Uute disainifunktsioonide lisamine või laagrikomponentidele spetsiaalsete tehnikate ja katete rakendamine võib laagrite jõudlust optimeerida keerukates rakendustes, pakkudes klientide probleemidele ainulaadseid laagrilahendusi, ütles The Barden Corporationi (UK) Ltd. äriarendusjuht Nick Dowding.
Lisandväärtus ja laagri jõudluse parandamine uute disainifunktsioonide, näiteks spetsiaalsete äärikute, võllide ja korpuste lisamisega.
Laagrite töö optimeerimine, asendades traditsioonilised laagrimaterjalid spetsiaalsete materjalidega suure kiiruse, kõrge temperatuuri või karmi töökeskkonna jaoks.
Pinnakatete, näiteks alamikroniliste pritsmetega katete kasutamine laagrite jõudluse täiendavaks optimeerimiseks ja laagrite käitumise muutmiseks karmides tingimustes ennustatavamaks / ühtlasemaks.
Laagrite jõudluse optimeerimiseks ja parendamiseks on palju erinevaid disainifunktsioone ja -tehnikaid, et vastata eriti keerukatele (st suur kiirus, kõrge temperatuur, karmid töötingimused) rakendustele. Need tehnikad hõlmavad pinnakatteid, konkreetse kandekomponendi geomeetria muutmist või tavapäraste laagrimaterjalide asendamist suure jõudlusega alternatiividega.
Metallpuuride hõbetamine
Mõnedel kiiretel ja kõrgetel temperatuuridel võib teraspuurid katta määrdega ja töökindluse suurendamiseks hõbedaga. Hõbetamine parandab laagri määrdevõimet, muutes selle vastupidavamaks ja vastupidavamaks õli eraldumise korral. Määrdeaine rikke / nälgimise korral toimib hõbetamine kindla tahke kuiva määrdeainena, võimaldades laagril töötada lühikest aega või hädaolukorras. Rakendusnäited hõlmavad kosmosesõidukite starterigeneraatori laagrid ja rongide kliimaseadmete laagrid.
Keraamilised hübriidlaagrid
Kiirete rakenduste puhul võib teraskuulide asendamine keraamiliste (räninitriid) kuulidega asendada radikaalselt mitmel viisil. Esiteks, kuna keraamilised kuulid on teraskuulidest palju kergemad, vähendades tsentrifugaaljõude ja parandades dünaamilisi tingimusi, kuigi nende pinnaviimistlus on peaaegu täiesti sile, on nende vibratsioonitase kaks kuni seitse korda madalamad kui tavalistel teraskuulidel. Suurematel kiirustel väheneb ka laagri sisemine koormus.
Teiseks, keraamilised hübriidlaagrid töötavad ka märkimisväärselt madalamatel töötemperatuuridel, mis koos väiksema massiga võimaldab sõidukiirust suurendada koguni 40-50%. Laagris kogunevad madalamad töötemperatuurid ja vähendatud kuumus aitavad pikendada määrdeainete kasutusiga, mõnikord kuni viis korda kauem kui tavalistel teraskuulidel.
Keraamiliste hübriidlaagrite rakenduste näideteks on kiirvaakumpumbad, meditsiinilised / kirurgilised käsitööriistad ning kosmosefännid ja generaatorid.
Materjalid
Materjalitehnoloogias saab laagrite jõudluse maksimeerimiseks valida kõige sobivamad laagrimaterjalid. Spetsiaalseid rõngasmaterjale kasutatakse edukalt nii kosmoses kui ka mujal kui kosmosevaldkonnas, ühendades suurepärase korrosiooni- ja kulumiskindluse ning võime taluda suuremaid dünaamilisi koormusi kui tavalistel laagriterastel. Kui seda kasutatakse koos keraamiliste kuulidega, on võimalik saavutada laagrite eluea ja jõudluse märkimisväärne suurenemine.
Rõngamaterjale saab optimeerida konkreetsete rakenduste jaoks. Neli valdavat rõngamaterjali, mida Barden kasutab, on AISI 440C (korrosioonikindel teras), SAE 52100, AISI M50 ja Cronidur 30®. Kõrgtemperatuuriliseks kasutamiseks (kuni 345 ° C) sobivad AISI M50 tööriistateras või Cronidur 30® spetsiaalne karastatud versioon ning neid kasutatakse laialdaselt kosmosetehnika kõrgetel temperatuuridel, näiteks õhuklapisüsteemides lennukites.
