Kako se mijenja tehnologija ležajeva?

U posljednjih nekoliko decenija dizajn ležajeva je značajno napredovao donoseći nove upotrebe materijala, napredne tehnike podmazivanja i sofisticiranu kompjutersku analizu..

Ležajevi se koriste u gotovo svim vrstama rotirajućih mašina. Od obrambene i zrakoplovne opreme do proizvodnih linija hrane i pića, potražnja za ovim komponentama raste. Ono što je najvažnije, dizajnerski inženjeri sve više zahtijevaju manja, lakša i izdržljivija rješenja kako bi zadovoljili čak i najteže ispitivanje uvjeta okoline.

 

Nauka o materijalima

Smanjenje trenja ključno je područje istraživanja za proizvođače. Mnogi faktori utiču na trenje kao što su tolerancije dimenzija, obrada površine, temperatura, radno opterećenje i brzina. Tokom godina napravljen je značajan napredak u čeliku za ležajeve. Moderni, ultra čisti čelici ležaja sadrže manje i manje nemetalnih čestica, dajući kugličnim ležajevima veću otpornost na kontaktni zamor.

 

Moderne tehnike proizvodnje čelika i otplinjavanja proizvode čelik s nižim razinama oksida, sulfida i drugih otopljenih plinova, dok bolje tehnike kaljenja proizvode tvrđe i otpornije na habanje. Napredak u proizvodnim mašinama omogućava proizvođačima preciznih ležajeva da održavaju bliže tolerancije u komponentama ležaja i proizvode više polirane kontaktne površine, što sve smanjuje trenje i poboljšava vek trajanja.

 

Razvijeni su novi nerđajući čelici 400 (X65Cr13) za poboljšanje nivoa buke ležajeva, kao i čelici sa visokim sadržajem azota za veću otpornost na koroziju. Za visoko korozivna okruženja ili ekstremne temperature, kupci sada mogu birati između niza ležajeva od nehrđajućeg čelika 316, potpuno keramičkih ležajeva ili plastičnih ležajeva napravljenih od acetalne smole, PEEK, PVDF ili PTFE. Kako 3D štampa postaje sve šira primena, a samim tim i isplativija, vidimo sve veće mogućnosti za proizvodnju nestandardnih držača ležajeva u malim količinama, nešto što će biti korisno za male zahteve za zapreminu specijalizovanih ležajeva.

 

Podmazivanje

 

Podmazivanje je možda privuklo najviše pažnje. Sa 13% kvarova na ležajevima koji se pripisuju faktorima podmazivanja, podmazivanje ležajeva je oblast istraživanja koja se brzo razvija, podržana od strane akademika i industrije. Sada postoji mnogo više specijaliziranih maziva zahvaljujući brojnim faktorima: širem asortimanu visokokvalitetnih sintetičkih ulja, većem izboru zgušnjivača koji se koriste u proizvodnji masti i većem izboru aditiva za maziva koji osiguravaju, na primjer, veće sposobnosti opterećenja ili veću otpornost na koroziju. Kupci mogu specificirati visokofiltrirane masti niske buke, maziva za velike brzine, maziva za ekstremne temperature, vodootporna i hemijski otporna maziva, maziva visokog vakuuma i maziva za čiste prostorije.

 

Kompjuterizovana analiza

 

Još jedno područje u kojem je industrija ležajeva napravila veliki napredak je korištenje softvera za simulaciju ležaja. Sada se performanse ležaja, vijek trajanja i pouzdanost mogu produžiti iznad onoga što je postignuto prije deset godina bez preduzimanja skupih i dugotrajnih laboratorijskih ili terenskih ispitivanja. Napredna, integrirana analiza kotrljajućih ležajeva može dati nenadmašan uvid u performanse ležaja, omogućiti optimalan izbor ležaja i izbjeći prijevremeni kvar ležaja.

 

Napredne metode zamornog vijeka mogu omogućiti precizno predviđanje naprezanja elemenata i staze, kontakta s rebrima, naprezanja ivica i skraćenja kontakta. Oni takođe omogućavaju potpunu deformaciju sistema, analizu opterećenja i analizu neusklađenosti ležajeva. To će inženjerima dati informacije za modifikaciju dizajna ležaja kako bi se bolje prilagodili naponima koji su rezultat specifične primjene.

 

Još jedna jasna prednost je da softver za simulaciju može smanjiti količinu vremena i resursa utrošenih na fazu testiranja. Ovo ne samo da ubrzava proces razvoja, već i smanjuje troškove u procesu.

 

Jasno je da će novi razvoj nauke o materijalima zajedno sa naprednim alatima za simulaciju ležajeva pružiti inženjerima uvid potreban za projektovanje i odabir ležajeva za optimalne performanse i izdržljivost, kao dio modela cijelog sistema. Kontinuirano istraživanje i razvoj u ovim oblastima bit će od ključnog značaja za osiguravanje da ležajevi nastave pomicati granice u godinama koje dolaze.