De ce majoritatea utilajelor miniere aleg rulmenți cu rostogolire în loc de rulmenți cu alunecare?

Fiind o componentă indispensabilă și importantă în produsele mecanice, rulmenții joacă un rol important în susținerea arborilor rotativi. În funcție de diferitele proprietăți de frecare ale rulmentului, acesta se împarte în rulmenți cu frecare de rostogolire (denumiți rulment cu rostogolire) și rulmenți cu frecare de alunecare (denumiți rulment cu alunecare). Cele două tipuri de rulmenți au propriile caracteristici structurale și fiecare are propriile avantaje și dezavantaje în ceea ce privește performanța.

Comparație între rulmenți cu rostogolire și rulmenți de alunecare

1. Comparație între structură și modul de mișcare

Cea mai evidentă diferență dintre rulmenții cu rostogolire șilagăre de alunecareeste prezența sau absența elementelor de rulare.

Rulmenții au elemente de rostogolire (bile, role cilindrice, role conice, role cu ace) care se bazează pe rotația lor pentru a susține arborele rotativ, astfel încât piesa de contact este un punct, iar cu cât sunt mai multe elemente de rostogolire, cu atât sunt mai multe puncte de contact.

Rulmenți de alunecarenu au elemente de rostogolire și se bazează pe suprafețe netede pentru a susține arborele rotativ, astfel încât partea de contact este o suprafață.

 

Diferența în structura celor două determină faptul că modul de mișcare al rulmentului cu rostogolire este de rostogolire, iar modul de mișcare al rulmentului glisant este de alunecare, astfel încât situația de frecare este complet diferită.

 

2. Compararea capacității portante

În general, datorită suprafeței mari de rulment a rulmentului glisant, capacitatea sa portantă este în general mai mare decât cea a rulmentului cu role, iar capacitatea rulmentului cu role de a suporta sarcina la impact nu este mare, dar rulmentul complet lubrifiat cu lichid poate suporta o sarcină la impact mare datorită rolului de amortizare și absorbție a vibrațiilor datorate peliculei de ulei lubrifiant. Când viteza de rotație este mare, forța centrifugă a elementelor de rulare din rulment crește, iar capacitatea portantă a acestuia este redusă (zgomotul este predispus la apariția unor viteze mari). În cazul rulmenților de alunecare dinamici, capacitatea lor portantă crește odată cu vitezele mai mari.

 

3. Compararea coeficientului de frecare și a rezistenței la frecare inițială

În condiții normale de funcționare, coeficientul de frecare al rulmenților este mai mic decât cel al rulmenților de alunecare, iar valoarea este mai stabilă. Lubrifierea rulmenților de alunecare este ușor afectată de factori externi, cum ar fi viteza și vibrațiile, iar coeficientul de frecare variază foarte mult.

 

La pornire, rezistența este mai mare decât cea a rulmentului cu rostogolire, deoarece rulmentul glisant nu a format încă o peliculă de ulei stabilă, dar rezistența la frecare inițială și coeficientul de frecare de lucru al rulmentului glisant hidrostatic sunt foarte mici.

 

4. Compararea vitezelor de lucru aplicabile

Datorită limitării forței centrifuge a elementului de rostogolire și a creșterii temperaturii rulmentului, viteza rulmentului nu poate fi prea mare și este, în general, potrivit pentru condiții de lucru la viteză medie și mică. În cazul rulmenților incomplet lubrifiați cu lichid, viteza de lucru nu trebuie să fie prea mare din cauza încălzirii și uzurii rulmentului. Performanța la viteză mare a rulmenților complet lubrifiați cu lichid este foarte bună, în special atunci când rulmenții hidrostatici de alunecare sunt lubrifiați cu aer, iar vitezele lor de rotație pot ajunge la 100.000 r/min.

 

5. Compararea pierderilor de putere

Datorită coeficientului mic de frecare al rulmenților, pierderea lor de putere nu este în general mare, fiind mai mică decât cea a rulmenților incomplet lubrifiați cu lichid, dar va crește dramatic atunci când sunt lubrifiați și instalați corect. Pierderea de putere prin frecare a rulmenților complet lubrifiați cu lichid este scăzută, dar pentru rulmenții hidrostatici de alunecare, pierderea totală de putere poate fi mai mare decât cea a rulmenților hidrostatici de alunecare din cauza pierderii de putere a pompei de ulei.

 

6. Compararea duratei de viață

Din cauza influenței coroziunii și oboselii materialului, rulmenții sunt în general proiectați pentru o durată de viață de 5~10 ani sau înlocuiți în timpul reviziei generale. Plăcuțele rulmenților incomplet lubrifiați cu lichid sunt uzate sever și trebuie înlocuite periodic. Durata de viață a rulmenților complet lubrifiați cu lichid este teoretic nelimitată, dar în practică poate apărea defectarea prin oboseală a materialului rulmentului din cauza ciclurilor de solicitare, în special în cazul rulmenților de alunecare dinamici.

