Kuidas laagritehnoloogia muutub?

Viimaste aastakümnete jooksul on laagrite disain märkimisväärselt arenenud, tuues kaasa uusi materjalide kasutusviise, täiustatud määrimistehnikaid ja keerukat arvutianalüüsi..

Laagreid kasutatakse praktiliselt igat tüüpi pöörlevates masinates. Alates kaitse- ja lennundusseadmetest kuni toidu- ja joogitootmisliinideni – nõudlus nende komponentide järele kasvab. Oluline on see, et projekteerimisinsenerid nõuavad üha väiksemaid, kergemaid ja vastupidavamaid lahendusi, mis vastaksid isegi kõige keerulisematele keskkonnatingimustele.

 

Materjaliteadus

Hõõrdumise vähendamine on tootjate jaoks oluline uurimisvaldkond. Hõõrdumist mõjutavad paljud tegurid, näiteks mõõtmete tolerantsid, pinnaviimistlus, temperatuur, töökoormus ja kiirus. Laagriterase tootmises on aastate jooksul tehtud olulisi edusamme. Kaasaegsed ülipuhtad laagriterased sisaldavad vähem ja väiksemaid mittemetallilisi osakesi, mis annab kuullaagritele suurema vastupidavuse kontaktväsimusele.

 

Kaasaegsed terasetootmis- ja gaaside eemaldamise tehnikad toodavad terast, milles on vähem oksiide, sulfiide ja muid lahustunud gaase, samas kui paremad karastamistehnikad võimaldavad kõvemaid ja kulumiskindlamaid teraseid. Tootmismasinate areng võimaldab täppislaagrite tootjatel säilitada laagrikomponentide täpsemaid tolerantse ja toota poleeritud kontaktpindu, mis kõik vähendab hõõrdumist ja parandab eluiga.

 

Laagrimüra parandamiseks on välja töötatud uued 400-klassi roostevabad terased (X65Cr13) ja suurema korrosioonikindluse tagamiseks kõrge lämmastikusisaldusega terased. Väga korrodeerivate keskkondade või äärmuslike temperatuuride jaoks saavad kliendid nüüd valida 316-klassi roostevabast terasest laagrite, täiskeraamiliste laagrite või atsetaalvaigust, PEEK-ist, PVDF-ist või PTFE-st valmistatud plastlaagrite vahel. Kuna 3D-printimine muutub laialdasemalt kasutatavaks ja seega kulutõhusamaks, näeme üha suuremaid võimalusi mittestandardsete laagrikinnituste tootmiseks väikestes kogustes, mis on kasulik spetsiaalsete laagrite väikesemahuliste vajaduste korral.

 

Määrimine

 

Võib-olla on kõige rohkem tähelepanu pälvinud määrimine. Kuna 13% laagrite riketest on tingitud määrimisteguritest, on laagrite määrimine kiiresti arenev uurimisvaldkond, mida toetavad nii akadeemikud kui ka tööstus. Tänu mitmetele teguritele on nüüd palju rohkem spetsiaalseid määrdeaineid: laiem valik kvaliteetseid sünteetilisi õlisid, suurem valik määrdeainete tootmisel kasutatavaid paksendajaid ja suurem valik määrdeainete lisandeid, mis tagavad näiteks suurema koormusvõime või suurema korrosioonikindluse. Kliendid saavad valida kõrgfiltreeritud madala müratasemega määrdeaineid, kiirmäärdeaineid, äärmuslike temperatuuride määrdeaineid, veekindlaid ja keemiliselt vastupidavaid määrdeaineid, kõrgvaakumi määrdeaineid ja puhasruumide määrdeaineid.

 

Arvutipõhine analüüs

 

Teine valdkond, kus laagritööstus on teinud suuri edusamme, on laagrite simulatsioonitarkvara kasutamine. Nüüd saab laagrite jõudlust, eluiga ja töökindlust pikendada kümme aastat tagasi saavutatust kaugemale ilma kulukate ja aeganõudvate labori- või välikatseteta. Veerelaagrite täiustatud ja integreeritud analüüs annab võrratu ülevaate laagrite jõudlusest, võimaldab optimaalset laagrite valikut ja aitab vältida laagrite enneaegset riket.

 

Täiustatud väsimuse kestvuse meetodid võimaldavad täpselt ennustada elementide ja laagriradade pingeid, ribide kokkupuudet, servapingeid ja kontakti kärpimist. Need võimaldavad ka süsteemi täielikku läbipainde analüüsi, koormusanalüüsi ja laagri joondusvea analüüsi. See annab inseneridele teavet laagri konstruktsiooni muutmiseks, et see paremini arvestaks konkreetsest rakendusest tulenevate pingetega.

 

Teine selge eelis on see, et simulatsioonitarkvara abil saab vähendada testimisetappile kuluvat aega ja ressursse. See mitte ainult ei kiirenda arendusprotsessi, vaid vähendab ka protsessiga seotud kulusid.

 

On selge, et uued materjaliteaduse arengud koos täiustatud laagrite simulatsioonitööriistadega annavad inseneridele vajaliku ülevaate laagrite optimaalse jõudluse ja vastupidavuse tagamiseks osana terviklikust süsteemimudelist. Jätkuv uurimis- ja arendustegevus nendes valdkondades on ülioluline, et tagada laagrite jätkuv piiride nihutamine ka edaspidi.