خبرها

تصور کنید در امتداد بزرگراه در حال گشت و گذار هستید. با حرکت در گزینه های داشبورد، می بینید که دمای روغن شما ثابت است، دمای مایع خنک کننده شما ایمن است و سرعت شما به سطح دلخواه تنظیم شده است. در سفری مانند این، آن شرایط تا حد زیادی یکسان خواهد بود. شما به یک وضعیت تثبیت شده دست یافته اید. ظرفیت تولید گرما و اتلاف گرما در همه سیستم ها در تعادل است.

اما وقتی شرایط بیرون تغییر می کند چه اتفاقی می افتد - درجه بسیار شیب دار می شود. شما در حال کشیدن یک تریلر بزرگ هستید. تهویه مطبوع کار می کند و بیرون 98 درجه است؟ ممکن است دچار عدم تعادل حرارتی شوید مگر اینکه انتظارات خود را از خودرو یا تیم طراحی آزمایش شده برای اطمینان از ظرفیت خنک کنندگی کافی برای حفظ تعادل حرارتی مطابق با تمام محدودیت های فیزیکی اجزا تنظیم کنید.

در اکثر کاربردهای بلبرینگ، شرایط عملیاتی عادی تا حدی تغییر می کند. با این حال، در برخی از بخش‌ها، به‌ویژه بخش‌هایی که مربوط به برق‌سازی، فضا و حتی خودروسازی و تجهیزات سنگین هستند، این شرایط به حد نهایی رسیده است. شرکت ها خواهان کاهش وزن، کارکرد با سرعت و بار بیشتر و کاهش اتلاف توان ناشی از چرخش روان کننده هستند که منجر به خروجی حرارتی بالقوه بالاتر از یاتاقان می شود.

کریس ناپلئون، رئیس و مهندس ارشد خدمات مهندسی ناپلئون در Olean، نیویورک، خاطرنشان کرد: "آنها می خواهند کمترین میزان روانکاری را داشته باشند، یاتاقان را سریعتر و سریعتر فشار دهند و همه چیز را برای کاهش وزن کوچک کنند." بنابراین، ممکن است بارهای سنگین تری روی یک یاتاقان کوچکتر با روغن کاری کمتر داشته باشیم و اکنون در خطر تجربه عدم تعادل گرما هستیم.

ما در این بسته کوچک‌تر چیزهای زیادی تولید می‌کنیم که سیستم کلی را تحت فشار قرار می‌دهد.»

درک پیچیدگی شکست عدم تعادل حرارتی مهم است. با توجه به اطلس شکست برای عناصر ماشین تماس هرتز، شکست عدم تعادل گرمایی ناشی از گرمای تولید شده بیش از گرمای خارج شده به طور همزمان است. تفاوت آن با سایر حالت های خرابی اجزای تماس در این است که یک سیستم خراب است. اثرات ممکن است خود را در درجه اول روی یک یا چند جزء آشکار کنند، اما مکانیسم خرابی از دست دادن تعادل حرارتی عنصر ماشین به عنوان یک سیستم است.

از سه رویداد شکست تشکیل شده است:

1. حالت پایدار تعادل حرارتی در حجمی که عنصر ماشین را در بر می گیرد، جای خود را به تولید گرمای اضافی نسبت به حذف گرما می دهد.

2. دمای برخی یا همه اجزای تماس و اغلب برخی از اجزای دیگر عنصر ماشین (از جمله روان کننده) در یک حرکت از حداکثر سطح طراحی بالاتر می رود.

3. بسته به بزرگی، مکان و مدت زمان پیمایش دما، چندین خرابی میانی مختلف ممکن است رخ دهد، از جمله خرابی روغن کاری و از دست دادن فاصله عملیاتی.

تخریب روانکار، از دست دادن فاصله عملیاتی و سایش به طور کلی منجر به بارهای انگلی بزرگ در تماس های هرتز می شود. بار افزایش یافته بیشتر تولید گرما را افزایش می دهد و شکست سریع و اغلب فاجعه بار ایجاد می کند. اما شکست نهایی عدم تعادل گرما یک گشت و گذار دمایی است که اغلب به عنوان "سوختگی" شناخته می شود.

عدم تعادل حرارتی عمده می تواند باعث از بین رفتن یک برنامه کاربردی از طریق یکی از بسیاری از حالت های خرابی شود. اینها عبارتند از گند زدگی (با تشنج)، تغییر شکل پلاستیک داغ، شکستگی و ذوب اجزای پلاستیکی. رویدادهای کمتر عدم تعادل گرمایی، اگر متوقف شوند، ممکن است هیچ اثر قابل مشاهده ای برجای نگذارند یا منجر به یک اثر طولانی مدت شود که باعث شکست احتمالی آینده شود. از جمله از دست دادن عرضه روانکاری، تجزیه روانکاری و از دست دادن سختی.

آیا همه اینها واقعاً تقصیر بلبرینگ است؟

ناپلئون گفت: "اگر بلبرینگ به درستی طراحی و ساخته شده باشد، شاید نه." «این یک شیب لغزنده است. صنعت بلبرینگ به طور قابل توجهی کیفیت مواد را بهبود بخشیده است، بهینه سازی طراحی را برای توزیع تنش و کاهش ویژگی های اصطکاک از طریق تکنیک های طراحی یا ساخت گنجانده است. در نتیجه، طول عمر بلبرینگ L10 افزایش یافته است. این نشان می دهد که می توانید یاتاقان را کوچک کنید یا شرایط بار و سرعت را افزایش دهید و عمر طراحی قابل قبولی را نشان دهید.

اما آیا همچنان در شرایط حرارتی تثبیت شده خواهید بود؟ چنین اقداماتی تقاضای بیشتری را برای تیم مهندسی طراحی OEM ایجاد می کند تا قابلیت اتلاف گرما کافی را جذب کند زیرا زمانی که اهداف طراحی فراتر از حد معمول باشد، حاشیه پایداری حرارتی می تواند بسیار کمتر باشد.

ناپلئون گفت: "ما از راه حل های بلبرینگ روغن کاری شده با گریس و فیلم خشک بیشتر درخواست می کنیم تا سیستم های تحویل روغن را حذف کنیم." بنابراین، مهندس طراح OEM باید در نظر بگیرد که چگونه گرمایی را که از لحاظ تاریخی در این سطح نبوده و احتمالاً توسط سیستم‌های تحویل روغن و خنک‌کننده حذف می‌شود، حذف می‌کند.

هیچ راه حل جزء یاتاقان جادویی برای حل اتلاف گرما وجود ندارد. مهندس بلبرینگ می‌تواند کنترل‌های طراحی کاهش اصطکاک، قفس‌های خود روان‌کاری و درمان‌های حرارتی مقاوم در برابر سایش را ترکیب کند. سیستم یا طراح OEM مسئولیت متمایز ارائه ظرفیت خنک کننده کافی برای جبران عملیاتی را دارد که اغلب با فرمول های استاندارد برای محاسبه عمر یاتاقان و تولید گرما وجود ندارند.

این بدان معناست که زمان و تلاش کافی برای انجام طراحی آزمایشی و آزمایش فیزیکی لازم است تا مشخص شود که چه سطحی از تولید گرما توسط محلول‌های سطح اجزا و ظرفیت خنک‌کننده لازم ایجاد می‌شود.»

"مردم اغلب زیاد در مورد آن فکر نمی کنند." ناپلئون نتیجه گرفت. اما این چیزی است که شما باید انجام دهید تا به هدف اصلی خود، که ثبات است، برسید. همان ثباتی که ممکن است هنگام رانندگی در بزرگراه از آن لذت ببرید."