بلبرینگ های خود روان کننده: چه هستند و چرا دوام می آورند

در ماشین‌های دوار، خرابی یاتاقان‌ها علت اصلی خرابی‌های برنامه‌ریزی نشده است که بر اساس برآورد مؤسسه تحقیقاتی برق، عامل 40 تا 50 درصد از خرابی‌های موتور الکتریکی در سراسر جهان است. بلبرینگ های خود روان کننده به طور خاص برای از بین بردن خطاهای روانکاری که این آمار را نشان می دهد مهندسی شده اند. درک اینکه آنها چیستند، چگونه روانکاری در داخل یک یاتاقان کار می کند و چه چیزی باعث مرگ زودرس یاتاقان ها می شود، به مهندسان تعمیر و نگهداری و طراحان تجهیزات این پایه را می دهد تا هر بار تصمیم درستی را در مورد مشخصات اتخاذ کنند.

بلبرینگ خود روان کننده چیست؟

A بلبرینگ خود روان کننده یک یاتاقان ساده طراحی شده برای کار بدون روغن کاری خارجی - بدون گریس، بدون روغن، بدون فواصل نگهداری. این امر با ترکیب روانکار مستقیماً در ساختار خود، یا به عنوان یک ماده افزودنی جامد در مواد یاتاقان، به عنوان یک ماتریس متخلخل که روغن را تحت فشار و گرما آزاد می کند، یا به عنوان یک آستر تعبیه شده که یک فیلم روان کننده نازک را در حین چرخش به روی شفت منتقل می کند، به دست می آورد.

تعریفی که از نظر مهندسی اهمیت دارد: یک یاتاقان خود روان کننده هر یاتاقانی است که عملکرد تریبولوژیکی آن کاملاً توسط مواد یا ساختارهای داخلی خود یاتاقان حفظ می شود، بدون اینکه برای عمر مفید آن به روانکار خارجی استفاده شود.

آیا بلبرینگ ها نیاز به روغن کاری دارند؟

یاطاقان‌های غلتشی استاندارد - بلبرینگ‌ها، بلبرینگ‌های غلتکی، یاتاقان‌های مخروطی - بدون استثنا نیاز به روان‌کاری دارند. بدون یک لایه روان کننده که عناصر نورد را از مسیر مسابقه جدا می کند، تماس فلز با فلز در عرض چند ثانیه پس از راه اندازی رخ می دهد، تولید گرما، سوراخ شدن سطح، و سایش تسریع شده که منجر به شکست می شود.

روان کننده در یک یاتاقان معمولی چهار عملکرد را به طور همزمان انجام می دهد:

• یک لایه هیدرودینامیکی تشکیل می دهد که از تماس مستقیم فلز بین عناصر نورد و مسیرهای مسابقه جلوگیری می کند
• گرمای حاصل از تماس غلتشی و اصطکاک داخلی را از بین می برد
• از سطوح داخلی در برابر اکسیداسیون، نفوذ رطوبت و محیط های فرآیند خورنده محافظت می کند
• بقایای سایش و ذرات آلودگی را قبل از ایجاد آسیب سایشی معلق و خارج می کند

تمایز انتقادی: بلبرینگ خود روان کنندهs تمام این چهار کارکرد را از طریق ساختار مادی خود به جای نگهداری دوره ای انجام می دهند. یاتاقان برنزی متخلخل روغن ذخیره شده را تحت شرایط عملیاتی آزاد می کند. یک یاتاقان با روکش PTFE یک فیلم انتقال را به شفت منتقل می کند. یک یاتاقان متصل به گرافیت در دمای بالا روان کننده آزاد می کند، زمانی که گریس معمولی از کار می افتد. روانکاری داخلی است - به صورت خارجی اضافه نشده است.

چرا بلبرینگ ها شکست می خورند: شش دلیل ریشه ای

برنامه تجزیه و تحلیل خرابی بلبرینگ SKF، با استفاده از بیش از 100 سال داده های میدانی، تقریباً 80 درصد از خرابی های زودرس بلبرینگ را به دلایل قابل پیشگیری نسبت می دهد. درک این علل ریشه ای اولین گام برای تعیین اینکه آیا الف است بلبرینگ خود روان کننده یا یک یاتاقان روغن کاری معمولی انتخاب صحیحی برای یک کاربرد معین است.

خرابی های مربوط به روغن کاری به تنهایی بیش از یک سوم از خرابی های زودرس بلبرینگ در این زمینه را تشکیل می دهند. این مورد مهندسی اولیه است بلبرینگ خود روان کنندهs در برنامه هایی که دسترسی به تعمیر و نگهداری محدود است، اعمال فواصل روانکاری دشوار است، یا محیط های عملیاتی (دمای بالا، رطوبت بالا، قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی) روان کننده های معمولی را به سرعت تخریب می کنند.

