În mașinile moderne, rulmentul de alunecare este utilizat pe scară largă în mașini de inginerie, echipamente metalurgice, mașini de construcții, echipamente de prelucrare a materialelor plastice, sisteme de transmisie hidraulică etc., datorită structurii sale simple, capacității portante ridicate și rezistenței excelente la impact. Spre deosebire de rulmenți, rulmenții de alunecare se bazează pe frecarea de alunecare și pelicula de lubrifiere între arbore și suprafața rulmentului pentru a susține mișcarea; în consecință, performanța lor este foarte sensibilă la condițiile de lubrifiere, precizia potrivirii și proprietățile materialului.
În practică, rulmenții de alunecare sunt ușor de purtat, ceea ce este principala cauză a defecțiunii echipamentului. Din punct de vedere ingineresc, problemele de uzură sunt rareori cauzate de un singur factor, ci de o combinație de lubrifiere, sarcină, proprietăți ale materialului, instalare și condiții de mediu.
I. Eșecul lubrifierii: cauza principală a uzurii lagărelor simple
Funcționarea normală a rulmenților obișnuiți depinde de formarea unei pelicule de lubrifiere stabile pentru a menține frecarea fluidului sau lubrifierea limită între arbore și suprafața rulmentului. Odată ce condițiile de lubrifiere sunt deteriorate, contactul direct dintre metal și metal va accelera uzura.
În condiții reale de funcționare, defecțiunea de lubrifiere se manifestă de obicei ca alimentare insuficientă cu ulei, deteriorarea uleiului de lubrifiere (îmbătrânire) sau blocarea internă a sistemului de lubrifiere. Acest lucru este deosebit de comun în echipamentele cu temperaturi ridicate, sarcini grele sau funcționare continuă prelungită; în acest caz, lubrifianții sunt susceptibili la degradarea oxidativă, ceea ce reduce rezistența peliculei de ulei, ceea ce duce la frecare uscată localizată și chiar la blocarea lagărelor (denumite în mod obișnuit „lagăre arse”).
Rezolvarea acestei probleme necesită un sistem robust de management al lubrifierii, inclusiv selecția lubrifianților corespunzători pentru a asigura o alimentare continuă cu ulei și întreținerea regulată a sistemului de lubrifiere. Pentru echipamentele de ultimă generație, sistemele automate de lubrifiere au devenit o măsură cheie pentru a minimiza uzura rulmenților.
II. Oboseala și defecțiunea structurală a materialelor de suprasarcină
Deși lagărele de alunecare au o capacitate portantă mare, aceștia sunt proiectați să funcționeze într-un interval de sarcină specific. Atunci când echipamentul se află în condiții de suprasarcină pentru o lungă perioadă de timp, rulmentul este supus la tensiuni constante de contact ridicate, ceea ce duce la oboseala materialului.
Acest fenomen este predominant în special în mașinile grele, cum ar fi concasoarele miniere, laminoarele metalurgice și echipamentele de ridicare pentru construcții. Expunerea la încărcături de impact pentru un timp prelungit poate duce la adancituri, deformare plastică și chiar decojirea suprafeței. Din punct de vedere ingineresc, cheia rezolvării problemei supraîncărcării constă nu numai în înlocuirea rulmenților, ci și în reanalizarea sarcinii și optimizarea proiectării structurii în funcție de funcționarea efectivă. Dacă este necesar, alegeți sisteme de materiale cu rezistență mai mare, cum ar fi bronzul de staniu sau rulmenți din aliaj Babbitt, pentru a îmbunătăți capacitatea generală de rulment.
III. Clearance-ul necorespunzător duce la ruperea peliculei de ulei
Designul jocului lagărelor de alunecare influențează direct formarea și stabilitatea peliculei de lubrifiere. Dacă spațiul este prea mic, uleiul de lubrifiere nu poate intra în mod eficient în zona de frecare, ceea ce conduce la funcționarea sistemului arborelui la frecare uscată locală.
În practică, astfel de probleme rezultă adesea din erori de proiectare sau modificări ale golurilor cauzate de uzura prelungită. Odată ce jocul depășește limita optimă, nu numai că va accelera uzura, dar va provoca și creșterea vibrațiilor echipamentului, creșterea zgomotului de funcționare și scăderea preciziei.
Prin urmare, proiectarea și întreținerea rulmenților trebuie să țină cont de dilatarea termică, fluctuațiile de sarcină și compensarea uzurii, iar spațiile reale de funcționare trebuie monitorizate în mod regulat pentru a se asigura că rămân în intervalul corespunzător.
IV. INTRODUCERE Uzura abrazivă cauzată de pătrunderea contaminanților
În sistemele mecanice deschise sau semi{0}}deschise, principala cauză a defecțiunii lagărelor de alunecare este pătrunderea poluanților externi în sistemul de lubrifiere. Praful, resturile metalice și produsele de oxidare formează particule abrazive în lubrifianți; aceste particule dure interacționează în mod repetat între arbore și rulment, cauzând zgârieturi semnificative și deteriorarea suprafeței.
