تکنولوژی بلبرینگ چگونه تغییر می کند؟

در طول چند دهه اخیر، طراحی بلبرینگ ها به طور قابل توجهی پیشرفت کرده است و استفاده از مواد جدید، تکنیک های روانکاری پیشرفته و تجزیه و تحلیل کامپیوتری پیچیده را به ارمغان آورده است..

یاتاقان ها تقریباً در همه انواع ماشین های دوار استفاده می شوند. از تجهیزات دفاعی و هوافضا گرفته تا خطوط تولید مواد غذایی و نوشیدنی، تقاضا برای این قطعات در حال افزایش است. مهم‌تر از همه، مهندسان طراح به طور فزاینده‌ای خواستار راه‌حل‌های کوچک‌تر، سبک‌تر و بادوام‌تر هستند تا حتی بیشترین آزمایش‌ها را در شرایط محیطی برآورده کنند.

 

علم مواد

کاهش اصطکاک یک حوزه کلیدی تحقیقاتی برای تولیدکنندگان است. عوامل زیادی بر اصطکاک تأثیر می گذارند مانند تحمل ابعادی، پرداخت سطح، دما، بار عملیاتی و سرعت. پیشرفت های قابل توجهی در باربری فولاد در طول سال ها انجام شده است. فولادهای بیرینگ مدرن و فوق تمیز حاوی ذرات غیر فلزی کمتر و کوچکتری هستند که به بلبرینگ ها مقاومت بیشتری در برابر خستگی تماس می دهد.

 

تکنیک های مدرن ساخت فولاد و گاز زدایی فولادی با سطوح کمتر اکسیدها، سولفیدها و سایر گازهای محلول تولید می کند در حالی که تکنیک های سخت شدن بهتر فولادهای سخت تر و مقاوم در برابر سایش تولید می کنند. پیشرفت‌ها در ماشین‌آلات تولیدی، سازندگان بلبرینگ‌های دقیق را قادر می‌سازد تا تلورانس‌های نزدیک‌تری را در اجزای یاتاقان حفظ کنند و سطوح تماس بسیار صیقلی‌تری را تولید کنند که همگی باعث کاهش اصطکاک و بهبود طول عمر می‌شوند.

 

فولادهای ضد زنگ با درجه 400 جدید (X65Cr13) برای بهبود سطح صدای بلبرینگ و همچنین فولادهای نیتروژن بالا برای مقاومت در برابر خوردگی بیشتر توسعه یافته اند. برای محیط‌های بسیار خورنده یا دمای شدید، مشتریان اکنون می‌توانند از بین بلبرینگ‌های فولادی ضد زنگ درجه 316، بلبرینگ‌های سرامیکی کامل یا بلبرینگ‌های پلاستیکی ساخته شده از رزین استال، PEEK، PVDF یا PTFE انتخاب کنند. همانطور که پرینت سه بعدی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد و در نتیجه مقرون به صرفه تر می شود، ما شاهد افزایش امکانات برای تولید نگهدارنده های بلبرینگ غیر استاندارد در مقادیر کم هستیم، چیزی که برای نیازهای حجم کم بلبرینگ های تخصصی مفید خواهد بود.

 

روانکاری

 

روغن کاری ممکن است بیشترین توجه را به خود جلب کرده باشد. با 13 درصد از خرابی یاتاقان‌ها به عوامل روان‌کاری، روان‌کاری بلبرینگ یک حوزه تحقیقاتی در حال رشد سریع است که توسط دانشگاهیان و صنعت به طور یکسان پشتیبانی می‌شود. در حال حاضر به لطف تعدادی از عوامل، روانکارهای تخصصی بسیار بیشتری وجود دارد: طیف گسترده‌تری از روغن‌های مصنوعی با کیفیت بالا، انتخاب بیشتر غلیظ‌کننده‌های مورد استفاده در تولید گریس و تنوع بیشتر افزودنی‌های روان‌کننده برای ارائه، به عنوان مثال، قابلیت‌های بار بالاتر. یا مقاومت در برابر خوردگی بیشتر مشتریان می توانند گریس های کم صدا با فیلتر بالا، گریس های پرسرعت، روان کننده هایی برای دماهای شدید، روان کننده های ضد آب و مقاوم در برابر مواد شیمیایی، روان کننده های با خلاء بالا و روان کننده های اتاق تمیز را مشخص کنند.

 

تحلیل کامپیوتری

 

یکی دیگر از زمینه هایی که صنعت بلبرینگ پیشرفت زیادی کرده است، استفاده از نرم افزار شبیه سازی بلبرینگ است. اکنون، عملکرد، عمر و قابلیت اطمینان یاتاقان را می توان فراتر از آن چیزی که یک دهه پیش به دست آمده بود، بدون انجام آزمایشات آزمایشگاهی یا میدانی گران و وقت گیر افزایش داد. تجزیه و تحلیل پیشرفته و یکپارچه یاتاقان های عناصر غلتشی می تواند بینش بی نظیری را در مورد عملکرد بلبرینگ ارائه دهد، انتخاب بهینه بلبرینگ را امکان پذیر می کند و از شکست زودرس یاتاقان جلوگیری می کند.

 

روش‌های عمر خستگی پیشرفته می‌توانند پیش‌بینی دقیق تنش‌های المان و راهرو، تماس دنده، تنش لبه و برش تماس را امکان‌پذیر کنند. آنها همچنین امکان انحراف کامل سیستم، تجزیه و تحلیل بار و تجزیه و تحلیل ناهماهنگی بلبرینگ را فراهم می کنند. این اطلاعاتی را به مهندسان می‌دهد تا طراحی یاتاقان را برای تطبیق بهتر تنش‌های ناشی از کاربرد خاص اصلاح کنند.

 

مزیت واضح دیگر این است که نرم افزار شبیه سازی می تواند میزان زمان و منابع صرف شده در مرحله آزمایش را کاهش دهد. این نه تنها روند توسعه را تسریع می کند، بلکه هزینه های این فرآیند را نیز کاهش می دهد.

 

واضح است که پیشرفت‌های جدید علم مواد همراه با ابزارهای شبیه‌سازی بلبرینگ، بینش مورد نیاز برای طراحی و انتخاب یاتاقان‌ها را برای عملکرد و دوام بهینه، به عنوان بخشی از یک مدل کل سیستم، در اختیار مهندسان قرار می‌دهد. تداوم تحقیق و توسعه در این زمینه ها برای اطمینان از ادامه افزایش مرزها در سال های آینده بسیار مهم خواهد بود.