Како се мења технологија лежајева?

Током последњих неколико деценија, дизајн лежајева је значајно напредовао доносећи нове употребе материјала, напредне технике подмазивања и софистицирану компјутерску анализу.

Лежајеви се користе у готово свим врстама ротирајућих машина. Од опреме за одбрану и ваздухопловство до производних линија за храну и пиће, потражња за овим компонентама расте. Оно што је најважније, инжењери дизајна све више захтевају мања, лакша и издржљивија решења како би задовољили чак и најтеже испитивање услова околине.

 

Наука о материјалима

Смањење трења је кључна област истраживања за произвођаче. Многи фактори утичу на трење као што су толеранције димензија, завршна обрада површине, температура, радно оптерећење и брзина. Током година направљен је значајан напредак у челику за лежајеве. Модерни, ултра чисти челици за лежајеве садрже мање и мање неметалних честица, дајући кугличним лежајевима већу отпорност на замор од контакта.

 

Савремене технике прављења челика и уклањања гасова производе челик са нижим нивоом оксида, сулфида и других растворених гасова, док боље технике каљења производе тврђе и отпорније на хабање. Напредак у производњи машина омогућава произвођачима прецизних лежајева да одржавају ближе толеранције у компонентама лежаја и производе више полиране контактне површине, што све смањује трење и побољшава век трајања.

 

Нови нерђајући челици 400 класе (Кс65Цр13) су развијени да побољшају нивое буке лежаја, као и челици са високим садржајем азота за већу отпорност на корозију. За високо корозивна окружења или екстремне температуре, купци сада могу да бирају између низа лежајева од нерђајућег челика 316, потпуно керамичких лежајева или пластичних лежајева направљених од ацеталне смоле, ПЕЕК, ПВДФ или ПТФЕ. Како 3Д штампа постаје све шира употреба, а самим тим и исплативија, видимо све веће могућности за производњу нестандардних држача лежајева у малим количинама, нешто што ће бити корисно за мале захтеве за запремину специјализованих лежајева.

 

Подмазивање

 

Подмазивање је можда привукло највише пажње. Са 13% отказа лежајева који се приписују факторима подмазивања, подмазивање лежајева је област истраживања која се брзо развија, подржана од стране академика и индустрије. Сада постоји много више специјализованих мазива захваљујући бројним факторима: ширем спектру висококвалитетних синтетичких уља, већем избору згушњивача који се користе у производњи масти и већем избору адитива за мазива који обезбеђују, на пример, веће капацитете оптерећења или већу отпорност на корозију. Купци могу специфицирати високофилтриране масти ниске буке, мазива за велике брзине, мазива за екстремне температуре, водоотпорна и хемијски отпорна мазива, мазива високог вакуума и мазива за чисте просторије.

 

Компјутеризована анализа

 

Још једна област у којој је индустрија лежајева направила велики напредак је коришћење софтвера за симулацију лежајева. Сада се перформансе лежаја, животни век и поузданост могу продужити изнад онога што је постигнуто пре деценију без предузимања скупих и дуготрајних лабораторијских или теренских тестова. Напредна, интегрисана анализа котрљајућих лежајева може дати ненадмашан увид у перформансе лежаја, омогућити оптималан избор лежаја и избећи превремени квар лежаја.

 

Напредне методе заморног века могу да омогуће тачно предвиђање напона елемената и пута, контакта ребра, напона на ивици и скраћења контакта. Они такође омогућавају потпуну деформацију система, анализу оптерећења и анализу неусклађености лежаја. Ово ће инжењерима дати информације да модификују дизајн лежаја како би се боље прилагодили напонима који су резултат специфичне примене.

 

Још једна јасна предност је да софтвер за симулацију може смањити количину времена и ресурса утрошених на фазу тестирања. Ово не само да убрзава процес развоја већ и смањује трошкове у процесу.

 

Јасно је да ће нови развој науке о материјалима заједно са напредним алатима за симулацију лежајева пружити инжењерима увид потребан за пројектовање и избор лежајева за оптималне перформансе и издржљивост, као део модела целог система. Континуирано истраживање и развој у овим областима биће од кључног значаја за осигурање да лежајеви наставе да померају границе у годинама које долазе.