Cronidur 30® on martensiitne läbi karastatud, kõrge lämmastikusisaldusega, korrosioonikindel teras, mida saab ka karastada induktsioonikoormusega. See materjal parandab korrosioonikindlust ning parandab väsimus- ja kulumiskindlust.
Täislaagrid
Täislaagrid kasutavad pallihoidja poolt tavaliselt kasutatavat ruumi. See võimaldab rohkem palle, mis omakorda suurendab kandevõimet, kas peamiselt radiaalsuunas täiteavakujunduse korral või telgjoonelise ja nurkkontakti korral. Eelsalvestatud nurgeliste kontaktpaaride kasutamine võimaldab ka kahesuunaliste telgkoormuste rakendamist. Rakendused ulatuvad kosmoselennunduses kasutatavatest kõrge temperatuuriga ventiilidest kuni raketipiirete ja hädaolukorra alla suunatud laagriteni.
Alam mikroni katted
Pinnatehnika roll veerelaagritehnoloogias on samuti muutumas üha olulisemaks, kuna laagrid muutuvad järk-järgult väiksemaks, kuid need peavad siiski töötama kiiremini, kõrgematel temperatuuridel, kandma suuremat koormust ja töötama pikema aja jooksul usaldusväärselt. Laagritele, mis võitlevad hõõrdumise eest, väldivad korrosiooni ja vähendavad kulumist, saab kasutada ka keerukamaid katteid ja pinnatöötlust, isegi kõige raskemates töötingimustes. Sellest tulenevad eelised on suurem energiatihedus, parem jõudlus, paremini ennustatav / ühtlane laagrikäitumine (eriti karmis keskkonnas), madalamad jooksvad kulud ja pikemad hooldusintervallid.
Kandepindade füüsikaliste ja triboloogiliste omaduste parandamiseks võib kasutada näiteks mitmekihilisi alamikronilisi (pihustatud) katteid. Selliste tehnikate edu sõltub erinevate kihtide vältimisest, luues erinevate materjalide vahel gradueeritud või hajutatud liidese. Samamoodi kasutatakse pehmete kilede kleepumise parandamiseks kõvade või passiivsete aluspindadega sageli selliseid võtmekihte nagu nikkel või vask.
Alammikronaalseid katteid saab vajadusel kanda laagrirõngaste ja veerelementide sise- ja välispindadele. Näiteks saab molübdeendisulfiidi (MOS2) või volframdisulfiidi (WS2) laagrikomponentide pinnale pritsida, et muuta laagrite käitumine karmides tingimustes paremini etteaimatavaks.
Spetsiaalsed polümeerid
Mõnedes kiiretes rakendustes saab kuuliseparaate või puure tarnida spetsiaalsetest polümeermaterjalidest. Laagri eluea pikendamiseks on need komponendid immutatud õliga vaakumiga. Spetsiaalne polümeermaterjal säilitab õli kontrollitud viisil vaakumimmutamise korral. Rakendusnäited hõlmavad kiirete õhusõidukite güroskoopide laagrid. Kiirete tingimustega karmide keskkondade jaoks, kus laagrid vajavad suurt vastupidavust kemikaalidele või termilist rünnakut, võib pakkuda ka muid spetsiaalseid polümeere.
Lisandväärtus uute kujundusfunktsioonide abil
Kõigi tootmisvaldkondade kulude vähendamise surve tähendab, et laagrisüsteemide integreerimine paarituskomponentidesse on muutumas üha tavalisemaks. Saadud sõlmed on paremad, kompaktsemad, kiiremini kokku pandud ja pakuvad lisaeeliseid ruumi ja massi vähendamisel, lahendades samal ajal tolerantsi kogumise probleemid.
Laagrisse saab selle jõudluse parandamiseks lisada spetsiaalseid disainifunktsioone. Nende omaduste hulka kuuluvad äärikud, võllid ja korpused, mis muudavad paigaldamise lihtsamaks, kiiremaks ja täpsemaks, mis omakorda vähendab montaažiaega ja üldisi töökulusid.