Cum se schimbă tehnologia rulmenților?

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

Rulmenții sunt utilizați în practic toate tipurile de mașini rotative. De la echipamente de apărare și aerospațiale până la liniile de producție de alimente și băuturi, cererea pentru aceste componente este în creștere. Un aspect crucial este că 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, finisajul suprafeței, temperatura, sarcina operațională și viteza. De-a lungul anilor, s-au înregistrat progrese semnificative în domeniul oțelului pentru rulmenți. 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 și degazare a oțelului produc oțel cu niveluri mai scăzute de oxizi, sulfuri și alte gaze dizolvate, în timp ce tehnicile de călire mai bune produc oțeluri mai dure și mai rezistente la uzură. Progresele în domeniul utilajelor de fabricație permit producătorilor de rulmenți de precizie să mențină toleranțe mai strânse în componentele rulmenților și să producă suprafețe de contact mai lustruite, toate acestea reducând frecarea și îmbunătățind durata de viață.

 

Noi oțeluri inoxidabile de calitate 400 (X65Cr13) au fost dezvoltate pentru a îmbunătăți nivelurile de zgomot ale rulmenților, precum și oțeluri cu conținut ridicat de azot 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 integral 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 rentabilă, observăm posibilități tot mai mari de producție a unor elemente de fixare a rulmenților non-standard în cantități mici, lucru care va fi util pentru cerințele de volum redus de rulmenți speciali.

 

Lubrifiere

 

Lubrifierea a atras probabil cea mai mare atenție. Cu 13% din defecțiunile rulmenților atribuite factorilor de lubrifiere, lubrifierea rulmenților este un domeniu de cercetare în rapidă evoluție, susținut atât de mediul academic, cât și de industrie. Acum există mult mai mulți lubrifianți specializați datorită mai multor factori: o gamă mai largă de uleiuri sintetice de înaltă calitate, o gamă mai largă de agenți de îngroșare utilizați în fabricarea unsorilor și o varietate mai mare de aditivi lubrifianți pentru a oferi, de exemplu, capacități de încărcare mai mari sau o rezistență mai mare la coroziune. Clienții pot specifica unsori cu filtru înalt și zgomot redus, unsori pentru viteză mare, lubrifianți pentru temperaturi extreme, lubrifianți impermeabili și rezistenți chimic, lubrifianți pentru vid înalt și lubrifianți pentru camere sterile.

 

Analiză computerizată

 

Un alt domeniu în care industria rulmenților a făcut progrese semnificative este utilizarea software-ului de simulare a rulmenților. Acum, performanța, durata de viață și fiabilitatea rulmenților pot fi extinse dincolo de ceea ce se realiza acum un deceniu, fără a fi nevoie de teste costisitoare și consumatoare de timp în laborator sau pe teren. Analiza avansată și integrată a rulmenților cu elemente de rostogolire poate oferi o perspectivă inegalabilă asupra performanței rulmenților, poate permite selecția optimă a rulmenților și poate evita defectarea prematură a acestora.

 

Metodele avansate de evaluare a rezistenței la oboseală pot permite prezicerea precisă a tensiunilor din elemente și căi de rulare, a contactului cu nervurile, a tensiunilor de la margine și a trunchierii contactului. De asemenea, permit deformarea completă a sistemului, analiza sarcinii și analiza nealinierii rulmenților. Acest lucru va oferi inginerilor informațiile necesare pentru a modifica designul rulmenților pentru a se adapta mai bine solicitărilor 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, dar reduce și cheltuielile aferente procesului.

 

Este clar că noile dezvoltări în știința materialelor, împreună cu instrumentele avansate de simulare a rulmenților, vor oferi inginerilor informațiile necesare pentru a proiecta și selecta rulmenți pentru performanțe și durabilitate optime, ca parte a unui model de sistem complet. Cercetarea și dezvoltarea continuă în aceste domenii vor fi cruciale pentru a asigura că rulmenții vor continua să depășească limitele în anii următori.