آلودگی: شتاب دهنده خرابی بی صدا

آلودگی بیشترین حالت خرابی بلبرینگ در محیط های صنعتی است. یک ذره از زباله های سخت فقط 1 میکرون بزرگتر از ضخامت لایه روان کننده بلبرینگ برای شروع فرورفتگی سطح در مسیر مسابقه کافی است. در کارخانه‌های سیمان، کارخانه‌های فولاد، و عملیات معدن، سیلیس و زباله‌های فلزی موجود در هوا شرایط آلودگی ایجاد می‌کنند که در مقایسه با شرایط آزمایش اتاق تمیز - بدون در نظر گرفتن کیفیت روان‌کاری، عمر بلبرینگ را تا 75 درصد یا بیشتر کاهش می‌دهد.

مهر و موم شده بلبرینگ خود روان کنندهs در ساخت و ساز پلیمری یا کامپوزیت PTFE یک مزیت ساختاری در اینجا ارائه می دهد: هیچ نوک گریس، هیچ پورت باز و هیچ فاصله زمانی نگهداری که نیاز به شکستن یکپارچگی مهر و موم دارد وجود ندارد. بلبرینگ یک سیستم بسته از نصب تا پایان عمر است.

سوالات متداول

آیا می توان از بلبرینگ های خود روان کننده در کاربردهای با سرعت بالا استفاده کرد؟

بستگی به نوع بلبرینگ دارد. یاتاقان های برنز آغشته به روغن تف جوشی شده در سرعت های متوسط ​​تا بالا عملکرد خوبی دارند (مقادیر PV تا 1.8 MPa·m/s برای گریدهای استاندارد). یاتاقان های کامپوزیت PTFE برای کاربردهای نوسانی یا با چرخش آهسته که در آن تشکیل فیلم هیدرودینامیکی محدود است، مناسب تر هستند. بلبرینگ های متصل به گرافیت معمولاً به سرعت های پایین محدود می شوند اما در محیط های با دمای بالا برتری دارند. همیشه قبل از مشخص کردن، مقدار PV (فشار-سرعت) نامی یاتاقان را در برابر بار و سرعت ترکیبی برنامه خود بررسی کنید.

چگونه بفهمم که یک بلبرینگ خود روان کننده نیاز به تعویض دارد؟

شاخص‌های کلیدی شامل افزایش نویز یا ارتعاش عملکرد، بازی شفت قابل اندازه‌گیری فراتر از فاصله مشخص شده بلبرینگ، افزایش دمای عملیاتی بالاتر از سطح پایه، یا سایش قابل مشاهده در سطح تماس شفت است. برای انواع فلز زینتر شده، زمانی که یاتاقان به 80 درصد ضخامت دیواره طراحی شده خود برسد، تعویض نشان داده می شود. یاتاقان های پلیمری معمولاً سایش سطح قابل مشاهده یا تغییر ابعاد در سوراخ را قبل از شکست نشان می دهند.

آیا بلبرینگ های خود روان کننده برای کاربردهای فرآوری مواد غذایی مناسب هستند؟

بله - بلبرینگ های خود روان شونده مبتنی بر پلیمر در UHMWPE، استال یا PTFE مطابق با FDA به طور گسترده در فرآوری مواد غذایی و نوشیدنی استفاده می شوند، دقیقاً به این دلیل که خطر آلودگی گریس یا روغن وارد جریان محصول را از بین می برند. آنها در برابر خوردگی مقاوم هستند، به راحتی تمیز می شوند، غیر سمی هستند و نیازی به روغن کاری ندارند که می تواند باعث ایجاد مشکل در رعایت ایمنی مواد غذایی شود. همیشه قبل از نصب در منطقه تماس با غذا، مطابقت FDA یا EU 10/2011 را برای درجه پلیمری خاص تأیید کنید.

طول عمر معمول یک یاتاقان خود روان کننده در مقایسه با یک یاتاقان روغنی چقدر است؟

در شرایط ایده‌آل با روان‌کاری صحیح، یک بلبرینگ المنت نورد با کیفیت بالا می‌تواند بر اساس هر چرخه از یاتاقان ساده خود روان‌شونده دوام بیاورد. با این حال، در برنامه‌های واقعی با تنوع تعمیر و نگهداری، محیط‌های سخت یا نقاط نصب غیرقابل دسترس، یاتاقان‌های خود روان‌شونده به طور مداوم عمر مفید واقعی بیشتری را ارائه می‌کنند. مطالعات انجام شده از داده‌های میدانی SKF و NSK نشان می‌دهد که تبدیل یاتاقان‌های روغن‌کاری شده به جایگزین‌های خود روان‌شونده در کاربردهای نوار نقاله معدن، میانگین زمان بین تعویض‌ها را 2.5 تا 4 برابر افزایش می‌دهد، عمدتاً با حذف رویدادهای شکست روانکاری.