 

7. Compararea preciziei de rotație

Rulmenții cu role au, în general, o precizie mare de rotație datorită jocului radial mic. Rulmenții incomplet lubrifiați cu lichid se află în stare de lubrifiere limită sau lubrifiere mixtă, iar funcționarea este instabilă, uzura este semnificativă și precizia este scăzută. Datorită prezenței peliculei de ulei, rulmenții complet lubrifiați cu lichid amortizează și absoarbe vibrațiile cu o precizie ridicată. Rulmenții hidrostatici de alunecare au o precizie mai mare de rotație.

 

8. Compararea altor aspecte

Rulmenții folosesc ulei, vaselină sau lubrifiant solid, cantitatea este foarte mică, cantitatea este mare la viteză mare, curățenia uleiului trebuie să fie ridicată, deci este necesară etanșarea, dar rulmentul este ușor de înlocuit și, în general, nu este necesară repararea fusului. Pentru rulmenții de alunecare, pe lângă rulmenții cu lubrifiere lichidă incompletă, lubrifiantul este în general lichid sau gazos, cantitatea este foarte mare, cerințele de curățenie a uleiului sunt, de asemenea, foarte ridicate, plăcuțele rulmentului trebuie înlocuite frecvent și uneori fusul trebuie reparat.

 

Selecția rulmenților cu rostogolire și a rulmenților de alunecare

Datorită condițiilor de lucru complexe și diverse, nu există un standard unificat pentru selecția rulmenților cu rostogolire și a rulmenților de alunecare. Datorită coeficientului mic de frecare, rezistenței mici la pornire, sensibilității, eficienței ridicate și standardizării, rulmenții cu rostogolire au o interschimbabilitate și o versatilitate excelente, sunt ușor de utilizat, lubrifiat și întreținut și, în general, li se acordă prioritate în selecție, așa că sunt utilizați pe scară largă în mașinile generale. Rulmenții de alunecare în sine au unele avantaje unice, care sunt utilizate în general în anumite situații în care rulmenții cu rostogolire nu pot fi utilizați, sunt incomod sau lipsiți de avantaje, cum ar fi următoarele situații:

 

1. Dimensiunea spațiului radial este limitată sau instalația trebuie împărțită

Datorită inelului interior, inelului exterior, elementului de rostogolire și coliviei din structură, dimensiunea radială a rulmentului este mare, iar aplicația este limitată într-o anumită măsură. Rulmenții cu ace sunt disponibili atunci când dimensiunile radiale sunt stricte și, dacă este necesar, sunt necesare rulmenți de alunecare. Pentru piesele care sunt incomod pentru a avea rulmenți sau care nu pot fi montate din direcția axială sau unde piesele trebuie împărțite în părți, se utilizează rulmenți de alunecare divizați.

 

2. Ocazii de înaltă precizie

Când rulmentul utilizat are cerințe de precizie ridicată, se alege în general rulmentul glisant, deoarece pelicula de ulei lubrifiant a rulmentului glisant poate amortiza vibrațiile, iar când precizia este extrem de mare, se poate selecta doar rulmentul glisant hidrostatic. Lagărele glisante sunt utilizate pe scară largă pentru mașinile de rectificat de precizie și de înaltă precizie, diverse instrumente de precizie etc.

 

3. Ocazii de încărcare grea

Rulmenții, fie ei cu bile sau cu role, sunt predispuși la căldură și oboseală în situații de sarcină grea. Prin urmare, atunci când sarcina este mare, se utilizează cel mai des rulmenți de alunecare, cum ar fi la laminoarele, turbinele cu abur, accesoriile motoarelor de aviație și utilajele miniere.

 

4. Alte ocazii

De exemplu, viteza de lucru este deosebit de mare, șocurile și vibrațiile sunt extraordinar de mari, iar având în vedere necesitatea de a lucra în apă sau medii corozive etc., rulmenții glisanți pot fi, de asemenea, selectați în mod rezonabil.

 

Pentru un tip de mașinărie și echipament, utilizarea rulmenților cu rostogolire și a rulmenților cu alunecare are propriile avantaje și dezavantaje și ar trebui alese în mod rezonabil în combinație cu proiectul propriu-zis. În trecut, concasoarele mari și mijlocii foloseau în general rulmenți cu alunecare turnați cu babbitt, deoarece puteau rezista la sarcini mari de impact și erau mai rezistenți la uzură și mai stabili. Concasoarele cu fălci mici sunt utilizate în principal cu rulmenți cu rostogolire, care au o eficiență de transmisie ridicată, sunt mai sensibile și ușor de întreținut. Odată cu îmbunătățirea nivelului tehnic de fabricație a rulmenților cu rostogolire, majoritatea concasoarelor cu fălci mari sunt utilizate și în rulmenți cu rostogolire.