Miten laakeritekniikka muuttuu?

Muutaman viime vuosikymmenen aikana laakerien suunnittelu on edistynyt merkittävästi tuoden mukanaan uusia materiaalikäyttöjä, kehittyneitä voitelutekniikoita ja kehittynyttä tietokoneanalyysia.

Laakereita käytetään käytännössä kaikentyyppisissä pyörivissä koneissa. Puolustus- ja ilmailulaitteista elintarvikkeiden ja juomien tuotantolinjoihin näiden komponenttien kysyntä on kasvussa. Ratkaisevaa on, että suunnitteluinsinöörit vaativat yhä enemmän pienempiä, kevyempiä ja kestävämpiä ratkaisuja, jotka täyttävät vaativimmissakin ympäristöolosuhteissa.

 

Materiaalitiede

Kitkan vähentäminen on valmistajien keskeinen tutkimusalue. Kitkaan vaikuttavat monet tekijät, kuten mittatoleranssit, pinnan viimeistely, lämpötila, käyttökuorma ja nopeus. Laakeriteräksissä on tehty merkittäviä edistysaskeleita vuosien varrella. Nykyaikaiset, erittäin puhtaat laakeriteräkset sisältävät vähemmän ja pienempiä ei-metallisia hiukkasia, mikä antaa kuulalaakereille paremman kestävyyden kosketusväsymystä vastaan.

 

Nykyaikaiset teräksenvalmistus- ja kaasunpoistotekniikat tuottavat terästä, jossa on vähemmän oksideja, sulfideja ja muita liuenneita kaasuja, kun taas paremmat karkaisutekniikat tuottavat kovempia ja kulutusta kestävämpiä teräksiä. Valmistuskoneiston edistyminen mahdollistaa tarkkuuslaakereiden valmistajien säilyttää laakerien komponenttien toleranssit ja tuottaa enemmän kiillotettuja kosketuspintoja, mikä kaikki vähentää kitkaa ja parantaa käyttöikää.

 

Uusia 400-asteen ruostumattomia teräksiä (X65Cr13) on kehitetty parantamaan laakerien melutasoa sekä korkeatyppipitoisia teräksiä parempaan korroosionkestävyyteen. Erittäin syövyttävissä ympäristöissä tai äärimmäisissä lämpötiloissa asiakkaat voivat nyt valita valikoimasta 316-luokan ruostumattomasta teräksestä valmistettuja laakereita, täyskeraamisia laakereita tai asetaalihartsista, PEEK-, PVDF- tai PTFE-muovilaakereita. Kun 3D-tulostus yleistyy ja sen myötä kustannustehokkaampaa, näemme kasvavat mahdollisuudet valmistaa epästandardeja laakerinpidikkeitä pieninä määrinä, mikä on hyödyllistä erikoislaakerien pienissä volyymivaatimuksissa.

 

Voitelu

 

Voitelu on saattanut herättää eniten huomiota. Koska 13 % laakereiden vioista johtuu voitelutekijöistä, laakerien voitelu on nopeasti kehittyvä tutkimusalue, jota tukevat sekä tutkijat että teollisuus. Erikoisvoiteluaineita on nyt paljon enemmän useiden tekijöiden ansiosta: laajempi valikoima korkealaatuisia synteettisiä öljyjä, suurempi valikoima rasvanvalmistuksessa käytettyjä sakeutusaineita ja suurempi valikoima voiteluaineiden lisäaineita, jotka tarjoavat esimerkiksi paremman kuormituskyvyn. tai suurempi korroosionkestävyys. Asiakkaat voivat valita erittäin suodatettuja ja hiljaisia ​​rasvoja, pikavoiteluaineita, äärilämpötilojen voiteluaineita, vedenpitäviä ja kemikaaleja kestäviä voiteluaineita, suurtyhjiövoiteluaineita ja puhdastilojen voiteluaineita.

 

Tietokoneistettu analyysi

 

Toinen alue, jolla laakeriteollisuus on ottanut suuria harppauksia, on laakerisimulaatioohjelmistojen käyttö. Nyt laakerien suorituskykyä, käyttöikää ja luotettavuutta voidaan pidentää vuosikymmen sitten saavutettua pidemmälle ilman kalliita aikaa vieviä laboratorio- tai kenttäkokeita. Kehittynyt, integroitu vierintälaakereiden analyysi voi antaa vertaansa vailla olevan käsityksen laakereiden suorituskyvystä, mahdollistaa optimaalisen laakerin valinnan ja välttää ennenaikaisen laakerin rikkoutumisen.

 

Kehittyneet väsymiskestomenetelmät voivat mahdollistaa elementtien ja juoksuradan jännitysten, ripakontaktien, reunajännitysten ja koskettimen katkaisujen tarkan ennustamisen. Ne mahdollistavat myös järjestelmän täyden taipuman, kuormitusanalyysin ja laakerien kohdistusvirheanalyysin. Tämä antaa insinööreille tietoa laakerin rakenteen muuttamisesta vastaamaan paremmin tietystä sovelluksesta aiheutuvia jännityksiä.

 

Toinen selvä etu on, että simulointiohjelmisto voi vähentää testausvaiheeseen kuluvaa aikaa ja resursseja. Tämä ei vain nopeuttaa kehitysprosessia, vaan myös vähentää prosessin kustannuksia.

 

On selvää, että uudet materiaalitieteen kehityssuunnat ja kehittyneet laakerisimulaatiotyökalut antavat insinööreille tietoa, jota tarvitaan laakerien suunnitteluun ja valintaan optimaalisen suorituskyvyn ja kestävyyden takaamiseksi osana koko järjestelmämallia. Jatkuva tutkimus- ja kehitystyö näillä aloilla on ratkaisevan tärkeää sen varmistamiseksi, että laakerit jatkavat rajojen työntämistä tulevina vuosina.