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 ротационих машина. Од одбрамбене и ваздухопловне опреме до производних линија за храну и пиће, потражња за овим компонентама расте. Кључно је да инжењери пројектанти све више захтевају мања, лакша и издржљивија решења како би задовољили чак и најтеже услове околине.

 

Наука о материјалима

Смањење трења је кључно подручје истраживања за произвођаче. Много фактора утиче на трење, као што су димензионалне толеранције, завршна обрада површине, температура, оперативно оптерећење и брзина. Током година постигнут је значајан напредак у производњи челика за лежајеве. Модерни, ултрачисти челици за лежајеве садрже мање неметалних честица и мање честице, што кугличним лежајевима даје већу отпорност на контактни замор.

 

Модерне технике производње челика и дегазације производе челик са нижим нивоима оксида, сулфида и других растворених гасова, док боље технике каљења производе тврђе и отпорније на хабање челике. Напредак у производним машинама омогућава произвођачима прецизних лежајева да одржавају ближе толеранције у компонентама лежајева и производе боље полиране контактне површине, што све смањује трење и побољшава век трајања.

 

Развијени су нови нерђајући челици класе 400 (X65Cr13) како би се побољшао ниво буке лежајева, као и челици са високим садржајем азота за већу отпорност на корозију. За високо корозивна окружења или екстремне температуре, купци сада могу да бирају из низа лежајева од нерђајућег челика класе 316, потпуно керамичких лежајева или пластичних лежајева направљених од ацеталне смоле, PEEK-а, PVDF-а или PTFE-а. Како се 3Д штампање све више користи, а самим тим и постаје исплативије, видимо све веће могућности за производњу нестандардних држача лежајева у малим количинама, што ће бити корисно за потребе малих количина специјализованих лежајева.

 

Подмазивање

 

Подмазивање је вероватно привукло највише пажње. Са 13% квара лежајева који се приписују факторима подмазивања, подмазивање лежајева је брзо развијајућа област истраживања, коју подржавају и академици и индустрија. Сада постоји много више специјализованих мазива захваљујући бројним факторима: ширем асортиману висококвалитетних синтетичких уља, већем избору згушњивача који се користе у производњи масти и већем избору адитива за мазива који обезбеђују, на пример, веће могућности оптерећења или већу отпорност на корозију. Купци могу да наведу високо филтриране масти са ниским нивоом буке, масти за велике брзине, мазива за екстремне температуре, водоотпорна и хемијски отпорна мазива, мазива за висок вакуум и мазива за чисте просторије.

 

Компјутеризована анализа

 

Још једна област у којој је индустрија лежајева направила велики напредак јесте употреба софтвера за симулацију лежајева. Сада се перформансе, век трајања и поузданост лежајева могу продужити изнад онога што је постигнуто пре једне деценије, без предузимања скупих, дуготрајних лабораторијских или теренских испитивања. Напредна, интегрисана анализа котрљајућих лежајева може пружити ненадмашан увид у перформансе лежајева, омогућити оптималан избор лежајева и спречити превремени квар лежајева.

 

Напредне методе за мерење века трајања услед замора могу омогућити прецизно предвиђање напрезања елемената и стаза, контакта ребара, напрезања ивица и скраћивања контакта. Такође омогућавају потпуну анализу отклона система, оптерећења и анализу неусклађености лежајева. Ово ће инжењерима дати информације за модификацију дизајна лежаја како би се боље прилагодио напрезањима која настају услед специфичне примене.

 

Још једна јасна предност је то што 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 том процесу.

 

Јасно је да ће нови развој у науци о материјалима, заједно са напредним алатима за симулацију лежајева, пружити инжењерима увид потребан за пројектовање и избор лежајева за оптималне перформансе и издржљивост, као дела целокупног системског модела. Континуирано истраживање и развој у овим областима биће кључни за осигуравање да лежајеви наставе да померају границе у годинама које долазе.