Kërkesa e shtuar për të përmirësuar besueshmërinë në të gjithë industrinë do të thotë që inxhinierët duhet të marrin në konsideratë të gjithë komponentët e pajisjeve të tyre.Sistemet mbajtëse janë pjesë kritike në një makinë dhe dështimi i tyre mund të ketë pasoja katastrofike dhe të kushtueshme.Dizajni i kushinetave ka një ndikim të madh në besueshmërinë, veçanërisht në kushte ekstreme të funksionimit, duke përfshirë temperatura të larta ose të ulëta, vakum dhe atmosfera gërryese.Ky artikull përshkruan konsideratat që duhen marrë kur specifikoni kushinetat për mjedise sfiduese, në mënyrë që inxhinierët të sigurojnë besueshmëri të lartë dhe performancë të shkëlqyer jetëgjatë të pajisjeve të tyre.

Një sistem mbajtës përfshin shumë elementë duke përfshirë topa, unaza, kafaze dhe lubrifikimin për shembull.Kushinetat standarde zakonisht nuk i rezistojnë ashpërsisë së mjediseve të ashpra dhe prandaj duhet marrë një konsideratë e veçantë për pjesët individuale.Elementët më të rëndësishëm janë lubrifikimi, materialet dhe trajtimi ose veshjet speciale të nxehtësisë dhe duke parë çdo faktor do të thotë që kushinetat mund të konfigurohen më së miri për aplikim.

Punon në temperaturë të lartë

Aplikimet e temperaturës së lartë, të tilla si ato të përdorura në sistemet e aktivizimit brenda industrisë së hapësirës ajrore mund të paraqesin sfida për kushinetat standarde.Për më tepër, temperaturat po rriten në pajisje pasi njësitë bëhen gjithnjë e më të vogla dhe kanë rritur densitetin e fuqisë, dhe kjo paraqet një problem për kushinetën mesatare.

Lubrifikimi

Lubrifikimi është një konsideratë e rëndësishme këtu.Vajrat dhe yndyrat kanë temperatura maksimale të funksionimit në të cilën pikë ato do të fillojnë të degradohen dhe avullohen shpejt duke çuar në dështimin e kushinetës.Yndyrat standarde shpesh kufizohen në një temperaturë maksimale prej rreth 120°C dhe disa yndyrna konvencionale me temperaturë të lartë janë në gjendje t'i rezistojnë temperaturave deri në 180°C.

Megjithatë, për aplikimet që kërkojnë temperatura edhe më të larta janë të disponueshme yndyrna të veçanta lubrifikuese të fluorizuara dhe temperaturat mbi 250°C janë të arritshme.Aty ku lubrifikimi i lëngshëm nuk është i mundur, lubrifikimi i ngurtë është një opsion që lejon funksionimin e besueshëm me shpejtësi të ulët në temperatura edhe më të larta.Në këtë rast, disulfidi i molibdenit (MOS2), disulfidi i tungstenit (WS2), grafiti ose politetrafluoroetileni (PTFE) rekomandohen si lubrifikantë të ngurtë, pasi ato mund të tolerojnë temperatura shumë të larta për periudha më të gjata kohore.

Materiale

Kur bëhet fjalë për temperatura mbi 300°C nevojiten materiale të veçanta unaze dhe topash.AISI M50 është një çelik me temperaturë të lartë që rekomandohet zakonisht pasi shfaq rezistencë të lartë ndaj konsumit dhe lodhjes në temperatura të larta.BG42 është një tjetër çelik me temperaturë të lartë që ka një fortësi të mirë të nxehtë në 300°C dhe zakonisht specifikohet pasi ka nivele të larta të rezistencës ndaj korrozionit dhe është gjithashtu më pak i ndjeshëm ndaj lodhjes dhe konsumit në temperatura ekstreme.

