Aukin eftirspurn til að bæta áreiðanleika í iðnaði þýðir að verkfræðingar þurfa að huga að öllum íhlutum búnaðar síns.Legukerfi eru mikilvægir hlutir í vél og bilun þeirra gæti haft skelfilegar og kostnaðarsamar afleiðingar.Legahönnunin hefur mikil áhrif á áreiðanleika, sérstaklega við erfiðar rekstraraðstæður, þar með talið hátt eða lágt hitastig, lofttæmi og ætandi andrúmsloft.Þessi grein lýsir sjónarmiðum sem þarf að taka þegar legur eru tilgreindar fyrir krefjandi umhverfi, svo verkfræðingar geti tryggt mikla áreiðanleika og framúrskarandi langlífi frammistöðu búnaðarins.

Legakerfi samanstendur af mörgum þáttum, þar á meðal kúlum, hringum, búrum og smurningu til dæmis.Staðlaðar legur standast venjulega ekki erfiðleikana í erfiðu umhverfi og því þarf að taka sérstakt tillit til einstakra hluta.Mikilvægustu þættirnir eru smurning, efni og sérstök hitameðferð eða húðun og með því að skoða hvern þátt þýðir að hægt er að stilla legur best fyrir notkunina.

Vinnur við háan hita

Háhitanotkun, eins og þau sem notuð eru í virkjunarkerfum innan geimiðnaðarins, geta valdið áskorunum fyrir staðlaðar legur.Ennfremur hækkar hitastig í búnaði þar sem einingar verða sífellt minni og hafa aukinn aflþéttleika, og það veldur vandamáli fyrir meðallag.

Smurning

Smurning er mikilvægt atriði hér.Olíur og feiti hafa hámarks vinnsluhitastig og þá byrja þau að brotna niður og gufa upp hratt sem leiðir til bilunar á legum.Stöðluð feiti eru oft takmörkuð við hámarkshitastig sem er um 120°C og sum hefðbundin háhita feiti þola allt að 180°C hita.

Hins vegar, fyrir notkun sem krefst enn hærra hitastigs, eru sérstakar flúoraðar smurfeiti fáanlegar og hitastig yfir 250°C er hægt að ná.Þar sem fljótandi smurning er ekki möguleg er solid smurning valkostur sem gerir kleift að nota áreiðanlega lághraða við enn hærra hitastig.Í þessu tilviki er mælt með mólýbden tvísúlfíði (MOS2), wolfram tvísúlfíði (WS2), grafíti eða pólýtetraflúoróetýleni (PTFE) sem fast smurefni þar sem þau þola mjög háan hita í lengri tíma.

Efni

Þegar kemur að hitastigi yfir 300°C eru sérstök hring- og kúluefni nauðsynleg.AISI M50 er háhitastál sem venjulega er mælt með þar sem það sýnir mikla slit- og þreytuþol við háan hita.BG42 er annað háhitastál sem hefur góða heita hörku við 300°C og er almennt tilgreint þar sem það hefur mikla tæringarþol og er einnig minna viðkvæmt fyrir þreytu og sliti við mikla hitastig.

Einnig er þörf á háhitabúrum og hægt er að fá þau í sérstökum fjölliða efnum, þar á meðal PTFE, pólýímíði, pólýamíð-imíð (PAI) og pólýeter-eter-ketón (PEEK).Fyrir háhita olíu smurkerfi er einnig hægt að framleiða burðarbúr úr bronsi, kopar eða silfurhúðuðu stáli.

Húðun og hitameðferð

Hægt er að beita háþróaðri húðun og yfirborðsmeðhöndlun á legur til að berjast gegn núningi, koma í veg fyrir tæringu og draga úr sliti og bæta þannig afköst legsins við háan hita.Til dæmis er hægt að húða stálbúr með silfri til að bæta frammistöðu og áreiðanleika.Ef um er að ræða smurolíubilun/svelti virkar silfurhúðunin eins og fast smurefni, sem gerir legunni kleift að halda áfram að ganga í stuttan tíma eða í neyðartilvikum.

Áreiðanleiki við lágan hita

Á hinum enda kvarðans getur lágt hitastig verið vandamál fyrir venjulegar legur.

Smurning

Í notkun við lágt hitastig, til dæmis með frostdælingu með hitastig í kringum -190°C, verða olíusmurningar vaxkenndar sem leiðir til bilunar á legum.Föst smurning eins og MOS2 eða WS2 er tilvalin til að bæta áreiðanleika.Ennfremur, í þessum forritum, getur miðillinn sem dælt er virkað sem smurefni, þannig að legurnar þurfa að vera sérstaklega stilltar til að starfa við þetta lága hitastig með því að nota efni sem vinna vel með miðlinum.

