Uusien suunnitteluominaisuuksien lisääminen tai erityistekniikoiden ja pinnoitteiden soveltaminen laakeriosiin voi optimoida laakereiden suorituskyvyn haastavissa sovelluksissa tarjoamalla ainutlaatuisia laakeriratkaisuja asiakkaiden ongelmiin, kertoo The Barden Corporation (UK) Ltd: n liiketoiminnan kehityspäällikkö Nick Dowding.
Lisäarvon lisääminen ja laakerien suorituskyvyn parantaminen sisällyttämällä niihin uusia suunnitteluominaisuuksia, kuten erikoislaipat, akselit ja kotelot.
Laakerin suorituskyvyn optimointi korvaamalla perinteiset laakerimateriaalit erikoismateriaaleilla nopeaan, korkeaan lämpötilaan tai ankariin käyttöympäristöihin.
Pintapäällysteiden, kuten submikronilla sputteroitujen pinnoitteiden käyttö laakerien suorituskyvyn edelleen optimoimiseksi ja laakerien käyttäytymisen ennustamiseksi / johdonmukaisuudesta vaikeissa olosuhteissa.
Laakerissa on monia erilaisia suunnitteluominaisuuksia ja tekniikoita, joita voidaan käyttää laakerin optimoimiseksi ja parantamiseksi, jotta se vastaisi erityisen haastaviin (ts. Nopea, korkea lämpötila, ankarit käyttöolosuhteet) sovelluksiin. Nämä tekniikat sisältävät levitetyt pinnoitteet, tietyn laakerikomponentin geometrian muuttamisen tai perinteisten laakerimateriaalien korvaamisen korkean suorituskyvyn vaihtoehdoilla.
Metallihäkkien hopeointi
Joissakin nopeissa, korkean lämpötilan sovelluksissa teräshäkit voidaan päällystää hopealla voitelun suorituskyvyn ja luotettavuuden parantamiseksi. Hopeointi parantaa laakerin voitelullisuutta, mikä tekee siitä vankemman ja kestävämmän öljynpoistotapahtumille. Voiteluainevikojen / nälänhäiriöiden tapauksessa hopeointi toimii kuin kiinteä, kuiva voiteluaine, joka antaa laakerin jatkaa liikkumista lyhyen ajan tai hätätilanteessa. Sovellusesimerkkejä ovat ilmailualan käynnistysgeneraattorien laakerit ja junien ilmastointilaitteiden laakerit.
Keraamiset hybridilaakerit
Nopeissa sovelluksissa teräpallojen korvaaminen keraamisilla (piinitridi) kuulilla voi radikaalisti parantaa laakerien suorituskykyä monella tavalla. Ensinnäkin, koska keraamiset kuulat ovat paljon kevyempiä kuin teräskuulat, vähentävät keskipakoisvoimia ja parantavat dynaamisia olosuhteita, kun taas niiden pintakäsittely on melkein sileä, niiden värähtelytasot ovat kaksi - seitsemän kertaa alhaisemmat kuin tavanomaisten teräskuulalaakereiden. Suuremmilla nopeuksilla myös laakerin sisäinen kuormitus vähenee.
Toiseksi, keraamiset hybridilaakerit käyvät myös huomattavasti alhaisemmissa käyttölämpötiloissa, mikä yhdessä pienemmän massan kanssa mahdollistaa ajonopeuden nousun jopa 40-50%. Alemmat käyttölämpötilat ja vähentynyt lämpö kerääntyy laakerin sisällä auttaa pidentämään voiteluaineen käyttöikää, joskus jopa viisi kertaa pidempään kuin perinteiset teräskuulalaakerit.
Esimerkkejä keraamisten hybridilaakereiden sovelluksista ovat nopeat tyhjiöpumput, lääketieteelliset / kirurgiset käsityökalut sekä ilmailuaallon puhaltimet ja generaattorit.
tarvikkeet
Materiaaliteknologiassa voidaan valita sopivimmat laakerit materiaalien maksimoimiseksi. Erityisiä rengasmateriaaleja käytetään menestyksekkäästi ilmailu- ja muissa sovelluksissa, joissa yhdistyvät ylivoimainen korroosio- ja kulutuskestävyys ja kyky kestää suurempia dynaamisia kuormituksia kuin tavanomaisilla laakereilla. Kun sitä käytetään yhdessä keraamisten pallojen kanssa, voidaan saavuttaa merkittäviä parannuksia laakerin käyttöikään ja suorituskykyyn.
Rengasmateriaalit voidaan optimoida tiettyihin sovelluksiin. Bardenin käyttämät neljä pääasiallista rengasmateriaalia ovat AISI 440C (korroosionkestävä teräs), SAE 52100, AISI M50 ja Cronidur 30®. Korkean lämpötilan sovelluksiin (korkeintaan 345 ° C) AISI M50 -työkaluteräs tai Cronidur 30®: n erityinen karkaistu versio ovat sopivia ja niitä käytetään laajalti korkean lämpötilan ilmailualan lisävarustesovelluksissa, kuten ilma-alusten ilmausventtiilijärjestelmissä.
