تشخیص زودهنگام آسیب بلبرینگ و بهینه سازی روغن کاری بلبرینگ با دستگاه تست دیجیتال اولتراسونیک SONAPHONE® و سنسور صدای ساختاری
✅ اگرچه رولبرینگ ها برخی از با ارزش ترین قطعات در بیشتر ماشین ها هستند، اما بسیار رایج است که شرکت ها روش های بازرسی موثر بلبرینگ را ندارند. اولتراسوند می تواند به نظارت بر تغییرات از طریق روند و تجزیه و تحلیل کمک کند تا به طور قابل اعتماد وخامت وضعیت دارایی های حیاتی را تشخیص دهد.
✅ این فرآیند از طریق نظارت منظم و روند یاتاقان ها انجام می شود. ابتدا، آستانه های هشدار بر اساس مقادیر سطح جمع آوری شده با SONAPHONE تنظیم می شوند . سپس، هنگامی که زنگ هشدار به راه افتاد، تکنسین میتواند برای بازگرداندن سطوح به حالت اولیه روغن کاری کند یا برای تحلیل عمیقتر به دادههای شکل موج زمان خام نگاه کند.
✅ دستگاه تست دیجیتال اولتراسونیک SONAPHONE ® حسگرها و نرم افزارهای نوآورانه را برای نگهداری پیش بینی کننده ترکیب می کند. حسگر جدید ساختاری BS40 توسط SONOTEC برای کمک به شرکتها در سراسر جهان برای مراقبت بهتر از یاتاقانهای خود توسعه و تولید شده است. این سنسور فشرده و قوی برای نظارت بر وضعیت قطعات ماشین آلات دوار مناسب است. این با یک محفظه فولادی ضد زنگ جوش داده شده با لیزر ساخته شده است و دارای یک پیچ رزوه ای ¼ اینچ تا ۲۸ UNF است تا حداکثر تطبیق پذیری را در گزینه های نصب فراهم کند.
✅ BS40 را می توان با موجبرهای مغناطیسی برای سطوح صاف یا منحنی استفاده کرد. همچنین میتواند به لنتهای چسب پیچ شود که به تکرارپذیری اندازهگیریهای مکرر کمک قابل توجهی میکند. همچنین، ویژگیهای حسگر بهینه شده در محدوده 10 تا 65 کیلوهرتز، پاسخ فرکانسی خطی را تضمین میکند که به کاربر کمک میکند اطلاعات دقیقتری را از نقطه آزمایش به نقطه آزمایش جمعآوری کند.
✅ این حسگر حاوی یک ماده پیزوکامپوزیت توسعه یافته توسط SONOTEC است که به غلبه بر معایب بسیاری از راه حل های بازار کمک می کند. این پیزوکامپوزیت ویژه به کاربران اجازه می دهد تا داده ها را در محدوده فرکانس پهن باند جمع آوری کنند و به راحتی فرکانس را برای گوش دادن و مشاهده سطوح انتخاب کنند.
اطلاعات بیشتر ما را در مورد راه حل های نوآورانه اولتراسونیک برای بازرسی بلبرینگ در اینجا بیابید:
ماشین آلات کم سرعت به عنوان ماشین هایی با سرعت کار کمتر از 600 دور در دقیقه طبقه بندی می شوند. اینها به عنوان حیاتی ترین اقلام در خط تولید شناخته می شوند و عموماً بزرگ با اینرسی چرخشی بالا هستند. در گذشته، علاقه چندانی به نظارت بر وضعیت این ماشینها وجود نداشت، زیرا تمایل کمتری به خراب شدن دارند. با این حال، اگر خرابی رخ دهد، زمان از کار افتادگی و هزینههای جایگزینی میتواند بسیار زیاد باشد که میتواند منجر به از دست دادن هنگفت تولید شود.
اجزای متحرک این ماشین ها که نیاز به نظارت بر وضعیت دارند، عمدتاً بلبرینگ ها و چرخ دنده ها هستند. در این مقاله، ابزارهای جدید و پیشرفته را برای تسهیل نظارت بر وضعیت ماشین آلات با سرعت کم، با تمرکز اصلی بر نظارت بر وضعیت بلبرینگ المنت غلتشی مورد بحث قرار خواهیم داد.
چالشهای نظارت بر بلبرینگ با سرعت پایین
برای یاتاقانهای پرسرعت، فناوریهای مختلف معمولاً بخشی از برنامه PdM هستند: لرزش، ترموگرافی و تجزیه و تحلیل زبالههای سایشی. مانیتورینگ بلبرینگ با سرعت پایین داستان متفاوتی است. این فناوریهای متداول تا زمانی که برای سرعتهای کمتر از 250 دور در دقیقه دیر نشده، بیاثر هستند. در کاربردهای با سرعت آهسته، خرابی زودهنگام یاتاقان همچنان یک مشکل بدنام باقی می ماند - مگر اینکه از اولتراسوند استفاده شود.
نظارت بر بلبرینگ سرعت آهسته با سونوگرافی آنقدرها هم که فکر می کنید دشوار نیست. از آنجایی که اکثر ابزارهای اولتراسوند پیشرفته دارای دامنه حساسیت و تنظیم فرکانس وسیعی هستند، می توانید به کیفیت آکوستیک بلبرینگ، به خصوص در سرعت های پایین تر گوش دهید.
در کاربردهای بیرینگ با سرعت آهسته (معمولاً کمتر از 25 دور در دقیقه)، بلبرینگ صدای اولتراسونیک کمی تولید می کند. در این مورد، نه تنها به صدای بلبرینگ گوش دهید، بلکه مهمتر از آن، تجزیه و تحلیل فایل صوتی اولتراسوند ضبط شده در یک نرم افزار تجزیه و تحلیل طیف، با تمرکز بر شکل موج زمانی برای مشاهده هرگونه ناهنجاری وجود دارد. اگر صداهای «ترق» یا «ترق» وجود داشته باشد، نشانهای از وقوع تغییر شکل وجود دارد. در یاتاقانهای سرعت بالای 25 دور در دقیقه، میتوان یک سطح دسیبل پایه را تنظیم کرد و در طول زمان خوانش سطح دسیبل مربوطه را تغییر داد.
چگونه کار می کند؟
وظیفه اصلی دستگاه اولتراسوند تبدیل فرکانس بالا به صدای قابل شنیدن است. این هتروداینگ نامیده می شود. اپراتوری که اصول اصطکاک یاتاقان را میداند میتواند یک یاتاقان سالم را تشخیص دهد، یک سیگنال ثابت آرام را از یک یاتاقان معیوب تولید میکند، و باعث ایجاد یک زنگ یا صدای تروق متناوب یا خاص میشود. با این حال، گوش دادن کافی نیست. اندازه گیری های قابل اعتماد برای ساختن یک برنامه PdM جامد مورد نیاز است. در غیر این صورت، ابزار شما یک گوشی پزشکی بیش نیست.
به خصوص برای یاتاقان های سرعت آهسته، باید به کیفیت صدا و الگوی صدا تکیه کرد. برای این کار لازم است از یک ابزار اولتراسونیک با قابلیت ضبط صدا مانند Ultraprobe 15000 استفاده کنید و سپس فایل صوتی را روی نرم افزار تجزیه و تحلیل طیف صدا مانند Spectralyzer از UE Systems تجزیه و تحلیل کنید. سپس، متخصصان تعمیر و نگهداری می توانند به سادگی صدای تولید شده توسط یک بلبرینگ با سرعت پایین را ضبط کنند، فایل را در Spectralyzer بارگذاری کنند و آن را در نمای Time Series تجزیه و تحلیل کنند.
خط پایین
برای یاتاقانهای سرعت آهسته، تکیه بر کیفیت و الگوی صدا بسیار مهم است. برای تسهیل تجزیه و تحلیل داده ها، توصیه می شود از ابزار اولتراسونیک با قابلیت ضبط صدا مانند Ultraprobe 15000 یا سیستم OnTrak استفاده کنید که می تواند عمر یاتاقان های شما را مدیریت کند و تعداد خرابی یاتاقان های ناشی از روغن کاری نامناسب را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. پس از ضبط صدا، بر روی نرم افزار تحلیل طیف صدا آنالیز می شود. سپس، متخصصان تعمیر و نگهداری می توانند صدای تولید شده توسط یک بلبرینگ با سرعت پایین را ضبط کرده، فایل را در نرم افزار بارگذاری کرده و آن را تجزیه و تحلیل کنند. این نرم افزار اطلاعات ارزشمندی را در مورد زمانی که یک یاتاقان نیاز به روغن کاری یا تعویض در صورت قریب الوقوع بودن خرابی دارد، ارائه می دهد.
چرا حلقههای چرخشی سبک ، (بلبرینگها) به سرعت در حال تبدیل شدن به اولین انتخاب برای مهندسین طراح در برنامههای کاربردی کنترل حرکت، به عنوان مثال در صنایع هوافضا و دفاعی هستند؟ به سادگی، در جایی که دقت مطلق، عملکرد مکانیکی مطلوب و مقاومت در برابر خوردگی خوب ضروری است، حلقههای چرخشی سبک وزن در چالشبرانگیزترین کاربردها ثابت شدهاند. کارل بروندل ، دکتر متخصص بلبرینگ کارتر ساخت، دلایل این امر را با جزئیات بیشتری بررسی می کند.
گاهی اعداد داستان را بیان می کنند. به عنوان مثال، اخیراً یکی از یاتاقانهای چرخشی آلومینیومی سبک وزن و سنگین خود را دیدهایم که برای نصب برجک در یک برنامه دفاعی مشخص شده است. قطر برجک بیش از 2 متر است اما خروجی آن برحسب میکرون اندازه گیری می شود. به بیان ساده، یک حلقه چرخان یا یاتاقان به تیم های طراحی اجازه می دهد تا یاتاقان های جفت شده را با یک آیتم جایگزین کنند ، که تعداد قطعات، وزن، پیچیدگی و هزینه را کاهش می دهد. کاربردهای معمولی که کارتر با آنها درگیر بوده است عبارتند از: سیستمهای پیشران و یاتاقانهای گیمبال راداری برای فضاپیما، اسکنرهای سیتی، ماشینهای قلبی عروقی برای کاربردهای پزشکی، پایههای صندلی هلیکوپتر، سیستمهای تسلیحاتی برای هوافضا و سایر سیستمهای نظامی دقیق از جمله روباتها، برجکهای تفنگ، و سیستمهای نظارتی.