Efni

Eitt efni sem hægt er að nota til að bæta þreytuþol og slitþol legs er SV30® – martensitic gegnumhert, tæringarþolið stál með miklu köfnunarefni.Einnig er mælt með keramikkúlum þar sem þær skila frábærum árangri.Meðfæddir vélrænir eiginleikar efnisins gera það að verkum að það veitir framúrskarandi notkun við lélegar smurskilyrði og það er mun betur til þess fallið að starfa áreiðanlega við lágt hitastig.

Einnig ætti að velja búrefni til að vera eins slitþolið og mögulegt er og góðir kostir hér eru meðal annars PEEK, Polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) og PAI plast.

Hitameðferð

Hringir ættu að vera sérstaklega hitameðhöndlaðir til að bæta víddarstöðugleika við lágt hitastig.

Innri hönnun

Annað atriði sem þarf til að vinna við lágt hitastig er innri hönnun legunnar.Legur eru hannaðar með geislaspili, en eftir því sem hitastig lækkar verða leguhlutirnir hitasamdrættir og því minnkar geislaleikur.Ef geislaspilið minnkar í núll meðan á notkun stendur mun það leiða til bilunar í legu.Legur sem eru ætlaðar til notkunar við lágt hitastig ættu að vera hannaðar með meiri geislaspilun við stofuhita til að gera ráð fyrir viðunandi geislaspili við lágt hitastig.

Meðhöndlun á þrýstingi lofttæmis

Í mjög háu lofttæmiumhverfi eins og þeim sem eru til staðar í framleiðslu á rafeindatækni, hálfleiðurum og LCD-skjáum getur þrýstingurinn verið lægri en 10-7mbar.Ofurhá lofttæmi legur eru venjulega notaðar í virkjunarbúnaði í framleiðsluumhverfi.Önnur dæmigerð tómarúmnotkun eru túrbósameindadælur (TMP) sem mynda lofttæmið fyrir framleiðsluumhverfi.Í þessu síðarnefnda forriti þurfa legurnar oft að vinna á miklum hraða.

Smurning

Smurning við þessar aðstæður er lykilatriði.Við svo mikla lofttæmi gufar venjuleg smurfeiti upp og losnar einnig út og skortur á skilvirkri smurningu getur leitt til bilunar á legum.Því þarf að nota sérstaka smurningu.Fyrir umhverfi með miklu lofttæmi (allt að um það bil 10-7 mbar) er hægt að nota PFPE fitu þar sem þær hafa mun meiri uppgufunarþol.Fyrir mjög hátt lofttæmi (10-9mbar og lægri) þarf að nota fast smurefni og húðun.

Fyrir miðlungs lofttæmisumhverfi (um 10-2mbar), með vandaðri hönnun og vali á sérstakri lofttæmisfitu, er hægt að nota legakerfi sem skila langan líftíma sem er meira en 40.000 klukkustundir (u.þ.b. 5 ár) af stöðugri notkun og starfa á miklum hraða. náð.

Tæringarþol

Legur sem eru ætlaðar til notkunar í ætandi umhverfi þurfa að vera sérsniðnar þar sem þær geta hugsanlega orðið fyrir sýrum, basa og saltvatni ásamt öðrum ætandi efnum.

Efni

Efni eru mikilvægt atriði fyrir ætandi umhverfi.Staðlað legustál tærist auðveldlega, sem leiðir til snemma bilunar í legu.Í þessu tilviki ætti að íhuga SV30 hringaefni með keramikkúlum þar sem þau eru mjög tæringarþolin.Reyndar hafa rannsóknir sýnt að SV30 efni getur endað margfalt lengur en annað tæringarþolið stál í saltúðaumhverfi.Í stýrðum saltúðaprófunum sýnir SV30 stál aðeins lítil merki um tæringu eftir 1.000 klukkustunda saltúðaprófun (sjá mynd 1) og mikil tæringarþol SV30 sést greinilega á prófunarhringjunum.Einnig er hægt að nota sérstök keramikkúluefni eins og sirkon og kísilkarbíð til að auka enn frekar viðnám legu gegn ætandi efnum.

Að fá meira úr smurningu fjölmiðla

Síðasta krefjandi umhverfið er notkun þar sem miðillinn virkar sem smurefni, til dæmis kælimiðlar, vatn eða vökvavökvi.Í öllum þessum forritum er efnið mikilvægasta atriðið og SV30 – keramik blendingur legur hafa oft reynst vera hagnýtustu og áreiðanlegustu lausnin.

Niðurstaða

Öfugt umhverfi býður upp á margar rekstraráskoranir fyrir staðlaðar legur, sem veldur því að þær bila of snemma.Í þessum forritum ætti að stilla legur vandlega þannig að þær séu hentugar fyrir tilgang og skili framúrskarandi langvarandi afköstum.Til að tryggja mikla áreiðanleika legur ætti að huga sérstaklega að smurningu, efni, yfirborðshúð og hitameðferð.