Kërkohen gjithashtu kafaze me temperaturë të lartë dhe ato mund të furnizohen në materiale të posaçme polimer, duke përfshirë PTFE, Polyimide, Polyamide-imide (PAI) dhe Polyether-ether-ketone (PEEK).Për sistemet e lubrifikimit të vajit me temperaturë të lartë, kafazet mbajtëse mund të prodhohen gjithashtu nga bronzi, bronzi ose çeliku i veshur me argjend.

Veshje dhe trajtim termik

Veshjet e avancuara dhe trajtimet sipërfaqësore mund të aplikohen në kushinetat për të luftuar fërkimin, për të parandaluar korrozionin dhe për të zvogëluar konsumin, duke përmirësuar kështu performancën e kushinetës në temperatura të larta.Për shembull, kafazet e çelikut mund të jenë të veshura me argjend për të përmirësuar performancën dhe besueshmërinë.Në rastin e dështimit të lubrifikantit/ngordhjes së urisë, argjendi vepron si një lubrifikant i ngurtë, duke lejuar kushinetën të vazhdojë të funksionojë për një periudhë të shkurtër kohe ose në një situatë emergjente.

Besueshmëria në temperaturë të ulët

Në anën tjetër të shkallës, temperaturat e ulëta mund të jenë problematike për kushinetat standarde.

Lubrifikimi

Në aplikimet me temperaturë të ulët, për shembull aplikimet e pompimit kriogjenik me temperatura në rajonin -190°C, lubrifikimet e vajit bëhen dyllore duke rezultuar në dështimin e kushinetave.Lubrifikimi i ngurtë si MOS2 ose WS2 janë ideale për të përmirësuar besueshmërinë.Për më tepër, në këto aplikime, media që pompohet mund të veprojë si lubrifikant, kështu që kushinetat duhet të konfigurohen posaçërisht për të funksionuar në këto temperatura të ulëta duke përdorur materiale që funksionojnë mirë me median.

Materiale

Një material që mund të përdoret për të përmirësuar jetëgjatësinë ndaj lodhjes dhe rezistencën ndaj konsumit të kushinetës është SV30® - një çelik martenzitik i ngurtësuar, me azot të lartë dhe rezistent ndaj korrozionit.Topat qeramike rekomandohen gjithashtu pasi ato ofrojnë performancë superiore.Vetitë e natyrshme mekanike të materialit nënkuptojnë se ato ofrojnë funksionim të shkëlqyeshëm në kushte të dobëta lubrifikimi dhe është shumë më i përshtatshëm për të funksionuar me besueshmëri në temperatura të ulëta.

Materiali i kafazit duhet gjithashtu të zgjidhet që të jetë sa më rezistent ndaj konsumit dhe opsionet e mira këtu përfshijnë PEEK, poliklorotrifluoroetilen (PCTFE) dhe plastikë PAI.

Trajtimit të ngrohjes

Unazat duhet të trajtohen posaçërisht me nxehtësi për të përmirësuar stabilitetin e dimensioneve në temperatura të ulëta.

Dizajni i brendshëm

Një konsideratë tjetër për të punuar në temperatura të ulëta është dizajni i brendshëm i kushinetës.Kushinetat janë projektuar me një nivel të lojës radiale, por me uljen e temperaturës, përbërësit e kushinetave pësojnë tkurrje termike dhe rrjedhimisht sasia e lojës radiale zvogëlohet.Nëse niveli i lojës radiale zvogëlohet në zero gjatë funksionimit, kjo do të rezultojë në dështimin e kushinetës.Kushinetat që janë të destinuara për aplikime në temperaturë të ulët duhet të projektohen me lojëra më radiale në temperaturat e dhomës për të lejuar një nivel të pranueshëm të lojës radiale në temperatura të ulëta.