طراحی نوآورانه = دقت استثنایی
در حالی که حلقههای چرخان زیادی برای کاربردهای کنترل حرکت کمتقاضا وجود دارد، انتخابها برای کاربردهای فناوری پیشرفته محدود است. نمونه هایی از این موارد عبارتند از AFV (وسایل نقلیه جنگی زرهی)، ماهواره ها، محیط های خلاء فوق العاده بالا یا سیستم های ردیابی با مشخصات نظامی که به سطوح قابل توجهی بالاتری از دقت، صرفه جویی در وزن و مقاومت در برابر خوردگی نیاز دارند. با حلقه چرخان آلومینیومی که قبلاً ذکر شد، دقت استثنایی با استفاده از طراحی انقلابی بلبرینگ بخش نازک تقسیم شده به دست آمده است. این دارای یک حلقه داخلی و خارجی تقسیم شده است که اجازه می دهد پیش بار یاتاقان را با توجه به شفت و محفظه تعیین کند، بنابراین تنظیمات فاصله یا پیش بارگذاری را می توان در مرحله طراحی برنامه تنظیم کرد.
یک یاتاقان چرخان به گونه ای طراحی شده است که عناصر غلتشی در هنگام تحت بارگذاری یک حرکت واکنشی در یاتاقان ایجاد می کنند، این امر با بارهای غلبه کننده (یا واژگون) موجود در برنامه کنترل حرکت مخالف است.
این برای طراحان تجهیزات نظامی زمینی، دریایی و هوایی که اندازه کوچکتر باعث میشود کشتیها، وسایل نقلیه و پهپادها در استفاده عملیاتی دیده یا ردیابی شوند، بسیار مهم است. یکی دیگر از مزایای استفاده از بلبرینگ های سبک وزن در کاربردهایی است که در آن لازم است یک سیستم محرک یا حلقه دنده در جای خود داشته باشید. برای این پروژهها، حلقههای چرخشی را میتوان با ماشینکاری لازم (به عنوان مثال، ترکیب یک حلقه چرخ دنده) از قبل مشخص کرد.
این مهندسی افزوده در اکثر یاتاقانهای چرخشی در اکثر اندازهها و رتبهبندی بار امکانپذیر است که به صرفهجویی مهم در هزینه اولیه کمک میکند و همچنین پیچیدگیهای غیر ضروری را حذف میکند. یاتاقانهای چرخشی که توسط کارتر به پیمانکاران دفاعی و هوافضا عرضه میشود دارای حلقه یا دندانههای چرخ دنده هستند که میتوان آنها را بر حسب نیاز درایو یا سیستم پیک آپ انتخابی، در هر دو مسابقه داخلی یا خارجی (یا حتی هر دو) قرار داد.
استحکام، دقت و دوام طراحی
متداولترین بلبرینگهای چرخشی ساده، فلنجدار یا چرخدندهای هستند که با استفاده از سوراخهایی در هر دو حلقه داخلی و خارجی برای استحکام، دقت و دوام طراحی مطلق، بر روی سطوح مورد نیاز نصب میشوند. اینها ویژگی های مهم طراحی هستند، به ویژه برای کاربردهای با دقت بالا مانند رادارها، ردیاب های هدف یا برجک های AFV. بسته به پارامترهای بار طراحی جانبی یا طولی که تنظیم شدهاند، میتوان از روشهای نصب جایگزین نیز استفاده کرد.
طیف وسیعی از یاتاقانهای کشنده موجود برای استفاده در کاربردهای با فناوری پیشرفته در صنایع دفاعی، هوافضا، برودتی یا هستهای سبکهای داخلی و خارجی مختلفی را ارائه میدهد. هنگامی که نیروها برای هر کاربرد پیشبینی میشوند، مهندسان میتوانند از میان طیف وسیعی از گزینهها انتخاب کنند. مثلا؛ طراحی یک یا دو توپ، یک طرح غلتکی (یا غلتک دوتایی در صورت نیاز برای استفاده یک جهته)، غلتک های متقاطع، (مناسب برای استفاده های دو جهته)، غلتک های سه گانه، یا ترکیب توپ/غلتک/سوزن با طرح تقسیم یا سیم درج مسابقه. این کارتر را قادر میسازد تا پاسخ یاتاقان را برای یک برنامه خاص تنظیم کند، خواه برای حمل یک اسکنر 200 گرمی با سرعت 200 درجه بر ثانیه طراحی شده باشد، یا یک تلسکوپ 12 تنی که 20 ساعت طول میکشد تا چرخش کامل کامل شود.
انتخاب مواد و اهمیت آب بندی و روانکاری
مواد انتخابی موجود برای کاربردهای خلاء فوقالعاده بالا شامل آلومینیوم است که برای کاربردهای حساس وزنی ایدهآل است که به ترکیبی از ترکیبی فوقالعاده فشرده نیاز دارد، اما به استحکام قابل توجهی نیاز دارد. در حالی که مهندسان طراح ممکن است بر روی ارائه نقشه هایی که با مشخصات مورد نیاز مطابقت دارند تمرکز کنند، گاهی اوقات به دیگران واگذار می شود تا جنبه مهم دیگری از عملکرد بلبرینگ را که به اندازه هر نوع دیگر یاتاقان به کار می رود در نظر بگیرند - و آن آب بندی و روانکاری است. .
یاتاقانهای چرخشی مورد استفاده در محیطهای تهاجمی، در فضاپیماها، خلاء فوقالعاده بالا یا کاربردهای شدید دما، نیاز به مهر و موم و روانکاری ویژه دارند، در حالی که برای کاربردهای تولید عمومی گزینههای استاندارد زیادی برای انتخاب وجود دارد. با این حال، پروژههای علمی و تولیدی جذابتر منجر به توسعه مهر و مومهای سفارشی و روانکنندههای مبتکرانه شده است که ثابت کردهاند بازی را تغییر میدهند. همچنین، طیف گسترده ای از کاربردهای دفاعی و هوافضا که در آن حلقه های سبک وزن در حال حاضر مشخص شده اند، مزایای تسهیلات CAD/CAM، FEA داخلی و مورد تقاضای Carter را برجسته کرده است.
دقت، طول عمر، سبکی و مقاومت در برابر خوردگی
دقت، طول عمر، سبکی و مقاومت در برابر خوردگی حیاتی است و امکانات Carters به طراحان اجازه میدهد تا نیازهای بلبرینگ خود را شبیهسازی کنند و دادههای ضروری مورد نیاز را جمعآوری کنند و به آنها کمک کند تا بهترین مواد و انتخابهای طراحی بلبرینگ را قبل از تولید نمونههای اولیه کاری انتخاب کنند. پارامترهای ضروری عبارتند از سرعت چرخش، بارهای خمشی، استحکام و سختی پلت فرم، بازی عمودی، گزینه های نصب، حفاظت در برابر خوردگی، حفاظت از نفوذ، و نرمی چرخش. برای پاسخگویی به چنین طیف متنوعی از کاربردها، حلقههای چرخشی را میتوان با عناصر نورد ساخته شده از انواع مواد پایه از جمله سرامیک، فولاد کروم و فولادهای ضد زنگ مشخص کرد.
استفاده از گریس های روان کننده در خودروهای سواری هیبریدی (HEV) یا کاملاً برقی شده (BEV) ممکن است تأثیر مثبتی بر محدوده عملکرد آنها داشته باشد. در اینجا، Fuchs Schmierstoffe اولویت بندی تک تک اجزای خودرو را برای موضوع به حداقل رساندن اصطکاک، مزایای گریس کارآمد و همچنین تقاضاهای ویژه ای که خودروهای برقی بر این کلاس مایعات خودرو تحمیل می کنند، توضیح می دهد.
Fuchs Schmierstoffe برای اینکه بتواند تک تک اجزای روغن کاری شده را در خودروهای الکتریکی باتری دار (BEV) یا وسایل نقلیه الکتریکی هیبریدی (HEVs) طبقه بندی کند، تجزیه و تحلیلی انجام داد و اولویت ها را بر اساس درجات مربوط به کارایی تعیین کرد. آنها با مدت زمان منبع تغذیه به اجزای جداگانه از باتری خودرو تعریف می شوند. هر چه یک قطعه بیشتر به انرژی باتری ضربه بزند، مصرف برق بیشتر می شود.
یک روغن کاری کارآمد یا به عبارت دیگر با اصطکاک کم می تواند درجه اثربخشی را بهبود بخشد، بنابراین تقاضای انرژی را کاهش داده و در نتیجه سهم مهمی در گسترش برد عملکرد خودرو دارد. در نتیجه، قطعاتی که الکتریسیته بیشتری مصرف میکنند، در نتیجه افزایش راندمان، پتانسیل تقویت برد عملیاتی بیشتری دارند. سه اولویت مربوط به درجه بازده تولید شده توسط روانکاری گریس بهینه تعریف شده است که در پاراگراف های بعدی ارائه شده است.
اولویت اول: قطار رانندگی
قطعاتی که یا بخشی از قطارهای محرک هستند یا مستقیماً به آن متصل می شوند، به اولویت های قطار درایو اختصاص داده می شوند. در حالی که وسیله نقلیه در حال کار است، آنها نقش مصرف کننده ثابت یا غیر مستقیم برق باتری خودرو را بر عهده می گیرند. در میان اولین اولویت های در نظر گرفته شده می توان به یاتاقان های روغن کاری شده در موتور الکتریکی کششی، یاتاقان چرخ ها یا محورهای اتصال اشاره کرد. صرفه جویی در انرژی بالقوه این قطعات در نتیجه افزایش درجه اثربخشی زیاد است، زیرا عملکرد آنها بیشترین سهم انرژی تامین شده باتری را به کار می گیرد. در نتیجه، افزایش راندمان این قطعات پتانسیل ارائه بزرگترین گسترش دامنه عملیاتی را دارد. در حال حاضر، تمرکز در توسعه گریس های کم اصطکاک بر روی اجزای اولویت اول است.
اولویت دوم: کامپوننت های پشتیبان فعال سازی دائمی سروو
اولویت دوم شامل اجزایی است که به طور مداوم در عملکرد وسیله نقلیه تعبیه شده اند، در حالی که فقط نقش های پشتیبانی را بر عهده می گیرند. از جمله این موارد می توان به سیستم فرمان، تقویت کننده ترمز یا فن خنک کننده اشاره کرد. درجه اثربخشی بهینه این اجزا، که میتواند در صورت استفاده از گریسهای اصطکاک کم به دست آید، بهاندازه بهبود اولویت اول ترن محرک، تأثیری روی برد عملیاتی خودرو ندارد. با این حال، این اجزا به یقین پتانسیل هایی را برای صرفه جویی در انرژی نیز ارائه می دهند.
