas esant žemai temperatūrai.

Vidinis dizainas

Kitas veiksnys dirbant žemoje temperatūroje yra vidinė guolio konstrukcija.Guoliai suprojektuoti taip, kad būtų radialinio laisvumo lygis, tačiau mažėjant temperatūrai guolių komponentai termiškai susitraukia, todėl radialinio laisvumo dydis sumažėja.Jei veikimo metu radialinio laisvumo lygis sumažės iki nulio, suges guolis.Guoliai, skirti naudoti žemoje temperatūroje, turėtų būti suprojektuoti taip, kad kambario temperatūroje būtų didesnis radialinis laisvumas, kad būtų galima pasiekti priimtiną radialinio laisvumo lygį esant žemai temperatūrai.

Vakuuminio slėgio valdymas

Itin didelio vakuumo aplinkoje, pvz., gaminant elektroniką, puslaidininkius ir skystųjų kristalų ekranus, slėgis gali būti mažesnis nei 10–7 mbar.Itin didelio vakuumo guoliai paprastai naudojami paleidimo įrangoje gamybos aplinkoje.Kitas tipiškas vakuuminis pritaikymas yra turbomolekuliniai siurbliai (TMP), kurie sukuria vakuumą gamybos aplinkai.Pastaruoju atveju guoliai dažnai turi veikti dideliu greičiu.

Tepimas

Tepimas tokiomis sąlygomis yra labai svarbus.Esant tokiam dideliam vakuumui, standartiniai tepimo tepalai išgaruoja, taip pat išsiskiria dujos, o efektyvaus tepimo trūkumas gali sukelti guolio gedimą.Todėl reikia naudoti specialų tepimą.Didelio vakuumo aplinkoje (iki maždaug 10-7 mbar) galima naudoti PFPE tepalus, nes jie turi daug didesnį atsparumą garavimui.Itin didelio vakuumo aplinkoje (10–9 mbar ir mažiau) reikia naudoti kietus tepalus ir dangas.

Vidutinio vakuumo aplinkoje (apie 10–2 mbar), kruopščiai suprojektavus ir parenkant specialų vakuuminį tepalą, gali būti naudojamos guolių sistemos, kurios užtikrina ilgą, daugiau nei 40 000 valandų (apie 5 metus) nuolatinio naudojimo eksploatavimo laiką ir veikia dideliu greičiu. pasiekti.

Atsparumas korozijai

Guoliai, skirti naudoti korozinėje aplinkoje, turi būti specialiai sukonfigūruoti, nes jie gali būti veikiami rūgščių, šarmų ir sūraus vandens bei kitų korozinių cheminių medžiagų.

Medžiagos

Medžiagos yra labai svarbios ėsdinančios aplinkos veiksnys.Standartinis guolių plienas lengvai rūdija, todėl ankstyvas guolių gedimas.Šiuo atveju reikėtų atsižvelgti į SV30 žiedo medžiagą su keraminiais rutuliais, nes jie yra labai atsparūs korozijai.Tiesą sakant, tyrimai parodė, kad SV30 medžiaga gali tarnauti daug kartų ilgiau nei kitas korozijai atsparus plienas druskos purškimo aplinkoje.Kontroliuojamų druskos purškimo bandymų metu SV30 plienas rodo tik nežymius korozijos požymius po 1000 valandų bandymo su purškimu druska (žr. 1 diagramą), o didelis SV30 atsparumas korozijai aiškiai matomas ant bandymo žiedų.Taip pat gali būti naudojamos specialios keraminės rutulinės medžiagos, tokios kaip cirkonis ir silicio karbidas, siekiant dar labiau padidinti guolio atsparumą korozinėms medžiagoms.

Daugiau naudos iš žiniasklaidos tepimo

Galutinė sudėtinga aplinka yra taikymas, kuriame terpė veikia kaip tepalas, pavyzdžiui, šaltnešiai, vanduo arba hidrauliniai skysčiai.Visais šiais atvejais medžiaga yra svarbiausia, o SV30 – keraminiai hibridiniai guoliai dažnai buvo praktiškiausias ir patikimiausias sprendimas.

Išvada

Ekstremali aplinka kelia daug problemų standartiniams guoliams, todėl jie per anksti sugenda.Tokiose srityse guoliai turi būti kruopščiai sukonfigūruoti, kad jie atitiktų paskirtį ir užtikrintų puikų ilgalaikį veikimą.Siekiant užtikrinti aukštą guolių patikimumą, ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas tepimui, medžiagoms, paviršiaus dangoms ir terminiam apdorojimui.