Kuglični ležajevi s dubokim žljebovima naširoko se koriste u različitoj mehaničkoj opremi zbog svoje velike nosivosti, glatkog rada i jednostavnog održavanja. Međutim, u praktičnim primjenama, utjecaj promjena temperature na performanse ležaja je problem koji se ne može zanemariti. Posebice u okruženjima s visokom temperaturom, toplinska ekspanzija može imati značajan utjecaj na radne performanse kugličnih ležajeva s dubokim utorima, što dovodi do kvara opreme. Stoga je razumijevanje karakteristika toplinske ekspanzije kugličnih ležajeva s dubokim utorima i načina rješavanja problema uzrokovanih temperaturnim promjenama ključno za osiguravanje njihovog dugotrajnog stabilnog rada.
Karakteristike toplinske ekspanzije kugličnih ležajeva s dubokim utorima
Radni temperaturni raspon kugličnih ležajeva s dubokim žljebovima obično je između -20°C i 120°C. Kada temperatura radnog okruženja prijeđe ovaj raspon, materijal ležaja će se podvrgnuti toplinskom širenju. Toplinsko širenje odnosi se na dimenzionalne promjene koje se događaju u materijalima kada temperatura raste. Ova promjena može imati mnogo utjecaja na performanse ležaja.
Promjene dimenzija: Dimenzije unutarnjeg prstena, vanjskog prstena i kotrljajućih elemenata kugličnih ležajeva s dubokim utorima će se povećavati kako temperatura raste. Ako se temperatura previše promijeni, dimenzije svake komponente ležaja će odstupati, što može dovesti do loše koordinacije unutarnjeg i vanjskog prstena, povećati trenje i trošenje, pa čak i uzrokovati zaglavljivanje.
Promjene zazora: zazor između unutarnjeg i vanjskog prstena ležaja mijenja se s temperaturom. U okruženjima s visokom temperaturom, premali zazor može uzrokovati prekomjerno trenje ležaja, povećati gubitak energije i nakupljanje topline, čime se ubrzava oštećenje ležaja.
Smanjena učinkovitost podmazivanja: Visoke temperature također imaju veliki utjecaj na ulje ili mast za podmazivanje ležajeva. Viskoznost ulja za podmazivanje opada kako se temperatura povećava, što će dovesti do lošeg učinka podmazivanja, povećanog trenja i ubrzanog trošenja ležajeva.
Utjecaj temperaturnih promjena na performanse ležaja
Utjecaj promjena temperature na kuglične ležajeve s dubokim žljebovima može se očitovati u sljedećim aspektima:
Povećano trenje i trošenje: Zbog promjena zazora uzrokovanih toplinskim širenjem, kontakt između kotrljajućih elemenata i staza za klizanje ležaja može postati neravnomjeran, što rezultira povećanim trenjem. Pretjerano trenje tijekom vremena može uzrokovati prijevremeno trošenje ležaja i skratiti vijek trajanja.
Smanjena točnost: Visoke temperature mogu uzrokovati smanjenje tvrdoće materijala ležaja, što zauzvrat utječe na točnost ležaja. Smanjena točnost uzrokovat će vibracije i buku u ležaju tijekom rada pri velikim brzinama, što utječe na stabilnost i pouzdanost opreme.
Neuspjeh podmazivanja: Kada temperatura poraste, viskoznost ulja za podmazivanje se smanjuje i učinak podmazivanja postaje lošiji. Nedovoljno podmazivanje će dovesti do povećanog otpora trenja i pregrijavanja komponenti ležaja, dodatno pogoršavajući trošenje i čak dovodeći do zapinjanja i paljenja.
Problemi s montažom uzrokovani toplinskim širenjem: U uvjetima visoke temperature, stupnjevi ekspanzije unutarnjeg i vanjskog prstena su različiti, što može dovesti do neprikladnog zazora za montažu i utjecati na normalan rad ležaja. U ekstremnim slučajevima, unutarnji prsten se može previše proširiti i zaglaviti sa sjedištem ležaja, uzrokujući gašenje opreme.
Kako izbjeći kvarove uzrokovane temperaturnim promjenama
Kako bi se osiguralo da kuglični ležajevi s dubokim žljebovima mogu normalno raditi u okruženjima visoke temperature i smanjio utjecaj toplinskog širenja, mogu se usvojiti sljedeće metode:
Odaberite odgovarajući materijal za ležaj: Koeficijent toplinskog širenja materijala ležaja izravno utječe na utjecaj toplinskog širenja na njegovu izvedbu. Korištenje materijala s niskim koeficijentom toplinske ekspanzije (kao što su nehrđajući čelik, legure visokih performansi, itd.) može smanjiti utjecaj temperaturnih promjena na veličinu i pristajanje ležaja, čime se poboljšava stabilnost ležaja.
Upotrijebite odgovarajući zazor pristajanja: Prilikom projektiranja ležajeva, rezervirajte odgovarajuće zazore na temelju radnog okruženja opreme i temperaturnih promjena kako biste osigurali da komponente ležaja neće ometati ili pretjerano trljati kada temperatura poraste. Možete odabrati labaviji spoj kako bi ležaj i dalje mogao normalno raditi na visokim temperaturama.
Koristite visokotemperaturno ulje ili mast za podmazivanje: Koristite ulje za podmazivanje ili mast namijenjenu za okruženja s visokom temperaturom kako biste osigurali dobro podmazivanje na visokim temperaturama. Masti za visoke temperature općenito imaju veću viskoznost i bolju toplinsku stabilnost, što može učinkovito smanjiti trenje i trošenje.
Kontrolirajte radnu temperaturu: Tijekom rada opreme, pazite da temperatura radne okoline ne premaši maksimalnu radnu temperaturu ležaja. Ako oprema dulje vrijeme radi na visokim temperaturama, možete razmisliti o ugradnji sustava za hlađenje ili dodavanju uređaja za raspršivanje topline kako biste smanjili radnu temperaturu ležajeva.
Redovito praćenje i održavanje: Redovito provjeravajte radni status ležajeva, posebno opreme koja radi u okruženjima visoke temperature. Provjerite parametre kao što su podmazivanje ležajeva, temperatura i vibracije kako biste otkrili probleme i izvršili održavanje ili zamjenu na vrijeme.
Poboljšajte dizajn ležaja: Prilikom projektiranja ležajeva, temperaturna otpornost ležaja može se poboljšati dodavanjem hladnjaka, korištenjem materijala otpornih na visoke temperature ili usvajanjem višestrukih dizajna brtvila. Ova poboljšanja mogu učinkovito smanjiti utjecaj temperature na ležaj i poboljšati njegovu pouzdanost u okruženjima s visokim temperaturama.