اولویت سوم: کامپوننتهای پشتیبانی از فعالسازی موقت سروو
قطعاتی که فقط برای مدت زمان محدودی مورد استفاده قرار میگیرند و بنابراین صرفاً به طور موقت از منبع انرژی باتری خودرو استفاده میکنند، به عنوان اجزای اولویت سوم دستهبندی میشوند. این دسته شامل ترمز دستی یا تنظیم صندلی است. با توجه به اینکه این قطعات فقط مصرف کننده موقت برق هستند، پتانسیل گسترش برد عملیاتی آنها بسیار کمتر از دو اولویت دیگر است. با این وجود، حتی اجزای اولویت سوم نیز این قابلیت را دارند که در صورت استفاده از گریس های کارآمد، تأثیر مثبتی بر برد کارکرد خودروی سواری داشته باشند. این هدف عمدتاً از طریق گریسهای مصنوعی به دست میآید که حتی در شرایط دمای پایین (تا -40 درجه سانتیگراد) گشتاورهای خروجی و حرکتی را کاهش میدهند و بنابراین نیاز به خروجی استقرار الکتریکی کمتری دارند.
ارزیابی و مزایای درجه اثربخشی اولویت های مربوطه
طبقه بندی توصیف شده در سه اولویت تعیین شده به ارزیابی متمرکز کاربردهای روان کننده در HEV و BEV تبدیل می شود. جدول 1 اجزای روغن کاری شده خودرو را به این سه اولویت اختصاص می دهد.
به حداقل رساندن اصطکاک روانکاری گریس می تواند از طریق ویسکوزیته پایین روغن پایه و همچنین تغلیظ کننده های خاص و بهینه و فناوری های افزودنی حاصل شود. اصطکاک کاهنده در درجه اول برای اجزای اولویت اول مرتبط با درجه اثربخشی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. مصرف برق خودرو را می توان به لطف کاهش تلفات برق در ترن محرک کاهش داد، که می تواند به اصطکاک کمتر در این قطعات نیز نسبت داده شود. در میان چیزهای دیگر، ضریب اصطکاک μ اصطکاک داخلی روان کننده را توصیف می کند که تأثیر قابل توجهی بر درجه اثربخشی اجزا در ناحیه روانکاری هیدرودینامیکی دارد.
توسعه گریسهای کارآمد، اندازهگیری دقیق اصطکاک وابسته به گریس را در غرفههای آزمایش مدل و اجزاء تحت شرایط باری که تا حد امکان به کاربرد واقعی نزدیک است، الزامی میکند. یکی از گزینه های موجود، به اصطلاح Mini Traction Machine (MTM) از PCS Instruments است. شکل 1 شامل نتایج اندازه گیری یک آزمایش MTM است و به وضوح تفاوت در الگوهای اصطکاک یک گریس یاتاقان چرخ استاندارد و اصطکاک بهینه شده را مشخص می کند. واضح است که ضریب اصطکاک گریس بهینه شده در مقایسه با گریس استاندارد بلبرینگ چرخ (م = 0.015 به جای 0.030) 50 درصد کاهش یافته است و بنابراین می توان تأثیر مثبتی بر راندمان قطعه اعمال کرد.
در بیشتر موارد، گریس های اصطکاک کم با ویسکوزیته روغن پایه نازک فرموله می شوند. با این حال، این ممکن است منجر به خرابی زودهنگام یاتاقان های غلتشی به دلیل سایش و خستگی شود. برای مقابله با این اثر، انتخاب های پیچیده ای در مورد انواع روغن پایه و افزودنی های روان کننده ضروری است. Fuchs Schmierstoffe یک میز آزمایش FE8 اصلاح شده (براساس DIN 51819) در اختیار دارد که شرکت را قادر میسازد تا طول عمر مرتبط با خستگی بلبرینگهای نورد را تحت شرایط بار بحرانی و سرعت چرخش آزمایش کند. یاتاقان در طول این فرآیند ارتعاش کنترل می شود و در صورت تجاوز از محدودیت های تعریف شده، آزمایش متوقف می شود. در نتیجه، می توان ارزیابی کرد که آیا گریس پتانسیل کاهش احتمال خرابی زودرس بلبرینگ به دلیل سایش و خستگی را دارد یا خیر.
علاوه بر قابلیت کاهش اصطکاک، گریسهای کارآمد دارای خواص اضافی هستند که تأثیر مثبت بالقوهای بر محدوده عملکرد یک BEV یا HEV دارند. به عنوان مثال، تحمل تنش خاص یک جزء را می توان به طور قابل ملاحظه ای افزایش داد. اگر این فاکتور از قبل در مرحله طراحی خودرو در نظر گرفته شود، می توان با حفظ همان سطوح عملکرد، یک جزء کوچکتر و سبکتر ایجاد کرد.
بنابراین کاهش وزن به دست آمده پتانسیل بهبود دامنه را دارد. اثر افزایش تحمل تنش ویژه در درجه اول به اجزای اولویت اول و دوم اعمال می شود. یک مثال معمولی محور پیشرانه است. این اصل که معمولاً به آن کوچک سازی می گویند، در حال حاضر در مدل های بی شماری از موتورهای احتراقی استفاده می شود. همانطور که قبلاً توضیح داده شد، گریس های مصنوعی بهینه شده قابلیت کاهش جریان الکتریکی مورد نیاز را دارند. در بهینه ترین شرایط، این بدان معناست که می توان از خطوط الکتریکی با قطر کمتر استفاده کرد که به نوبه خود باعث کاهش وزن خودرو می شود. شکل 2 مزایای توصیف شده گریس های بهینه شده را خلاصه می کند.
یک نیاز بیشتر در مورد گریس: خلوص ذرات
علاوه بر بهینهسازی اصطکاک که قبلاً توضیح داده شد، Fuchs Schmierstoffe سه الزام اصلی دیگر را در مورد تحرک الکتریکی بر گریسهای خود اعمال میکند. اینها نویز کم، طول عمر طولانی گریس و محدودیت های سرعت چرخشی بالا و همچنین سازگاری با یاتاقان های غلتشی حامل جریان الکتریکی هستند. تمام ویژگی های ذکر شده را می توان به لطف روش های آزمایش مدرن نظارت و ارزیابی کرد. در نتیجه، می توان اظهارات واجد شرایطی را در مورد مناسب بودن گریس بیان کرد.
نیاز به سر و صدای کم صرفاً کاهش نویز تولید شده توسط جزء خودرو را هدف قرار نمی دهد، زیرا سر و صدای لاستیک ها در حال حرکت و جریان هوا در حال حاضر مزایای «روغن کاری با نویز کمتر» را در سرعت های شتاب گرفته حذف می کند [1]. بسیار مهمتر است که رفتارهای نویز گریس ها در درجه اول تحت تأثیر تمیزی آنها (خوص شیمیایی) باشد. استفاده صرف از گریس های کم صدا یا مکانیکی بسیار خالص به افزایش طول عمر بلبرینگ های غلتشی از نظر ریاضی تبدیل می شود [2].
از آنجایی که گریسهای کم صدا بدون ذرات هستند، میتوان از روغنهای پایه نازکتر با نرخ اصطکاک پایینتر برای بهبود درجه اثربخشی یاتاقانهای غلتشی و جفتهای تریبولوژیکی بدون کاهش طول عمر مربوطه استفاده کرد.
در نتیجه، Fuchs Schmierstoffe رفتارهای نویز گریس های بلبرینگ نورد را با روش های BeQuiet+ و MoreQuiet آزمایش می کند. شکل 3 گزیده هایی از آزمایش نویز MoreQuiet را نشان می دهد که روی دو گریس انجام شده است. در مقایسه با گریس نسبتاً کم صدا، گریس یاتاقان غلتشی بهینه سازی شده رفتار نویز قابل توجهی آرام تری از خود نشان می دهد و در نتیجه کلاس نویز بهتری (II/1 به جای II/2) ایجاد می کند.
سرعت چرخش بالا و سازگاری دما همراه با طولانی ترین طول عمر ممکن، الزامات کلیدی برای روانکاری گریس یاتاقان های غلتشی در موتورهای الکتریکی کششی است. Fuchs Schmierstoffe آزمایشهایی را برای استفاده مداوم از گریس روی میزهای آزمایشی خود SKF ROF+ و FAG FE9 در دمای تا +180 درجه سانتیگراد انجام میدهد. سازگاری سرعت چرخشی و/یا حداکثر سرعت چرخشی در دستگاه تست FAG WS 22 تعیین میشود.
بلبرینگ های رسانای جریان و گریس های آنها
یکی از ویژگی هایی که تا به امروز برای گریس ها به طور کامل بررسی نشده است، مناسب بودن یاتاقان های نورد رسانای جریان است. با توجه به عملکرد نسبتاً بسیار پویا موتورهای الکتریکی کششی کنترلشده فرکانس، اهمیت فزایندهای پیدا میکند زیرا در این سناریوها، یاتاقانهای غلتشی اغلب در معرض آسیبرسانی ارز قرار میگیرند و بنابراین بیشتر مستعد سایش شتابدار هستند. تحقیقات نهایی در مورد خواصی که یک گریس باید داشته باشد تا روانکاری کافی را حتی در این شرایط فراهم کند هنوز باید انجام شود. یکی از مشخصه هایی که اغلب در این زمینه مورد بحث قرار می گیرد رسانایی الکتریکی خاص گریس است که برای مثال می تواند از طریق افزودن افزودنی های رسانا یا روغن های پایه تحت تأثیر قرار گیرد. هدف از افزایش رسانایی الکتریکی گریس تا حد امکان، به حداقل رساندن انرژی عبوری الکتریکی روی گریس و یاتاقان تا حد ممکن است. هدف جلوگیری از آسیب به روان کننده و بلبرینگ است. تحقیقات میان رشته ای بیشتری باید انجام شود و زمان نشان خواهد داد که آیا این رویکرد مناسب است یا خیر. Fuchs Schmierstoffe دستگاه Dielectro-Rheological Device (DRD) از Anton Paar را در اختیار دارد - یک دستگاه آزمایش مدرن که ویژگی های الکتریکی گریس های تازه و قبلاً استفاده شده را مشخص می کند. ترکیب یک رئومتر چرخشی با تنظیم اندازه گیری یک کندانسور صفحه-صفحه، همراه با یک طیف سنج امپدانس، اندازه گیری مقاومت خاص، رسانایی و گذردهی را ممکن می سازد. شرایط آزمایش را می توان به طور تصادفی در محدوده دمایی وسیع 40- تا 150 درجه سانتی گراد و برای محدوده فرکانسی 20 هرتز تا 20 مگاهرتز انتخاب کرد. علاوه بر این، مجموعه آزمایش ارزیابی گریس ها را تحت تنش برشی ممکن می سازد. جدول 2 ویژگی های الکتریکی یک گریس معمولی و یک گریس رسانای الکتریکی را مقایسه می کند، در حالی که شکل 4 منحنی امپدانس آنها را نشان می دهد.