Trajtimi i presionit të vakumit

Në mjediset me vakum ultra të lartë si ato që janë të pranishme në prodhimin e elektronikës, gjysmëpërçuesve dhe LCD-ve, presioni mund të jetë më i ulët se 10-7mbar.Kushinetat me vakum ultra të lartë përdoren zakonisht në pajisjet e aktivizimit brenda në mjedisin e prodhimit.Një tjetër aplikim tipik i vakumit janë pompat turbomolekulare (TMP) të cilat gjenerojnë vakum për mjediset e prodhimit.Në këtë aplikim të fundit, kushinetat shpesh duhet të punojnë me shpejtësi të lartë.

Lubrifikimi

Lubrifikimi në këto kushte është thelbësor.Në vakuume kaq të larta, yndyrat standarde të lubrifikimit avullojnë dhe gjithashtu dalin gaz, dhe mungesa e lubrifikimit efektiv mund të rezultojë në dështimin e kushinetës.Prandaj, duhet të përdoret lubrifikimi i veçantë.Për mjedise me vakum të lartë (deri në afërsisht 10-7 mbar) mund të përdoren yndyrat PFPE pasi ato kanë një rezistencë shumë më të lartë ndaj avullimit.Për mjedise me vakum ultra të lartë (10-9mbar e më poshtë) duhen përdorur lubrifikantë dhe veshje të ngurta.

Për mjedise me vakum mesatar (rreth 10-2 mbar), me projektim dhe përzgjedhje të kujdesshme të yndyrës speciale vakum, sistemet mbajtëse që ofrojnë jetëgjatësi prej më shumë se 40,000 orë (afërsisht 5 vjet) përdorim të vazhdueshëm dhe që funksionojnë me shpejtësi të lartë, mund të arritur.

Rezistenca ndaj korrozionit

Kushinetat të cilat janë të destinuara për përdorim në një mjedis gërryes duhet të konfigurohen posaçërisht pasi ato mund të ekspozohen ndaj acideve, alkaleve dhe ujit të kripur midis kimikateve të tjera gërryese.

Materiale

Materialet janë një konsideratë jetike për mjediset gërryese.Çeliqet me kushineta standarde gërryhen lehtësisht, duke çuar në dështimin e hershëm të kushinetës.Në këtë rast, materiali i unazës SV30 me topa qeramike duhet të merret parasysh pasi ato janë shumë rezistente ndaj korrozionit.Në fakt, studimet kanë treguar se materiali SV30 mund të zgjasë shumë herë më shumë se çeliku tjetër rezistent ndaj korrozionit në një mjedis me spërkatje me kripë.Në testet e kontrolluara të spërkatjes së kripës, çeliku SV30 tregon vetëm shenja të lehta korrozioni pas 1000 orësh testimi me spërkatje të kripës (shih grafikun 1) dhe rezistenca e lartë ndaj korrozionit të SV30 shihet qartë në unazat e provës.Materialet speciale të topave qeramike si zirkonia dhe karbidi i silikonit mund të përdoren gjithashtu për të rritur më tej rezistencën e kushinetës ndaj substancave gërryese.

Përfitoni më shumë nga lubrifikimi i medias

Mjedisi i fundit sfidues janë aplikimet ku media vepron si lubrifikant, për shembull ftohës, uji ose lëngje hidraulike.Në të gjitha këto aplikime, materiali është konsiderata më e rëndësishme dhe SV30 – kushinetat hibride qeramike shpesh janë gjetur se ofrojnë zgjidhjen më praktike dhe më të besueshme.

konkluzioni

Mjediset ekstreme paraqesin shumë sfida operative për kushinetat standarde, duke shkaktuar kështu dështimin e tyre të parakohshëm.Në këto aplikacione kushinetat duhet të konfigurohen me kujdes në mënyrë që të jenë të përshtatshme për qëllimin dhe të ofrojnë performancë të shkëlqyer afatgjatë.Për të siguruar besueshmëri të lartë të kushinetave, vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet lubrifikimit, materialeve, veshjeve sipërfaqësore dhe trajtimit të nxehtësisë.