Această uzură ia de obicei forma unor caneluri sau dungi și este însoțită de o deteriorare suplimentară a performanței de lubrifiere, formând un cerc vicios. Problema este deosebit de acută în echipamentele care funcționează în medii industriale dure.
Cheia pentru rezolvarea acestei probleme constă în îmbunătățirea etanșării sistemului prin adăugarea de dispozitive de filtrare la sistemul de lubrifiere și înlocuirea periodică a uleiului de lubrifiere pentru a minimiza acumularea de impurități.
Alegerea materialelor nu corespunde condițiilor de funcționare.
Performanța rulmenților de alunecare depinde în mare măsură de sistemele de materiale utilizate. Diferitele materiale prezintă diferențe evidente în ceea ce privește rezistența la abraziune, capacitatea portantă, rezistența la temperatură și auto-lubrefierea.
Dacă materialele standard de bucșă de cupru sunt utilizate în condiții de sarcină mare sau de impact puternic, rata de uzură poate fi mult accelerată, ceea ce poate duce la o defecțiune prematură. În plus, în medii fierbinți sau corozive, selecția slabă a materialului poate duce, de asemenea, la o degradare rapidă a performanței.
Prin urmare, în cursul selecției ingineriei, sistemul de materiale trebuie selectat în funcție de funcționarea reală. De exemplu, rulmenții din bronz de staniu sunt potriviți pentru aplicații cu încărcări grele, aliajele de-temperatură înaltă sunt potrivite pentru medii cu temperatură-înaltă, iar materialele compozite cu auto-lubrefiere sunt potrivite pentru o lubrifiere slabă.
VI. INTRODUCERE Concentrarea tensiunilor locale din cauza erorilor de instalare
Precizia instalării afectează direct durata de viață a rulmenților de alunecare. Dislocarea sau deformarea dintre arbore și rulment are ca rezultat distribuția neuniformă a sarcinii și concentrațiile de tensiuni în zonele locale.
Problema poate să nu fie imediat evidentă în timpul etapei inițiale de funcționare a echipamentului, dar pe măsură ce funcționarea continuă, uzura locală poate accelera rapid, ducând în cele din urmă la defectarea rulmentului.
Prin urmare, este esențial să se asigure precizia de aliniere a arborelui în timpul instalării - și să se verifice calitatea instalării prin testarea încărcăturii de aer pentru a monitoriza vibrațiile și creșterea temperaturii.
Concluzie:
Pe scurt, uzura rulmentului de alunecare nu este cauzată de un singur factor, ci de combinația condițiilor de lubrifiere, nivelul de sarcină, precizia de montare, poluarea mediului și selecția materialului. În aplicațiile practice de inginerie, pentru a prelungi durata de viață a rulmenților de alunecare și pentru a îmbunătăți stabilitatea de funcționare a echipamentelor, este necesar să se optimizeze proiectarea, selecția tipului, instalarea și întreținerea.
Pentru producători, selecția corectă a rulmenților și gestionarea standardizată a întreținerii sunt adesea mai importante decât simpla îmbunătățire a calităților materialelor.
Întrebări frecvente
Î 1: Care sunt principalele forme de defecțiune a lagărelor de alunecare?
R: Uzura adezivului din cauza eșecului de lubrifiere este cea mai frecventă, urmată de uzura abrazivă și deformarea prin oboseală.
Î2: De ce sunt atât de dependenți rulmenții de alunecare de lubrifiere?
R: Deoarece se bazează pe pelicula de ulei pentru a preveni contactul direct între metal și metal, uzura poate crește rapid odată ce filmul se rupe.
Î3: Cum să vă dați seama dacă un rulment de alunecare a intrat în stadiul de defecțiune?
R: Simptomele tipice includ temperatură anormal de ridicată, vibrații crescute, zgomot anormal și goluri semnificativ mai mari.
Î4: Care este cel mai potrivit material pentru rulmenți de alunecare-grei?
R: Bronzul cu staniu, metalul Babbitt și unele compozite-de înaltă rezistență sunt ideale pentru condiții de încărcare grea.
Î5: Cât de mult impact are lubrifierea asupra duratei de viață a rulmenților de alunecare? R: Starea lubrifierii este un factor cheie în determinarea duratei de viață. lubrifierea adecvată poate prelungi foarte mult durata de viață, adesea de mai multe ori.
Î6: Erorile de instalare afectează cu adevărat durata de viață a rulmentului?
Răspuns: Da. Abaterile în timpul instalării pot duce la concentrarea locală a tensiunilor, ducând la defecțiuni premature din cauza uzurii.