نتیجه گیری
الزامات تحرک الکتریکی اعمال شده بر گریس های استفاده شده جدید نیست. با این حال اولویت بندی آنها تغییر کرده است. تمرکز بیشتر به نفع کاهش اصطکاک و افزایش مربوط به درجه اثربخشی تغییر کرده است. اهمیت عملکرد کم صدا و همچنین سازگاری با یاتاقان های غلتشی رسانای جریان نیز همچنان در حال افزایش است. اگر شرکتها هنگام تولید گریسهای کارآمد، این الزامات را در نظر بگیرند، میتوانند تأثیر مثبت قابل توجهی بر محدوده عملیاتی خودروهای الکتریکی داشته باشند.
در محیطهای خطرناک مانند محیطهایی که در صنعت نفت و گاز یافت میشوند، یاتاقانها اغلب در معرض شرایط کاربردی سختی هستند. بنابراین، اجزای مورد استفاده در این محیطهای متخاصم به گونهای طراحی شدهاند که استانداردهای صنعتی دقیقی مانند رتبهبندیهای NEMA و کد IP (IEC 60529) را برآورده کنند. در اینجا کریس جانسون، مدیر عامل تامین کننده یاتاقان های فولادی SMB Bearings پنج ملاحظه را در هنگام انتخاب بلبرینگ های فولادی برای شرایط سخت عملیاتی توضیح می دهد.
شرایط محیطی خاصی که یک محصول در آن استفاده می شود بر مشخصات آن تأثیر می گذارد و مهمتر از همه، این مشخصات باید در شروع فرآیند ماشین سازی تعیین شوند. از دماهای شدید و روانکاری لایه نازک گرفته تا محیطهای آلوده و خورنده، یاتاقانهای مورد استفاده در محیطهای خطرناک ممکن است انتظار داشته باشند که بارهای شدید را تحمل کنند و با توقف و استارت مکرر ماشینآلات مقابله کنند.
همه فولادهای بلبرینگ برابر نیستند
مواد مختلفی توسط صنعت بلبرینگ مورد استفاده قرار گرفتهاند که تحت عملیات حرارتی و فرآیندهای متفاوتی قرار گرفتهاند تا به خواص مورد نظر دست یابند تا عمر و عملکرد بلبرینگ را به حداکثر برسانند. فولاد کروم به دلیل ظرفیت بارگذاری بالا و ویژگیهای خوب کم صدا، رایجترین ماده برای یاتاقانهای توپی است. یاتاقان های فولادی ضد زنگ درجه 440، گاهی اوقات در محیط های دریایی استفاده می شوند و یک انتخاب واضح برای مقاومت در برابر خوردگی هستند. با این حال، آنها مقاومت محدودی در برابر آب دریا یا اسپری نمک دارند. یاتاقانهای فولاد ضد زنگ درجه 316 اغلب برای محیطهای تهاجمیتر مشخص میشوند، مشروط بر اینکه بار و سرعت کم باشد. بلبرینگهای سرامیکی کامل یک انتخاب محبوب برای کاربردهای بار بالاتر هستند.
یک جایگزین جدیدتر فولاد ضد زنگ با نیتروژن بالا است. این فولاد بسیار تمیز با ریزساختار ریز و یکنواخت دارای مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش بالا، مقاومت در برابر تماس غلتشی بالا و چقرمگی ضربه بالا است. بلبرینگهای فولادی با نیتروژن بالا همراه با گلولههای سرامیکی عرضه میشوند تا بلبرینگهای فولادی ضد زنگ درجه دریایی را برای بارها و سرعتهای بالاتر از فولاد ضد زنگ با درجه 440 فراهم کنند.
هنگامی که فولاد تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد، این فرآیند کاربیدهای بزرگ و شکننده کروم و کروم-مولیبدن تولید می کند که ماتریس فولاد اطراف را تخلیه می کند. با این حال، هنگامی که فولاد ضد زنگ با نیتروژن بالا سخت شده و تمپر می شود، نیتریدهای کروم ریز تشکیل می شوند. مناطق کوچکتر بدون کروم در اطراف نیتریدها، فولاد ضد زنگ با نیتروژن بالا را بسیار مقاومتر و بادوامتر در برابر خوردگی میکند.
به عنوان مثال، در کمپرسورهای گاز ترش، SKF گزارش داده است که یاتاقان های هیبریدی فولاد ضد زنگ نیترید بالا می توانند شش تا ده برابر یاتاقان های معمولی عمر مفید داشته باشند. این امر منجر به کاهش قابل توجهی در هزینه های نگهداری و بهره برداری کمپرسور می شود. به طور مشابه، یک گزارش کمیسیون اروپا بررسی کرد که چگونه بهبود خواص یاتاقانهای فولادی از طریق توسعه درجه عملکردی فولاد آستنیتی با نیتروژن بالا (HNAS)، قابلیت اطمینان توربینهای بادی مورد مطالعه را افزایش داد.
پوشش های ویژه
سطح دیگری از زره در برابر آلودگی، پوشش محافظ است. روکش کروم و نیکل مقاومت خوبی در برابر خوردگی در محیط های بسیار خورنده دارند. با این حال، پوشش ها در نهایت از یاتاقان جدا می شوند و نیاز به نگهداری مداوم دارند. این عملی ترین گزینه برای مکان های سخت دسترسی نیست.
روان کننده ها
انتخاب روغن کاری بلبرینگ بر مقاومت غلتشی، سرعت، نویز و مهمتر از همه، طول عمر یاتاقان تأثیر میگذارد. با این حال، هنگامی که یک یاتاقان برای کار در شرایط سخت مورد نیاز است، انتخاب روان کننده اهمیت بیشتری پیدا می کند. یاتاقان های SMB می توانند یاتاقان های مهر و موم شده را با گریس های ضد آب که حاوی بازدارنده های خوردگی هستند تامین کند. این روان کننده ها از سطوح داخلی بلبرینگ محافظت می کنند و می توانند با محیط کاربردی خاص مطابقت داده شوند.
در چنین دماهای شدید، روانکاری می تواند مشکل ساز باشد. یکی از گزینه ها می تواند این باشد که یاتاقان را "خشک" و بدون هیچ گونه روغن کاری انجام دهید. بلبرینگهای سرامیکی کامل بدون روانکاری به خوبی کار میکنند، اما میتوانند برای عمر طولانیتر با گریس ضدآب روغن کاری شوند. با این حال، برای یاتاقان های فولادی ضد زنگ، سرعت چرخش باید بسیار کم باشد. بلبرینگ های فولادی کروم گزینه ای نیستند زیرا بدون پوشش محافظ روغن خورده می شوند.
مهر و موم
در محیط های خشن، حفاظت از آلودگی از اهمیت بالایی برخوردار است، بنابراین برای اطمینان از عدم ورود آلاینده ها به بلبرینگ فولادی، انتخاب مهر و موم تماسی مطلوب است. برای تجهیزاتی که ممکن است در معرض رطوبت باشند، یک مهر و موم تماسی نیز مقاومت بیشتری در برابر آب ارائه می دهد. این کار از شستن چربی از یاتاقان جلوگیری می کند و به آن اجازه می دهد کار خود را در روانکاری و محافظت از سطوح داخلی بلبرینگ انجام دهد. یک گزینه جایگزین، یک سپر فلزی است، اما محافظت بسیار کمتری در برابر رطوبت ارائه می دهد.
نگهداری
رویکردهای مرسوم برای تعمیر و نگهداری در صنایع خطرناک به متخصصان متکی است. این روشهای سنتی پرهزینه و غیرقابل انعطاف هستند، زیرا بسیاری از مشکلاتی که منجر به توقف برنامهریزی نشده میشوند، به سادگی در یک بازرسی بصری قابل تشخیص نیستند.
هزینه کل مالکیت (TCO) نیز به دلیل هدر دادن زمان و هزینه شرکتها با نظارت دستی داراییها، و سپس استفاده از تعمیر و نگهداری اصلاحی واکنشی، به جای نگهداری پیشبینیکننده از طریق نظارت دیجیتال، متضرر میشود. علاوه بر این، با تنظیمات سنتی، نظارت آنلاین به طور کلی فقط میتواند بر روی سیستمهای ثابت خاصی انجام شود، نه اینکه به صورت کلی در کل خط تولید انجام شود.
با این حال، پذیرش نظارت بر شرایط از راه دور در مناطق خطرناک کند بوده است، تا حدی به دلیل عدم وجود راه حل های مقرون به صرفه و آسان برای نصب. یکی دیگر از موانع، محیط های اغلب چالش برانگیز است که تجهیزات در آن کار می کنند. خوشبختانه، راهحلهایی مانند حسگرهایی که میتوانند برای نظارت بر فرسودگی خود در محفظه یاتاقان ادغام شوند، به دلیل کاهش هزینهها و همراه با نرمافزار و سیستمافزار، پیشرفتهای فناوری که استفاده از آنها را انعطافپذیرتر میکند، در دسترس کسبوکارها قرار میگیرند.
علاوه بر اینکه به طور بالقوه باعث خرابی و از دست دادن بهره وری می شود، نیاز به تعویض قطعات می تواند نگرانی های ایمنی را در محیط های عملیاتی سخت ایجاد کند. بنابراین، یاتاقان هایی که تعمیر و نگهداری اندکی را ارائه می دهند، ایمنی کارکنان را بهبود می بخشند و حوادث احتمالی در محل کار را کاهش می دهند.
با انتخاب صحیح محصول در وهله اول، مهندسان طراح میتوانند بر اکثر چالشهای محیطی غلبه کنند و به بلبرینگهای خود اجازه میدهند از عمر طولانیتری برخوردار شوند و در نتیجه TCO را کاهش دهند.
NSK در حال حاضر در حال توسعه روشی جدید و مقرون به صرفه برای جلوگیری از فرسایش الکتریکی در پیشرانه خودروهای الکتریکی (EVs) است. بر اساس روشی منحصر به فرد برای تولید قالب گیری پلاستیکی ثبت شده برای بلبرینگ های شیار عمیق، سازندگان خودروهای برقی در مقایسه با یاتاقان های گران قیمت «هیبریدی» که دارای اجزای عایق ساخته شده از سرامیک هستند، صرفه جویی قابل توجهی خواهند کرد.
جریان انگلی به دلیل شرایطی مانند وجود یک اینورتر که به طور مکرر در چندین فاز سوئیچ می کند، می تواند مسیرهای زیادی را از طریق یک موتور EV طی کند. انواع خاصی از معماری موتور الکتریکی نیز می تواند باعث جریان های مختلف یاتاقان شود، از جمله جریان های یاتاقان زمینی روتور، جریان های بلبرینگ در گردش و جریان های EDM (ماشینکاری تخلیه الکتریکی).