Cronidur 30® on martensiittinen läpikarkaistu, korkea typpeä sisältävä, korroosionkestävä teräs, joka voidaan myös kovettaa induktiokoteloksi. Tämä materiaali parantaa korroosionkestävyyttä ja parantaa väsymisikää ja kulutuskestävyyttä.
Täydennyslaakerit
Täydelliset komplementtilaakerit hyödyntävät tilaa, jota pallopidin yleensä käyttää. Tämä sallii enemmän palloja, mikä puolestaan lisää kuormitettavuutta, joko pääasiassa säteittäisesti, täyttöaukon malleissa, tai aksiaalisesti, ja kulmakoskettimien tapauksessa. Esiasennettujen kulmakoskettimien käyttö voi myös mahdollistaa kaksisuuntaisen aksiaalikuormituksen kohdistamisen. Sovellukset vaihtelevat korkean lämpötilan venttiileistä ilmailu- ja avaruussovelluksiin, ohjusvien tukiin ja hätäkosketuslaakereihin.
Submikronipinnoitteet
Pintatekniikan rooli vierintälaakeriteknologiassa on myös tulossa yhä tärkeämmäksi, koska laakerit pienenevät asteittain, mutta niiden on silti toimittava nopeammin, korkeammissa lämpötiloissa, kannettava suurempia kuormia ja toimittava luotettavasti pidempään ajanjaksoihin. Kehittyneitä pinnoitteita ja pintakäsittelyjä voidaan soveltaa laakereihin, jotka torjuvat kitkaa, estävät korroosiota ja vähentävät kulumista jopa vaikeimmissakin käyttöolosuhteissa. Tuloksena olevat hyödyt ovat suurempi tehotiheys, parempi suorituskyky, paremmin ennustettavissa oleva / johdonmukainen laakerikäyttäytyminen (erityisesti vaikeissa olosuhteissa), alhaisemmat käyttökustannukset ja pidemmät huoltovälit.
Esimerkiksi monikerroksisia submikronisia (sputteroituja) päällysteitä voidaan käyttää laakeripintojen fysikaalisten ja tribologisten ominaisuuksien parantamiseksi. Tällaisten tekniikoiden menestys riippuu erillisten kerrosten välttämisestä luomalla asteittainen tai hajautettu rajapinta eri materiaalien välillä. Samoin avainkerroksia, kuten nikkeliä tai kuparia, käytetään usein parantamaan pehmeiden kalvojen tarttuvuutta koviin tai passiivisiin substraatteihin.
Submikronipinnoitteet voidaan levittää laakerirenkaiden ja valssauselementtien sisä- ja ulkopinnoille tarvittaessa. Esimerkiksi molybdeenidisulfidi (MOS2) tai volframidisulfidi (WS2) voidaan pinnoittaa sputteroimalla laakerikomponenttien pintaan, jotta laakerin käyttäytyminen olisi ennustettavissa vaikeissa olosuhteissa.
Erityiset polymeerit
Joissakin nopeissa sovelluksissa palloerottimet tai häkit voidaan toimittaa erityisistä polymeerimateriaaleista. Nämä komponentit on tyhjiössä kyllästetty öljyllä laakerin käyttöiän pidentämiseksi. Erityinen polymeerimateriaali pidättää öljyn kontrolloidulla tavalla tyhjiössä kyllästettynä. Sovellusesimerkkejä ovat nopeiden lentokoneiden gyroskooppien laakerit. Muita erityisiä polymeerejä voidaan toimittaa nopeaan vaikeaseen ympäristöön, jossa laakerit vaativat suurta kemikaalien tai lämpövaikutuksen vastustuskykyä.
Lisäarvon luominen uusien suunnitteluominaisuuksien avulla
Paine kustannusten vähentämiseksi kaikilla valmistusalueilla tarkoittaa, että laakerointijärjestelmien integrointi vastakomponenteiksi on yleistymässä. Tuloksena olevat kokoonpanot ovat siistimpiä, kompakteja, nopeammin koottavia ja tarjoavat lisäetuja vähentämällä tilaa ja massaa samalla kun ratkaislaan toleranssipinoon liittyvät kysymykset.
Laakeriin voidaan sisällyttää erityisiä suunnitteluominaisuuksia sen suorituskyvyn parantamiseksi. Näihin ominaisuuksiin kuuluvat laipat, akselit ja kotelot, jotka tekevät asentamisesta helpompaa, nopeampaa ja tarkempaa, mikä puolestaan vähentää kokoonpanoaikaa ja yleisiä käyttökustannuksia.