Kako se mijenja tehnologija ležaja?

Tijekom posljednjih nekoliko desetljeća, dizajn ležajeva značajno je napredovao donoseći nove upotrebe materijala, napredne tehnike podmazivanja i sofisticiranu računalnu analizu.

Ležajevi se koriste u gotovo svim vrstama rotirajućih strojeva. Od obrambene i zrakoplovne opreme do proizvodnih linija za hranu i piće, potražnja za ovim komponentama raste. Najvažnije je da inženjeri dizajna sve više zahtijevaju manja, lakša i izdržljivija rješenja kako bi zadovoljili čak i najteža ispitivanja uvjeta okoline.

 

Znanost o materijalima

Smanjenje trenja ključno je područje istraživanja za proizvođače. Mnogi čimbenici utječu na trenje kao što su tolerancije dimenzija, završna obrada površine, temperatura, radno opterećenje i brzina. Tijekom godina postignut je značajan napredak u čeliku za ležajeve. Moderni, ultra-čisti čelici za ležajeve sadrže manje i manje nemetalne čestice, dajući kugličnim ležajevima veću otpornost na kontaktni zamor.

 

Suvremene 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 strojevima omogućuje proizvođačima preciznih ležajeva da zadrže manje tolerancije u komponentama ležaja i proizvode bolje polirane kontaktne površine, a sve to smanjuje trenje i poboljšava vijek trajanja.

 

Novi nehrđajući čelici klase 400 (X65Cr13) razvijeni su za poboljšanje razine buke ležajeva, kao i čelici s visokim sadržajem dušika za veću otpornost na koroziju. Za visoko korozivna okruženja ili ekstremne temperature, kupci sada mogu birati između niza ležajeva od nehrđajućeg čelika kvalitete 316, ležajeva od pune keramike ili plastičnih ležajeva izrađenih od acetalne smole, PEEK-a, PVDF-a ili PTFE-a. Kako se 3D ispis sve više koristi, a samim time i isplativiji, vidimo sve veće mogućnosti za proizvodnju nestandardnih nosača ležaja u malim količinama, nešto što će biti korisno za male zahtjeve volumena za specijalizirane ležajeve.

 

Podmazivanje

 

Podmazivanje je možda privuklo najviše pažnje. Uz 13% kvarova ležajeva koji se pripisuju faktorima podmazivanja, podmazivanje ležajeva je područje istraživanja koje se brzo razvija, a podržavaju ga i akademici i industrija. Sada postoji mnogo više specijaliziranih maziva zahvaljujući brojnim čimbenicima: širem rasponu visokokvalitetnih sintetičkih ulja, većem izboru zgušnjivača koji se koriste u proizvodnji masti i većem izboru aditiva za maziva koji osiguravaju, na primjer, veća opterećenja. ili veća otpornost na koroziju. Kupci mogu odabrati visokofiltrirane niskošumne masti, masti za velike brzine, maziva za ekstremne temperature, vodootporna i kemijski otporna maziva, maziva za visoki vakuum i maziva za čiste sobe.

 

Kompjuterizirana analiza

 

Drugo područje u kojem je industrija ležajeva napravila velike korake je korištenje softvera za simulaciju ležajeva. Sada se performanse, životni vijek i pouzdanost ležaja mogu produžiti izvan onoga što je postignuto prije deset godina bez poduzimanja skupih dugotrajnih laboratorijskih ili terenskih ispitivanja. Napredna, integrirana analiza kotrljajućih ležajeva može dati nenadmašan uvid u performanse ležaja, omogućiti optimalan odabir ležaja i izbjeći prijevremeni kvar ležaja.

 

Napredne metode otpornosti na zamor mogu omogućiti točno predviđanje naprezanja elemenata i staza za klizanje, kontakta rebra, naprezanja na rubu i skraćivanja kontakta. Oni također omogućuju potpuno otklon sustava, analizu opterećenja i analizu neusklađenosti ležaja. To će inženjerima dati informacije za izmjenu dizajna ležaja kako bi se bolje prilagodio naprezanjima koja proizlaze iz specifične primjene.

 

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

 

Jasno je da će novi razvoj znanosti o materijalima zajedno s naprednim alatima za simulaciju ležajeva pružiti inženjerima uvid potreban za projektiranje i odabir ležajeva za optimalnu izvedbu i trajnost, kao dio cijelog modela sustava. Kontinuirano istraživanje i razvoj u ovim poljima bit će ključni u osiguravanju da ležajevi nastave pomicati granice u godinama koje dolaze.