جریان های EDM، به طور خاص، یک خطر جدی برای یاتاقان ها ایجاد می کند، که عمدتاً به دلیل ایجاد قوس در ولتاژهای خاص است. این قوس (شارژ بار) منجر به تخلیه کنترل نشده در مقادیر آمپر نسبتاً بالا می شود و اساساً مورفولوژی حلقه ها و توپ های یاتاقان فولادی را تغییر می دهد. در اینجا، مواد ذوب میشوند و دوباره روی سطح فلز جامد میشوند، به طوری که موجهایی به عمق چندین میکرون شروع به ظاهر شدن در مسیرهای بلبرینگ هر دو حلقه داخلی و خارجی میکنند. صدای بیش از حد اغلب اولین شاخص این موضوع است. برای خودروهای برقی، که با توسعه مداوم ساکتتر میشوند، نویز بسیار نامطلوب است.
NSK تصمیم گرفت که زمان آن رسیده است که راه حلی برای این مشکل دیرینه ایجاد کند، ابتدا با ارزیابی شرایطی که فرسایش الکتریکی را افزایش می دهد، از جمله: شرایط عملیاتی مانند بار، سرعت چرخش، دما و ویسکوزیته روان کننده. شرایط روانکاری حاصل (هیدرودینامیک، مخلوط، مرزی)؛ و خواص الکتریکی مانند مقاومت (مواد و خازنی).
روش های ایجاد شده برای کمک به جلوگیری از فرسایش الکتریکی اساساً شامل عایق یا هدایت می شود. اگر بارها خیلی زیاد نباشند، ممکن است استفاده از گریس رسانا یا عناصر زمین با ابعاد مناسب کافی باشد. با این حال، برای موقعیت های یاتاقان خاص، مانند یاتاقان انتهای محرک قبل از گیربکس، عایق به شکل اجزای بلبرینگ سرامیکی یا پلاستیکی مورد نیاز است. به عنوان مثال، NSK می تواند از سرامیک به عنوان پوشش روی حلقه های بیرونی/داخلی استفاده کند یا می تواند کل عناصر غلتکی و توپ ها را از سرامیک بسازد. اگرچه این یاتاقانهای ترکیبی یک مقابله بهینه برای فرسایش الکتریکی ارائه میکنند، اما گران هستند.
نیاز به یک راه حل مقرون به صرفه تر ضروری است زیرا معماری ولتاژ بالا خودروهای برقی در شرف تغییر است از سیستم های 400 ولتی که امروزه غالب هستند به 800 ولت. دومی به طور بالقوه تا سال 2030 50 درصد از بازار را در اختیار خواهد گرفت، که به سادگی مشکل را دوچندان می کند و حتی به اقدامات حفاظتی بهتری برای یاتاقان ها نیاز دارد.
بنابراین NSK استفاده از قالب گیری بیش از حد پلاستیک ساخته شده از یک پلیمر PPS (پلی فنیلن سولفید) با کارایی بالا را پیشنهاد می کند که مقاومت بالایی در برابر حرارت و انواع زیادی از مواد شیمیایی و همچنین عملکرد الکتریکی و مکانیکی پایدار (حتی در دماها) ارائه می دهد. تا 150 درجه سانتیگراد). علاوه بر این، این ماده برخلاف بسیاری از انواع پلیمرهای دیگر، سطح پایینی از جذب آب را فراهم می کند و ثبات ابعادی را تضمین می کند.
آزمایشهای جامع NSK عملکرد یاتاقانهای قالبگیری شده بیش از حد را در مقایسه با یاتاقانهای استاندارد این شرکت نشان میدهد. به عنوان مثال، در ولتاژ 24 ولت و فرکانس 15 کیلوهرتز، یاتاقان های استاندارد فرسایش الکتریکی واضح حلقه های داخلی و خارجی را نشان دادند. در مقابل، یاتاقانهای بیش از حد قالبگیری شده NSK شواهدی از این پدیده نشان ندادند. همین نتیجه در سرعت های چرخشی مختلف حاصل شد.
تولید قالب گیری بیش از حد به لطف یک فرآیند قالب گیری تزریقی نوآورانه واقع در تاسیسات NSK در اروپا برای بهینه سازی عرضه به صنعت خودروهای برقی صورت می گیرد. ویژگی های خاص قالب، توزیع و جهت گیری همگن مولکول ها و الیاف شیشه را برای بهینه سازی عملکرد مکانیکی تضمین می کند. نکته قابل توجه، دقت در قالب گیری بیش از حد به این معنی است که نیازی به سنگ زنی وجود ندارد و یک پایان "ساختار یافته" در جای خود باقی می ماند. در نتیجه تماس 100% بین محفظه و قطر بیرونی بلبرینگ وجود ندارد و شکاف هایی پر از هوا ایجاد می کند. هوا عایق خوبی است و هزینه ای ندارد. این نوآوری تمایز بازار را برای راه حل NSK فراهم می کند. به عنوان یک مزیت دیگر، پرداخت ساختار یافته بر مشکل ایجاد شده خزش یاتاقان در بدنه ها غلبه می کند.
ضخامت لایه عایق ثبت شده در حلقه داخلی و خارجی معمولاً بین 0.7 تا 1.2 میلی متر است. برای قرار دادن مواد اضافی، NSK میتواند راهحلهای خنثی فضا را ارائه دهد. این کار هنگام شروع یک طراحی جدید یاتاقان آسانتر است، اگرچه NSK همچنین میتواند مواد را از قطر بیرونی یاتاقانهای موجود ماشینکاری کند. با این حال، یک عنصر هزینه برای این راه حل وجود دارد. به عنوان یک پیشنهاد جایگزین، OEM ها می توانند به دنبال باز کردن محفظه ای باشند که بلبرینگ را در خود جای می دهد، که به این معنی است که NSK مجبور نخواهد بود روند خود را تغییر دهد. در نظر گرفتن این مسیر به سازندگان خودروهای برقی اجازه می دهد تا از صرفه جویی قابل توجهی در هزینه در مقایسه با یاتاقان های هیبریدی استفاده کنند.
سرانجام، صنعت EV راه حلی مقرون به صرفه دارد که فرسایش الکتریکی یاتاقان ها را در پیشرانه های برقی نفی می کند. قالب گیری بیش از حد در حال حاضر برای 6008 NSK و به زودی برای سری بلبرینگ های شیار عمیق 6206 آن (آب بندی شده و بدون مهر و موم) که برای کاربردهای EV ایده آل هستند، قابل استفاده است.
به عنوان آخرین نکته، NSK یک قالب آزمایشی مدولار در دسترس دارد که قطرهای خارجی 55-95 میلی متر (تا عرض 30 میلی متر) را پوشش می دهد. از این رو این شرکت آماده انجام آزمایش هایی از طرف مشتریانی با الزامات در این محدوده است.
بلبرینگ ساده و در عین حال پیچیده، مسلماً یکی از بزرگترین پیشرفت های تکنولوژیکی در تمام دوران است. با این حال، این داستان هنوز نوشته نشده است، در چند دهه اخیر طراحی بلبرینگ ها به طور قابل توجهی پیشرفت کرده است. نیاز به کاهش اصطکاک، ظرفیت حمل بالا، عمر طولانیتر و کوچکسازی، منجر به استفادههای جدید از مواد، تکنیکهای روانکاری پیشرفته و تحلیل کامپیوتری پیچیده شده است. در اینجا کریس جانسون، مدیر عامل تامین کننده تخصصی بلبرینگ بلبرینگ SMB به سه پیشرفت هیجان انگیزی می پردازد که صنعت را فرا گرفته 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 آزمایشهای شرایط محیطی را 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 فولادهای بلبرینگ در طول سال ها انجام شده است. یاتاقانهای مدرن و فوقالعاده تمیز حاوی ذرات غیرفلزی کمتر و کوچکتری هستند که به بلبرینگها مقاومت بیشتری در برابر خستگی تماس میدهند.
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 نزدیکتر 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 بنابراین 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.
روغن کاری
روغن کاری ممکن است بیشترین توجه را به خود جلب کرده باشد. با 13 درصد از خرابی یاتاقانها به عوامل روانکاری، روانکاری یاتاقان یک حوزه تحقیقاتی در حال توسعه 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 وسیع تری از روغن های مصنوعی با کیفیت بالا، انتخاب بیشتر غلیظ کننده های مورد استفاده در تولید گریس و تنوع بیشتر افزودنی های روان کننده برای ارائه، به عنوان مثال، قابلیت بارگذاری بالاتر. یا مقاومت در برابر خوردگی بیشتر مشتریان میتوانند گریسهای کمصدا با فیلتر بالا، گریسهای سرعت بالا، روانکنندههایی برای دماهای شدید، روانکنندههای ضدآب و مقاوم در برابر مواد شیمیایی، روانکنندههای با خلاء بالا و روانکنندههای 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.
یاتاقانهای انتقال انرژی جدید خودروهای سواری شامل یاتاقانهای غلتکی مخروطی، غلتکهای استوانهای، بلبرینگهای شیار عمیق، یاتاقانهای تماس زاویهای و یاتاقانهای تماس چهار نقطهای هستند که در شکل 1 نشان داده شده است.
شکل 1 یاتاقان های انتقال برای خودروهای سواری انرژی جدید
ویژگی های کار یاتاقان های خودرو انرژی جدید سرعت بالا، بار بالا، اصطکاک کم، سر و صدای کم و عمر طولانی است، به منظور انطباق با ویژگی های کاری یاتاقان های خودرو انرژی جدید، مواد یاتاقان مربوطه، ویژگی های پردازش عملیات حرارتی در جدول 1 نشان داده شده است.
به منظور بهبود عمر باربری گیربکس های خودروهای انرژی جدید، علاوه بر استفاده از نرم افزار شبیه سازی کامپیوتری برای شبیه سازی طراحی ساختار یاتاقان، مسیرهای بلبرینگ برای طراحی اصطکاک کم و شکل دهی میکروسکوپی بهینه سازی شده اند تا شکست زودهنگام به دلیل تمرکز تنش کاهش یابد. علاوه بر شبیه سازی نمودار تنش داخلی یاتاقان، محاسبه حداکثر تنش تماس، گشتاور اصطکاک و پارامترهای فنی مانند سختی، راندمان و پیش بارگذاری، کنترل عوامل کلیدی تعیین کننده طول عمر یاتاقان مانند مواد و تکنولوژی پردازش حرارتی
کنترل کیفیت مواد
یاتاقانهای انتقال انرژی جدید، یاتاقانهای کوچک تا متوسط هستند که معمولاً از میلههایی با قطر کمتر از 80 میلیمتر استفاده میکنند. همانطور که از جدول 1 مشاهده می شود، با افزایش عملکرد بلبرینگ، خواص مواد بالاتری مورد نیاز است و بنابراین تقاضاهای بالاتری بر روی کیفیت متالورژیکی مواد اعمال می شود (جدول 2).
