Jak se mění technologie ložisek?

Během posledních několika desetiletí se konstrukce ložisek výrazně posunula vpřed, což přineslo nové využití materiálů, pokročilé techniky mazání a sofistikovanou počítačovou analýzu..

Ložiska se používají prakticky ve všech typech rotačních strojů. Od obranných a leteckých zařízení až po linky na výrobu potravin a nápojů poptávka po těchto součástkách roste. Důležité je, že konstruktéři stále více požadují menší, lehčí a odolnější řešení, která splňují i ​​ty nejnáročnější podmínky prostředí.

 

Materiálová věda

Snižování tření je klíčovou oblastí výzkumu pro výrobce. Tření ovlivňuje mnoho faktorů, jako jsou rozměrové tolerance, povrchová úprava, teplota, provozní zatížení a rychlost. V průběhu let bylo v oblasti ložiskové oceli dosaženo významného pokroku. Moderní, ultračisté ložiskové oceli obsahují méně nekovových částic a jsou menší, což dává kuličkovým ložiskům větší odolnost vůči kontaktní únavě.

 

Moderní techniky výroby oceli a odplyňování produkují ocel s nižším obsahem oxidů, sulfidů a dalších rozpuštěných plynů, zatímco lepší techniky kalení produkují tvrdší a odolnější oceli proti opotřebení. Pokroky ve výrobních strojích umožňují výrobcům přesných ložisek udržovat přesnější tolerance v ložiskových součástech a vyrábět leštěnější kontaktní povrchy, což vše snižuje tření a prodlužuje životnost.

 

Byly vyvinuty nové nerezové oceli třídy 400 (X65Cr13) pro zlepšení hladiny hluku ložisek a také oceli s vysokým obsahem dusíku pro větší odolnost proti korozi. Pro vysoce korozivní prostředí nebo teplotní extrémy si nyní zákazníci mohou vybrat z řady ložisek z nerezové oceli třídy 316, celokeramických ložisek nebo plastových ložisek vyrobených z acetalové pryskyřice, PEEK, PVDF nebo PTFE. S tím, jak se 3D tisk stává široce používaným, a tedy i nákladově efektivnějším, vidíme rostoucí možnosti výroby nestandardních ložiskových upevňovacích prvků v malých množstvích, což bude užitečné pro nízkoobjemové požadavky na specializovaná ložiska.

 

Mazání

 

Největší pozornost si pravděpodobně získalo mazání. Vzhledem k tomu, že 13 % poruch ložisek je připisováno mazacím faktorům, je mazání ložisek rychle se rozvíjející oblastí výzkumu, kterou podporují akademici i průmysl. V současné době existuje mnohem více specializovaných maziv díky řadě faktorů: širší škále vysoce kvalitních syntetických olejů, většímu výběru zahušťovadel používaných při výrobě plastických maziv a větší škále přísad do maziv, které například zajišťují vyšší nosnost nebo větší odolnost proti korozi. Zákazníci si mohou objednat vysoce filtrovaná plastická maziva s nízkou hlučností, plastická maziva pro vysoké otáčky, maziva pro extrémní teploty, vodotěsná a chemicky odolná maziva, maziva pro vysoké podtlak a maziva pro čisté prostory.

 

Počítačová analýza

 

Další oblastí, kde ložiskový průmysl dosáhl velkého pokroku, je používání softwaru pro simulaci ložisek. Nyní lze výkon, životnost a spolehlivost ložisek prodloužit nad rámec toho, čeho bylo dosaženo před deseti lety, bez nutnosti provádět drahé a časově náročné laboratorní nebo terénní testy. Pokročilá, integrovaná analýza valivých ložisek může poskytnout bezkonkurenční vhled do výkonu ložisek, umožnit optimální výběr ložiska a zabránit předčasnému selhání ložisek.

 

Pokročilé metody únavové životnosti umožňují přesnou predikci napětí v prvcích a oběžných drahách, kontaktu žeber, napětí na okrajích a zkrácení kontaktu. Umožňují také kompletní analýzu průhybu systému, zatížení a analýzu nesouososti ložisek. To inženýrům poskytne informace pro úpravu konstrukce ložiska tak, aby lépe vyhovovalo namáhání vyplývajícímu ze specifické aplikace.

 

Další jasnou výhodou je, že simulační software může snížit množství času a zdrojů vynaložených na fázi testování. To nejen urychluje proces vývoje, ale také snižuje náklady v tomto procesu.

 

Je zřejmé, že nový vývoj v oblasti materiálové vědy spolu s pokročilými nástroji pro simulaci ložisek poskytne inženýrům potřebné poznatky pro návrh a výběr ložisek pro optimální výkon a trvanlivost jako součást modelu celého systému. Pokračující výzkum a vývoj v těchto oblastech bude klíčový pro zajištění toho, aby ložiska i v nadcházejících letech posouvala hranice.