Cum se schimbă tehnologia rulmenților?

În ultimele decenii, designul rulmenților a avansat semnificativ, aducând noi utilizări ale materialelor, tehnici avansate de lubrifiere și analize computerizate sofisticate..

Rulmenții sunt utilizați în aproape toate tipurile de mașini rotative. De la echipamente de apărare și aerospațiale la linii de producție de alimente și băuturi, cererea pentru aceste componente este în creștere. În mod esențial, inginerii de proiectare solicită din ce în ce mai mult soluții mai mici, mai ușoare și mai durabile pentru a satisface chiar și cele mai dificile condiții de mediu.

 

Știința materialelor

Reducerea frecării este un domeniu cheie de cercetare pentru producători. Mulți factori afectează frecarea, cum ar fi toleranțele dimensionale, finisarea suprafeței, temperatura, sarcina operațională și viteza. Au fost realizate progrese semnificative în oțelul pentru rulmenți de-a lungul anilor. Oțelurile moderne, ultra-curate pentru rulmenți conțin particule nemetalice mai puține și mai mici, oferind rulmenților cu bile o rezistență mai mare la oboseala de contact.

 

Tehnicile moderne de fabricare a oțelului și de degazare produc oțel cu niveluri mai scăzute de oxizi, sulfuri și alte gaze dizolvate, în timp ce tehnicile de întărire mai bune produc oțeluri mai dure și mai rezistente la uzură. Progresele în producția de mașini le permit producătorilor de rulmenți de precizie să mențină toleranțe mai strânse în componentele rulmenților și să producă suprafețe de contact mai puternic lustruite, toate acestea reducând frecarea și îmbunătățind durata de viață.

 

Au fost dezvoltate noi oțeluri inoxidabile de calitate 400 (X65Cr13) pentru a îmbunătăți nivelul de zgomot al rulmenților, precum și oțelurile cu azot ridicat pentru o rezistență mai mare la coroziune. Pentru medii extrem de corozive sau temperaturi extreme, clienții pot alege acum dintr-o gamă de rulmenți din oțel inoxidabil de calitate 316, rulmenți complet ceramici sau rulmenți din plastic fabricați din rășină acetalică, PEEK, PVDF sau PTFE. Pe măsură ce imprimarea 3D devine din ce în ce mai utilizată și, prin urmare, mai eficientă din punct de vedere al costurilor, vedem posibilități tot mai mari de producție de suporturi de rulmenți non-standard în cantități mici, lucru care va fi util pentru cerințele de volum redus ale rulmenților specialiști.

 

Lubrifiere

 

Este posibil ca lubrifierea să fi atras cea mai mare atenție. Cu 13% din defecțiunile lagărelor atribuite factorilor de lubrifiere, lubrifierea rulmenților este un domeniu de cercetare în evoluție rapidă, susținută atât de mediul academic, cât și de industrie. Există acum mult mai mulți lubrifianți specialiști datorită mai multor factori: o gamă mai largă de uleiuri sintetice de înaltă calitate, o gamă mai mare de agenți de îngroșare utilizați la fabricarea grăsimilor și o varietate mai mare de aditivi pentru lubrifianți pentru a oferi, de exemplu, capacități de încărcare mai mari. sau rezistență la coroziune mai mare. Clienții pot specifica unsori cu zgomot redus cu filtrare ridicată, unsoare de mare viteză, lubrifianți pentru temperaturi extreme, lubrifianți impermeabili și rezistenți chimic, lubrifianți pentru vid înalt și lubrifianți pentru camerele curate.

 

Analiza computerizata

 

Un alt domeniu în care industria rulmenților a făcut pași mari este prin utilizarea software-ului de simulare a rulmenților. Acum, performanța, durata de viață și fiabilitatea rulmenților pot fi extinse dincolo de ceea ce a fost atins acum un deceniu, fără a efectua teste costisitoare de laborator sau de teren. Analiza avansată și integrată a rulmenților cu elemente de rulare poate oferi o perspectivă de neegalat asupra performanței rulmentului, permite o selecție optimă a rulmentului și poate evita defectarea prematură a rulmentului.

 

Metodele avansate de viață la oboseală pot permite predicția precisă a tensiunilor elementelor și ale pistelor de rulare, contactului nervurilor, tensiunii pe margine și trunchierea contactului. Ele permit, de asemenea, deformarea completă a sistemului, analiza sarcinii și analiza nealinierii lagărelor. Acest lucru va oferi inginerilor informațiile necesare pentru a modifica designul rulmentului pentru a se adapta mai bine la solicitările rezultate din aplicația specifică.

 

Un alt avantaj clar este că software-ul de simulare poate reduce timpul și resursele cheltuite în faza de testare. Acest lucru nu numai că accelerează procesul de dezvoltare, ci și reduce cheltuielile din acest proces.

 

Este clar că noile dezvoltări ale științei materialelor, împreună cu instrumente avansate de simulare a rulmenților, vor oferi inginerilor cunoștințele necesare pentru a proiecta și selecta rulmenți pentru performanță și durabilitate optime, ca parte a unui model întreg de sistem. Cercetarea și dezvoltarea continuă în aceste domenii vor fi cruciale pentru a ne asigura că rulmenții continuă să depășească limitele în anii următori.