جدول 1: جدول تناظر بین ویژگی های بلبرینگ و مواد یاتاقان و ویژگی های پردازش حرارتی برای وسایل نقلیه انرژی جدید
جدول 2: الزامات کیفیت متالورژی برای مواد
یاتاقانهایی که معمولاً از موادی به نام GCr15 در چین استفاده میشوند، با توجه به کیفیت متالورژیکی به فولاد یاتاقان با کیفیت بالا، فولاد بلبرینگ با کیفیت بالا، فولاد بلبرینگ با کیفیت فوقالعاده، فولاد بلبرینگ فوقالعاده تمیز تقسیم میشوند، جدول 3 را ببینید.
جدول 3: طبقه بندی کیفیت متالورژی فولاد بلبرینگ
برای میلگردهای فولادی با کربن بالا، سه شاخص فنی کلیدی به شرح زیر است:
اکسیژن، محتوای تیتانیوم و محتوای عناصر کمیاب.
سطوح گنجاندن
سطوح همگنی کاربید شامل سطوح شبکه، نواربندی و بارش مایع است.
فولاد باربر کروم GCr15 با کربن بالا، مطابق با استانداردهای GB/T 18254-2016 و GB/T 38885-2020، با کیفیت های متالورژیکی متفاوت، محتویات اکسیژن و تیتانیوم و عناصر کمیاب متفاوت، جدول 4، سطح اجزاء، یکنواختی کاربید را ببینید.
جدول 5 و جدول 6.
جدول 4: محتوای اکسیژن و تیتانیوم و عناصر کمیاب در کیفیت های متالورژیکی مختلف جدول 5: سطوح گنجاندن کیفیت های متالورژیکی مختلف جدول 6: همگنی کاربیدهای با کیفیت های متالورژیکی مختلف نکته: بزرگنمایی 100 برابر برای ارزیابی عرض کاربید نواری و 500 برابر برای ارزیابی چگالی کاربید نواری.
همانطور که از جدول بالا مشاهده می شود، کیفیت متالورژی متفاوت است و شاخص های اصلی مواد بسیار متفاوت است. هنگام طراحی محصولات، سطوح مختلفی از مواد باربر باید با توجه به شرایط کار بلبرینگ انتخاب شوند. یاتاقان های خودروهای انرژی جدید باید فولاد یاتاقان بسیار با کیفیت یا فولاد یاتاقان بسیار تمیز را انتخاب کنند.
فولاد بلبرینگ استاندارد بالا نیازمند تشخیص عیوب مغناطیسی میلههای فولادی با جریان اولتراسونیک و گردابی است تا ترکهای موجود در قلب و سطح میلهها را در صورت لزوم برای بهبود قابلیت اطمینان یاتاقانها حذف کند.
تجزیه و تحلیل حالت شکست مواد، به دلیل علل مادی، حالت خرابی یاتاقان در جدول 7 نشان داده شده است.
جدول 7: حالت های شکست مواد
کنترل کیفیت پردازش عملیات حرارتی
پردازش حرارتی یاتاقان های خودرو انرژی جدید شامل دو فرآیند است: جعل یاتاقان و عملیات حرارتی.
کنترل کیفیت آهنگری بلبرینگ خودروهای انرژی جدید
سه مشکل اصلی کیفیت آهنگری عبارتند از گرمای بیش از حد، سوختن بیش از حد، تا شدن، ترک خوردن و اختلاط.
جعل یاتاقان های گیربکس خودروهای انرژی جدید عمدتاً از روش گرمایش القایی فرکانس متوسط استفاده می کند تا از پدیده گرمای بیش از حد و سوزاندن بیش از حد جلوگیری شود ، پیکربندی استاندارد تجهیزات گرمایش القایی فرکانس متوسط: زنگ هشدار گرمایش بیش از حد. مرتب سازی خودکار سه طرفه؛ دمای آب خنک کننده فرکانس متوسط، زنگ فشار آب؛ دما برای دستیابی به کنترل حلقه بسته؛ اندازه گیری دما با استفاده از دستگاه اندازه گیری دمای بالا مادون قرمز تا شدن و ترک خوردن شامل عوامل بیشتری است. تا شدن اغلب به دلیل فشار دادن سوراخ ایجاد می شود، ترک خوردن به کنترل دمای فرآیند مربوط می شود. اختلاط شامل اختلاط مواد، اختلاط شماره دسته کوره و اختلاط مدل است که به مدیریت فرآیند مربوط می شود. مشکلات کیفی ناشی از آهنگری در جدول 8 نشان داده شده است.
جدول 8: تجزیه و تحلیل علل مشکلات کیفیت آهنگری
فرآیندهای پیشرفته برای جعل وسایل نقلیه انرژی جدید
فن آوری شکل دهی نزدیک شبکه ترکیبی از فن آوری آهنگری و نورد سرد برای تولید قطعات حلقه فلزی با کیفیت بالا است، یک فناوری پیشرفته تولید خالی، گسترش نورد در دمای اتاق، نه تنها دقت ابعادی بالا، صرفه جویی در مواد خام، میزان صرفه جویی در مواد است. می تواند به 15٪ ~ 30٪ برسد و کیفیت محصول با کیفیت ذاتی، توزیع ساده مسیر جاده ای معقول است، پالایش دانه همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، افزایش طول عمر یاتاقان در جدول 9، تولید کنندگان پیشرو بلبرینگ در جهان این فناوری را اتخاذ کرده اند، در حالی که نورد سرد فناوری همچنین مورد توجه شرکت های بلبرینگ داخلی بوده است.
تصویر 2: اندازه دانه نورد سرد و خطوط جریان فلز جدول 9: تأثیر آهنگری با سرعت بالا + نورد سرد بر خواص محصول
（2 ）کنترل فن آوری شکل و خواص.
اتوماسیون آهنگری برای کاهش خطای انسانی و اطمینان از ثبات و ثبات کیفیت آهنگری.
آهنگری با سرعت بالا شامل گرمایش اتوماتیک، برش اتوماتیک، انتقال اتوماتیک توسط ربات، فرم دهی اتوماتیک، پانچ و جداسازی خودکار، سرعت جعل سریع تا سرعت 120 بار در دقیقه، مناسب برای آهنگری یاتاقان های کوچک و متوسط و قطعات خودرو در مقادیر زیاد
پرتو پله ای چند ایستگاهی: با استفاده از تجهیزات فورج داغ، در همان دستگاه برای تکمیل پرس کیک، شکل دهی، جداسازی، پانچ و سایر فرآیندها، بین انتقال فرآیند با استفاده از پرتو پله ای، مناسب برای جعل یاتاقان با اندازه متوسط، میزان تولید 10 تا 15 بار در دقیقه
ربات به جای انسان: با توجه به فرآیند آهنگری، پرس های متعدد به هم متصل می شوند و انتقال محصول بین پرس ها توسط ربات، مناسب برای یاتاقان های متوسط و بزرگ یا آهنگری خالی دنده، با نرخ تولید: 4-8 بار در دقیقه انجام می شود.
Manipulator به جای انسان: تبدیل خط آهنگری موجود، با استفاده از دستکاری های ساده به جای انسان، عملیات ساده، سرمایه گذاری کم، مناسب برای تبدیل اتوماسیون شرکت های کوچک.
کالجها و دانشگاههای کارشناسی کاربردی، کالجها و دانشگاههای مبتنی بر پژوهش نیستند، بلکه بر کلمه «کاربرد» تمرکز دارند که مستلزم پرورش استعدادهای کاربردی با سازگاری اجتماعی بالا و رقابت اجتماعی است. توسعه علم و فناوری و نیازهای جامعه در حال تغییر مستلزم آن است که معلمان بتوانند پایگاه دانش خود را در زمینه تخصصی خود به روز کنند و سطح مشخصی از مهارت های پژوهشی کاربردی را داشته باشند. مهارت های تحقیق کاربردی عموماً پس از پیوستن معلمان به این حرفه ایجاد می شود. برخی از معلمان جوان با تجربه تدریس کمتر، مهارت های پژوهشی کاربردی کمتری دارند. این نظرسنجی نشان میدهد که اکثر معلمان جوان به منظور ارزیابی عناوین خود، مقالات پژوهشی و آموزشی مینویسند.
（3 ）آهنگری کنترل شده و فناوری خنک کننده کنترل شده.
"تصفیه" دوگانه: کنترل دقیق دما برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و سوختن بیش از حد آهنگری. پالایش دانه برای جلوگیری از بافته شدن (شکل 3)، سازماندهی و بهبود عمر خستگی یاتاقان، سرعت خنک کننده را پس از آهنگری کنترل کنید.
شکل 3: فولاد یاتاقان پس از آهنگری و خنک سازی کنترل شده، بدون کاربیدهای مشبک
（4 ）اتمسفر محافظت شده، فن آوری استفاده از گرمای زباله.
اندازه کار خالی فرآیند تشکیل شبکه نزدیک دقیق است و مقدار پردازش کم است. پس از آهنگری با سرعت بالا، آهنگرها باید کروی شوند و در یک اتمسفر محافظ بازپخت شوند تا لایه کربن تخلیه شده کاهش یابد، آهنگرهای آهنگری با سرعت بالا، کربن تخلیه شده محصول در یک اتمسفر محافظ به شکل 4، شکل 5 مراجعه کنید.
شکل 4: تخلیه سطحی لایه کربن در آهنگری با سرعت بالا شکل 5: لایه کربن تخلیه شده تحت اتمسفر محافظ
（5 ）فن آوری استفاده از گرمای زائد بازپخت کروی.
بازپخت کروی فولاد بلبرینگ 650 ℃ کامل شده است، از دمای 650 ℃ خنک کننده تا 200 ℃ خارج از کوره، منحنی فرآیند، شکل 6 را ببینید، معمولاً این قسمت از گرما تلف می شود، این قسمت از گرمای آزاد شده برای گرم کردن فقط استفاده می شود. به محفظه مواد سرد دمای اتاق، به طوری که برای دستیابی به اهداف صرفه جویی در انرژی (شکل 7)، مصرف انرژی 150 ~ 160 کیلووات ساعت / تن، از بازپخت سنتی صرفه جویی در انرژی تا 40٪ یا بیشتر رسیده است.
