Ako sa mení technológia ložísk?

V posledných desaťročiach sa konštrukcia ložísk výrazne posunula vpred, čo prinieslo nové využitie materiálov, pokročilé techniky mazania a sofistikovanú počítačovú analýzu..

Ložiská sa používajú prakticky vo všetkých typoch rotačných strojov. Od obranných a leteckých zariadení až po linky na výrobu potravín a nápojov, dopyt po týchto komponentoch rastie. Rozhodujúce je, že konštruktéri čoraz viac požadujú menšie, ľahšie a odolnejšie riešenia, ktoré spĺňajú aj tie najnáročnejšie environmentálne podmienky.

 

Materiálová veda

Znižovanie trenia je kľúčovou oblasťou výskumu pre výrobcov. Trenie ovplyvňuje mnoho faktorov, ako sú rozmerové tolerancie, povrchová úprava, teplota, prevádzkové zaťaženie a rýchlosť. V priebehu rokov sa v oblasti ložiskovej ocele dosiahol významný pokrok. Moderné, ultračisté ložiskové ocele obsahujú menej nekovových častíc a sú menšie, čo dáva guľôčkovým ložiskám väčšiu odolnosť voči kontaktnej únave.

 

Moderné techniky výroby ocele a odplyňovania produkujú oceľ s nižším obsahom oxidov, sulfidov a iných rozpustených plynov, zatiaľ čo lepšie techniky kalenia produkujú tvrdšie a odolnejšie ocele voči opotrebovaniu. Pokroky vo výrobných strojoch umožňujú výrobcom presných ložísk udržiavať presnejšie tolerancie v ložiskových komponentoch a vyrábať lepšie leštené kontaktné povrchy, čo všetko znižuje trenie a predlžuje životnosť.

 

Na zlepšenie hladiny hluku ložísk boli vyvinuté nové nehrdzavejúce ocele triedy 400 (X65Cr13), ako aj ocele s vysokým obsahom dusíka pre väčšiu odolnosť proti korózii. Pre vysoko korozívne prostredie alebo teplotné extrémy si teraz zákazníci môžu vybrať z radu ložísk z nehrdzavejúcej ocele triedy 316, celokeramických ložísk alebo plastových ložísk vyrobených z acetalovej živice, PEEK, PVDF alebo PTFE. S rastúcim používaním 3D tlače, a teda aj jej nákladovou efektívnosťou, vidíme rastúce možnosti výroby neštandardných držiakov ložísk v malých množstvách, čo bude užitočné pre nízke objemy špeciálnych ložísk.

 

Mazanie

 

Najväčšiu pozornosť si pravdepodobne získalo mazanie. Keďže 13 % porúch ložísk sa pripisuje faktorom mazania, mazanie ložísk je rýchlo sa rozvíjajúcou oblasťou výskumu, ktorú podporujú akademici aj priemysel. V súčasnosti existuje oveľa viac špecializovaných mazív vďaka viacerým faktorom: širšia škála vysokokvalitných syntetických olejov, väčší výber zahusťovadiel používaných pri výrobe mazív a väčšia škála prísad do mazív, ktoré napríklad poskytujú vyššiu nosnosť alebo väčšiu odolnosť proti korózii. Zákazníci si môžu vyžiadať vysoko filtrované plastické mazivá s nízkou hlučnosťou, plastické mazivá pre vysoké otáčky, mazivá pre extrémne teploty, vodeodolné a chemicky odolné mazivá, mazivá pre vysoké vákuum a mazivá pre čisté priestory.

 

Počítačová analýza

 

Ďalšou oblasťou, v ktorej ložiskový priemysel dosiahol veľký pokrok, je používanie softvéru na simuláciu ložísk. Teraz je možné predĺžiť výkon, životnosť a spoľahlivosť ložísk nad rámec toho, čo sa dosiahlo pred desiatimi rokmi, bez toho, aby sa vykonávali drahé a časovo náročné laboratórne alebo poľné testy. Pokročilá, integrovaná analýza valivých ložísk môže poskytnúť bezkonkurenčný prehľad o výkone ložísk, umožniť optimálny výber ložísk a zabrániť predčasnému zlyhaniu ložísk.

 

Pokročilé metódy únavovej životnosti umožňujú presnú predpoveď napätí prvkov a obežných drážok, kontaktu rebier, napätia hrán a skrátenia kontaktu. Umožňujú tiež kompletnú analýzu priehybu systému, zaťaženia a analýzu nesprávneho umiestnenia ložísk. To poskytne inžinierom informácie na úpravu konštrukcie ložiska tak, aby lepšie zodpovedala napätiam vyplývajúcim z konkrétnej aplikácie.

 

Ďalšou jasnou výhodou je, že simulačný softvér dokáže znížiť množstvo času a zdrojov vynaložených na fázu testovania. To nielen urýchľuje proces vývoja, ale aj znižuje náklady v tomto procese.

 

Je zrejmé, že nový vývoj v oblasti materiálovej vedy spolu s pokročilými nástrojmi na simuláciu ložísk poskytne inžinierom prehľad potrebný na navrhovanie a výber ložísk pre optimálny výkon a odolnosť ako súčasť modelu celého systému. Pokračujúci výskum a vývoj v týchto oblastiach bude kľúčový pre zabezpečenie toho, aby ložiská v nasledujúcich rokoch naďalej posúvali hranice.