شکل 6: منحنی فرآیند بازپخت کروی همدما معمولی برای فولاد کروم دار با کربن بالاشکل 7: اصل بازپخت کروی همدما فولاد حامل کروم پرکربن با استفاده از گرمای اتلاف
فرآیند عملیات حرارتی پیشرفته برای یاتاقان های خودرو انرژی جدید
با توجه به شرایط کار خودرو انرژی جدید، بلبرینگ گیربکس باید تحت سرعت بالا، تحمل بار بالا، عمر طولانی، اصطکاک کم و سر و صدای کم کار کند، در عین حال محیط کار بلبرینگ نسبتاً خشن است، یاتاقان در در فرآیند کار، زباله های فلزی زیادی در جعبه دنده وجود دارد، در سطح کار بلبرینگ فرورفتگی ایجاد می کند، باعث تمرکز استرس و تبدیل شدن به منبع خستگی می شود. بنابراین، نیاز به عملیات حرارتی پس از محصول برای بدست آوردن سختی بالا، مقاومت در برابر سایش بالا، چقرمگی بالا با عملکرد منحصر به فرد، به ویژه سطح کار. سختی و چقرمگی یک تضاد است، سختی بالا اغلب با شکنندگی بالا همراه است، سطح کار یاتاقان امید طراحی یاتاقان دارای لایه ای از سازمان سخت و مقاوم در برابر سایش است.
آستنیت ساختار مکعبی رو به مرکز است، سختی کم، چقرمگی بالا، سازمان ایده آل برای جلوگیری از گسترش ترک است که می تواند عمر خستگی بلبرینگ را بهبود بخشد، بنابراین در سطح برای به دست آوردن سختی بالا، مقاومت در برابر سایش بالا در عین حال زمان، امیدواریم که به سازمان آستنیت باقی مانده بالا، اما سطح باقی مانده محتوای آستنیت و سختی سطح تاثیر می گذارد، و آستنیت فاز ناپایدار، تحمل کار در نیروی خارجی، دمای خاص، آستنیت باقی مانده تجزیه و تبدیل به مارتنزیت. از آنجا که تبدیل مارتنزیت تمپر نمی شود، بنابراین خطر ریز ترک وجود خواهد داشت، در حالی که تبدیل آستنیت باقیمانده باعث تغییر در ابعاد یاتاقان می شود و در نهایت منجر به خرابی یاتاقان می شود، بنابراین آستنیت باقیمانده بیش از حد نیز نامطلوب است. به همین دلیل استاندارد GB/T 34891-2016 تصریح می کند که آستنیت باقیمانده تلطیف معمولی بیش از 15٪ نیست. اما 15٪ آستنیت باقیمانده برای بهبود عمر خستگی یاتاقان های گیربکس انرژی جدید کافی نیست، سطح باید بیش از 20٪ آستنیت باقیمانده دریافت کند، برای اینکه نقش مفیدی در آستنیت باقی بماند، نیازهای آستنیت باقیمانده باید پایدار باشد. و نمی تواند بر سختی تأثیر بگذارد، هنوز باید از مقاومت در برابر سایش بالا اطمینان حاصل شود، که نیاز به یک فرآیند عملیات حرارتی ویژه برای سطح یاتاقان دارد - فناوری اصلاح سطح عملیات حرارتی مرکب.
(1) فن آوری اصلاح سطح بلبرینگ: به منظور به دست آوردن عمر طولانی، قابلیت اطمینان بالا، یاتاقان های با کارایی بالا بدون نیاز به تعمیر و نگهداری، مطابق با شرایط کاری بلبرینگ های انتقال انرژی جدید، نیاز به سختی کامل فولاد حامل کروم با کربن بالا سطح حلقه یاتاقان برای عملیات حرارتی ویژه، یعنی عملیات حرارتی ترکیب کربن نیتریدینگ فولادی حاوی کروم با کربن بالا.
(2) تأثیر نیتروژن بر انبساط لایه نفوذ: نشت کربن و نیتروژن، محلول جامد در نیتروژن آستنیت به طور قابل توجهی دمای Ac 1 را کاهش می دهد (فاز آستنیتی شروع به تشکیل می کند) و باعث می شود نقطه بارش همزمان به سمت پایین حرکت کند. گسترش محدوده آستنیت، کربن، نیتروژن به داخل ماتریس، هر دو در آستنیت حلالیت یکدیگر، می توان در لایه نفوذ نیتروژن مارتنزیت غنی از بلبرینگ، و تشکیل نیترید، کربن و نیتروژن ترکیبات فاز جدید، تا حد زیادی به دست آورد. افزایش مقاومت در برابر سایش،. در همان زمان آستنیت باقی مانده به طور قابل توجهی افزایش یافت، به دلیل انحلال نیتروژن در پایداری آستنیت باقی مانده نیز به طور قابل توجهی افزایش یافت.
(3) اثر لایه تراوش کربن و نیتروژن بر عملکرد یاتاقان: ① بهبود سخت شدن لایه تراوش مشترک، مارتنزیت غنی از نیتروژن (کربن) با مقاومت در برابر سایش بهتر. ② لایه تراوش سطح برای به دست آوردن محتوای بسیار بالایی از آستنیت باقیمانده حاوی نیتروژن، بهبود توانایی مقاومت در برابر فوران ترک و گسترش، بهبود عمر خستگی. ③ نیتروژن حاوی آستنیت باقیمانده ثبات را بهبود می بخشد. ④ سازماندهی فاز جدید، نیترید، کربن و نیتروژن ترکیبات، مقاومت در برابر سایش را بیشتر به دست آورید. ⑤ تنش فشاری پسماند بسیار بالایی بدست آورید، که می تواند تنش پسماند پایدار در دماهای بالاتر بدست آورد.
(4) شاخصهای فنی کنترل اصلی برای کربناترید فولاد با کربن بالا: (1) عمق لایه همدیفیوژن. (2) سختی سطح، سختی ماتریس. (3) نقص سطح لایه تراوش، حفره ها، اکسیداسیون مرز دانه، کربن تخلیه شده، شبکه خمشی. (4) فریت بدون سطح؛ (5) عمق لایه بدون کاربید روی سطح؛ (6) یکنواختی لایه همدیفیوژن؛ (7) محتوای نیتروژن و محتوای کربن لایه تراوش. (8) اندازه و شکل ترکیب کاربید/کربن/نیتروژن در لایه همدیفیوژن. (9) سطح خمشی لایه همدیفیوژن و ماتریس هسته. (10) سطح مارتنزیت لایه همدیفیوژن و ماتریس هسته. (11) محتوای آستنیت باقیمانده از لایه همدیفیوژن و ماتریس هسته. سطوح؛ محتوای آستنیت باقیمانده لایه کواکسترود شده و ماتریس هسته.
نتیجه
حلقههای بلبرینگ فولادی یاتاقان نورد کروم با کربن بالا برای عملیات حرارتی ترکیب کربن نیتروژن سطحی یک فناوری عملیات حرارتی پیشرفته برای یاتاقانهایی است که در شرایط سخت کار میکنند و همچنین برای یاتاقانهایی که تحت روند صرفهجویی در انرژی و کوچکسازی کار میکنند، که میتواند به طور قابل توجهی عمر خستگی را بهبود بخشد. از یاتاقان ها
جدول 1: جدول تناظر بین ویژگی های بلبرینگ و مواد یاتاقان و ویژگی های پردازش حرارتی برای وسایل نقلیه انرژی جدیدجدول 1: جدول تناظر بین ویژگی های بلبرینگ و مواد یاتاقان و ویژگی های پردازش حرارتی برای وسایل نقلیه انرژی جدیدجدول 1: جدول تناظر بین ویژگی های بلبرینگ و مواد یاتاقان و ویژگی های پردازش حرارتی برای وسایل نقلیه انرژی جدید
SMB Bearings خدمات تخصصی روانکاری یاتاقان را ارائه می دهد. با استفاده از تسهیلات روغنکاری سفارشی خود، یاتاقانها را از موجودی خودمان و همچنین یاتاقانهای عرضهشده توسط مشتری تمیز و روغنکاری میکنیم. ما میتوانیم بلبرینگهای فولاد ضد زنگ ، فولاد کروم و یاتاقانهای هیبریدی را با روانکنندههای خاص مشتری روانسازی کنیم.
تیم متخصص ما ده ها سال تجربه در روانکاری مجدد و استفاده از روان کننده های تخصصی دارد. در واقع، ما تقریباً سی سال است که خدمات روانکاری مجدد بلبرینگ را ارائه می دهیم.
اگر برنامه مشکلی دارید، یا اگر متوجه شدید که یاتاقان شما آنطور که میخواهید عمل نمیکند، روغنکاری مجدد ممکن است راهحل بهینه باشد. اگر از روان کننده ای استفاده می کند که با کاربرد مطابقت دارد، همان بلبرینگ ممکن است مطابق با نیاز عمل کند . تیم متخصص ما می تواند در این مورد مشاوره دهد. پس از چربی زدایی یک یاتاقان، ما می توانیم نمونه هایی با روان کننده های مختلف و سطوح پرکننده متفاوت ارائه کنیم تا آزمایش کنیم که کدام محلول ها باعث می شود یاتاقان شما به خوبی کار کند.
در موقعیتهای دیگر، ممکن است دقیقاً بدانید به چه روانکنندهای نیاز دارید، اما سازنده اصلی دیگر آن را تامین نمیکند یا سفارشهای کمتر از مقدار حداقل را انجام نمیدهد. باز هم می توانیم کمک کنیم. ما اغلب متوجه میشویم که این در برنامههای نظامی یا برنامههایی که در محیطهای بسیار تنظیمشده استفاده میشوند، مهم است.
تکنسین های باتجربه ما در محیطی بسیار کنترل شده با استفاده از فناوری پیشرفته کار می کنند تا از دقت مورد نیاز اطمینان حاصل کنند. تقریباً مانند یک اتاق تمیز، تأسیسات هدف ما از فیلترهای هوا استفاده می کند تا هر گونه منبع آلودگی را که ممکن است در طول فرآیند وجود داشته باشد از بین ببرد. در فرآیند تمیز کردن از مواد شیمیایی تخصصی و تجهیزات تمیز کننده اولتراسونیک استفاده می شود.
تجهیزات بسیار تخصصی به ما این امکان را می دهد که بدون برداشتن سپرها یاتاقان ها را چربی زدایی کنیم. اگر این گزینه برای یاتاقان های شما ضروری است، می توانید با ما تماس بگیرید و تاسیسات ما را بررسی کنید تا ببینید این فناوری چگونه کار می کند.
ما می توانیم روانکاری بلبرینگ را تا چند میلی گرم کنترل کنیم، بنابراین اگر به چربی کم، معمولی یا زیاد یا حتی وزن گریس خاص نیاز دارید، می توانیم سطح دقت مورد نیاز را ارائه دهیم.
در بسیاری از کاربردها، دانستن چگونگی چربی زدایی یاتاقان ها یا بهترین روان کننده برای کاربردهای تخصصی، چیزی نیست که بتوان حدس زد. در عوض به کارشناسان ما اعتماد کنید.
تولیدکنندگان بزرگ معمولاً علاقه ای به سفارشات با حجم کم و متوسط با روان کننده های غیر استاندارد ندارند، اما تیم ما در SMB Bearings اینجاست تا به شما کمک کند. ما هیچ مقدار حداقلی نداریم، بنابراین چه یک بلبرینگ یا چند صد بلبرینگ نیاز دارید، بیایید و با ما صحبت کنید.
روان کننده های تخصصی
بسیاری از مشتریان ما به بلبرینگ هایی با روان کننده های تخصصی نیاز دارند. به عنوان مثال، در بخش غذا و نوشیدنی، روان کننده های غیر سمی و مقاوم در برابر آب که مقررات صنعت را رعایت می کنند، مورد نیاز است. در کاربردهای با گشتاور کم، روان کننده های خشک یا گریس هایی با ویسکوزیته بسیار کم نسبت به روان کننده های استاندارد مناسب تر هستند. نمونههای دیگری که روانکنندههای استاندارد ممکن است کافی نباشند عبارتند از کاربردهای شفت با دمای بالا، سرعت بالا یا عمودی. برای کمک بیشتر در این مورد، میتوانید از آزمون «چربی خود را انتخاب کنید» ما استفاده کنید .
با استفاده از فناوری پیشرو در صنعت در تاسیسات روغنکاری مجدد طراحیشده ما، میتوانیم یاتاقانهای شما را تمیز کرده و روانکننده را با روانکنندهای که متناسب با کاربرد شما انتخاب شده است، جایگزین کنیم. اگر در یک برنامه مشکل گیر کرده اید یا به مشاوره در مورد انتخاب صحیح روان کننده نیاز دارید، تیم ما می تواند مشاوره دهد. ما می توانیم روان کننده های تخصصی زیر را ارائه دهیم:
قسمت داخلی یک بلبرینگ از چهار جزء مهم تشکیل شده است. مسیرهای داخلی و خارجی مسیری را برای عناصر نورد تشکیل می دهند تا روی یک لایه نازک روان کننده سر بخورند. یک قفس فلزی عناصر نورد را جدا می کند و آنها را در فاصله یکنواخت نگه می دارد تا بار را توزیع کند و مانع برخورد آنها با یکدیگر شود. این چهار جزء به طور هماهنگ حرکت میکنند و نیروهای اصطکاکی ناشی از اینرسی چرخشی، بار سطحی، ناهماهنگی، عدم تعادل و نقص تولید میکنند. اصطکاک صفر غیرممکن است، اما سطوح بهینه اصطکاک با تکنیک های نصب صحیح و مقادیر مناسب روان کننده قابل دستیابی است.
تعیین اصطکاک بهینه بهتر است با یک برنامه نظارت بر وضعیت اولتراسوند (CM) انجام شود. آشکارسازهای اولتراسوند اصطکاک و ضربه را به عنوان انرژی صوتی ناشی از اصطکاک غلتشی و تکانه های نقص اندازه گیری می کنند. هنگامی که سطح روان کننده بهینه باشد، انرژی ایجاد شده در پایین ترین حد خود قرار می گیرد. با افزایش نیروهای اصطکاکی، انرژی صوتی نیز افزایش می یابد.
از اولتراسوند برای تفکیک یاتاقانهای دارای سطح اصطکاک بالا از یاتاقانهای دارای سطوح معمولی استفاده کنید. روندهای اندازه گیری اولتراسوند را ایجاد کنید.
فرکانس
هر چند وقت یکبار باید ماشین ها را روغن کاری کرد؟ هیچ پاسخ واحدی وجود ندارد و به اندازه فلسفه وجود دارد. در برنامهای که از روغنکاری مبتنی بر شرایط اولتراسوند استفاده میکند، میتوانیم با منطق ساده به این موضوع بپردازیم:
س: چرا بلبرینگ ها به گریس نیاز دارند؟
A: برای کاهش نیروهای اصطکاک بین سطوح عناصر نورد بلبرینگ.
س: خوب، پس چه زمانی باید گریس جدید به بلبرینگ اضافه شود؟
پاسخ: هنگامی که نیروهای اصطکاک یاتاقان فراتر از یک سطح تعیین شده قابل اندازه گیری افزایش می یابد.
س: یک فناوری قابل اعتماد و آسان برای استفاده که تغییرات نیروهای اصطکاک را تعیین می کند چیست؟
ج: سونوگرافی
سپس به سوال اصلی بازگردیم، "چند وقت یکبار باید گریس را دوباره پر کرد؟" اول، مهم است که به یاد داشته باشید که افزایش dBμV 6 نشان دهنده دو برابر شدن دامنه اولتراسونیک است. با در نظر گرفتن این موضوع، یک رویکرد معقول این است که بگوییم "هرگاه اندازه گیری اولتراسونیک افزایش 8-10 dBμV را نسبت به قرائت قبلی یا سایر مقادیر مرجع نشان داد، به یک نقطه امن برای ایجاد آلارم های بازه روغن کاری برای نظارت بر شرایط رسیده است."
با پیشرفتهای اخیر در فناوری و نرمافزار، مانند الگوریتم LUBExpert's Onboard Ultrasound Assistant که توسط SDT توسعه داده شده است، تجهیزات اولتراسونیک اکنون میتوانند تغییرات ظریفتری را در شرایط دارایی شناسایی کرده و راهنماییهایی را برای تکنسینهای روغن ارائه کنند. این امکان تنظیم دقیق دارایی های حیاتی و همچنین تایید قضاوت های انجام شده توسط تکنسین های روغن کاری را فراهم می کند.
وقتی یک تکنسین روغن کاری در این زمینه است، ممکن است اطلاعات تاریخی برای هر یاتاقان خاص نداشته باشد، اما هنوز یک کار برای انجام دادن دارد. افزایش کمتر از 2 دسی بل میکروولت، پس از افزودن اولیه مقدار کمی روان کننده، می تواند نشان دهد که یاتاقان از قبل روغن کاری شده است. به طور مشابه، کاهش چند دسی بل می تواند نشان دهنده این باشد که بلبرینگ تحت روغن کاری قرار دارد و نیاز به گریس اضافی دارد.
یکی دیگر از پیشرفت ها، شناسایی عیوب بلبرینگ است. به عنوان مثال، پس از وارد کردن روان کننده به یاتاقان، باید قبل از انجام یک اندازه گیری سونوگرافی دیگر تاخیر ایجاد کرد. این مرحله "فاز چروکیدن" نامیده می شود و به روان کننده جدید زمان می دهد تا وارد یاتاقان شود. مدت زمان فاز Churning با اندازه و RPM یاتاقان متفاوت است. افزایش سطح دسی بل بین زمانی که برای اولین بار گریس را اضافه می کنید و پایان مرحله خرد شدن ممکن است نشان دهنده نقص بلبرینگ باشد. از طرف دیگر، می تواند نشان دهد که یاتاقان بیش از حد چرب شده است.
گزارش نویسی
هدف از گزارش خوب ارائه اطلاعات و ایجاد آگاهی برای کسانی است که نیاز به اطلاع دارند. آنها باید بدانند چه کاری باید انجام دهند تا یک دارایی را به بهترین شرایط برگردانند. آنها باید بدانند که آن کار چه زمانی باید انجام شود و عواقب عدم اقدام به موقع روی کار چه خواهد بود. کار تولید کننده گزارش را می توان با کار مترجم مقایسه کرد. این کار معمولاً بر عهده شخصی است که مسئول جمع آوری داده های نظارت بر وضعیت است. داده های CM است
ماشین، شیر، پمپ، موتور، «هر چه که باشد» که با شما به زبان اولتراسونیک صحبت می کند. شما برای درک آن زبان آموزش دیده اید. وظیفه شما این است که آنچه را که دارایی به شما می گوید به اطلاعات معناداری تبدیل کنید که برنامه ریز، خدمه تعمیر، تولید و مدیریت بتوانند آن را درک کنند. این همان چیزی است که یک گزارش خوب باید باشد. محصولی از نظر مهندسی در نظر گرفته شده بر اساس حقایقی که شما جمع آوری کرده اید.
یک گزارش نباید پرتاب کننده داده باشد. سیگنالها و طیفهای زمانی برای اکثر افراد صرفاً هیروگلیف هستند و اگرچه ممکن است برای متخصصان فنی زیبا به نظر برسند، اما مدیریت بالاتر را تحت تأثیر قرار نمیدهند. آیا آنها باید شامل شوند؟ کاملا. اما فقط تصاویری را شامل کنید که توضیح واضحی از مشکل را پشتیبانی می کنند. در واقع، استفاده از گرافیک در مثال بالا، شامل توضیحات و بهترین توصیه ها، جوهر هر گزارش خوب را تشکیل می دهد.
آن وقت چه پیامی را باید منتقل کنید؟ گزارش شما باید با بیان این مشکل شروع شود: «این دستگاه، یا این شیر، یا این بوش یا این ترانسفورماتور مشکلی دارد. پیگیری بیشتر با تجزیه و تحلیل ارتعاش و گزارش آزمایشگاه روغن برای تأیید مشکل توصیه می شود. دارایی و مشکل را شناسایی کنید. سپس به وضوح بیان کنید که چه کاری باید انجام شود تا آن را به بهترین شرایط قابل قبول بازگردانید. یک گزارش خوب همچنین باید حاوی پیامی در مورد عواقب عدم انجام کاری باشد: «هماکنون میتوانید آن را تعمیر کنید و هزینه تعمیر، از جمله قطعات یدکی، کار و خرابی برنامهریزیشده، 500 دلار خواهد بود. یا می توانید آن را به حال خود رها کنید. با این حال، علاوه بر تداوم تأثیرگذاری بر تولید و کیفیت محصول، هزینه تعمیر آن در شرایط اضطراری 50000 دلار خواهد بود.
چه اشکالی دارد که در گزارش خود یک نظر پیام رسانی قوی مانند این بنویسید؟ آیا بیان این ادعا و بیان کورکورانه بدیهیات از نظر سیاسی نادرست است؟ یا ترس دائمی از برقراری تماس بد وجود دارد. مورد دوم یک مسئله اطمینان است که یا به بی اعتمادی به فناوری استفاده شده برای CM یا شخصی که مسئول جمع آوری داده ها است مربوط می شود. هر دو را می توان از طریق آموزش تخصصی حل کرد.
