संपूर्ण उद्योगातील विश्वासार्हता सुधारण्यासाठी वाढलेली मागणी म्हणजे अभियंत्यांनी त्यांच्या उपकरणांच्या सर्व घटकांचा विचार करणे आवश्यक आहे.बेअरिंग सिस्‍टम हे मशिनमध्‍ये महत्त्वाचे भाग आहेत आणि त्‍यांचे बिघाड होल्‍यास आपत्तीजनक आणि महागडे परिणाम होऊ शकतात.बेअरिंग डिझाइनचा विश्वासार्हतेवर मोठा प्रभाव पडतो, विशेषत: उच्च किंवा कमी तापमान, व्हॅक्यूम आणि संक्षारक वातावरणासह अत्यंत ऑपरेटिंग परिस्थितीत.हा लेख आव्हानात्मक वातावरणासाठी बेअरिंग्स निर्दिष्ट करताना घ्यायच्या विचारांची रूपरेषा देतो, जेणेकरून अभियंते त्यांच्या उपकरणांची उच्च विश्वासार्हता आणि उत्कृष्ट दीर्घायुषी कामगिरी सुनिश्चित करू शकतील.

बेअरिंग सिस्टममध्ये बॉल, रिंग, पिंजरे आणि स्नेहन यासह अनेक घटक असतात.स्टँडर्ड बेअरिंग्स सामान्यत: कठोर वातावरणाच्या कठोरतेला सामोरे जात नाहीत आणि म्हणून वैयक्तिक भागांचा विशेष विचार करणे आवश्यक आहे.सर्वात महत्वाचे घटक म्हणजे स्नेहन, साहित्य आणि विशेष उष्णता उपचार किंवा कोटिंग्ज आणि प्रत्येक घटकाकडे लक्ष देऊन म्हणजे अनुप्रयोगासाठी बेअरिंग्ज सर्वोत्तम कॉन्फिगर केले जाऊ शकतात.

उच्च तापमानात कार्यरत

उच्च तापमान अनुप्रयोग, जसे की एरोस्पेस उद्योगातील अॅक्ट्युएशन सिस्टीममध्ये वापरल्या जाणार्‍या, मानक बेअरिंगसाठी आव्हाने निर्माण करू शकतात.शिवाय, उपकरणांमध्ये तापमान वाढत आहे कारण युनिट्स अधिक लहान होत आहेत आणि त्यांची उर्जा-घनता वाढली आहे आणि यामुळे सरासरी बेअरिंगसाठी समस्या निर्माण होते.

स्नेहन

स्नेहन हा येथे महत्त्वाचा विचार आहे.तेले आणि ग्रीसमध्ये जास्तीत जास्त ऑपरेटिंग तापमान असते ज्या वेळी ते खराब होऊ लागतात आणि त्वरीत बाष्पीभवन होऊ लागतात ज्यामुळे बेअरिंग निकामी होते.मानक ग्रीस बहुतेक वेळा 120 डिग्री सेल्सिअस कमाल तापमानापर्यंत मर्यादित असतात आणि काही पारंपारिक उच्च तापमान ग्रीस 180 डिग्री सेल्सिअस तापमानाला प्रतिकार करण्यास सक्षम असतात.

तथापि, ज्या ऍप्लिकेशन्ससाठी अगदी जास्त तापमानाची आवश्यकता असते त्यांच्यासाठी विशेष फ्लोरिनेटेड स्नेहक ग्रीस उपलब्ध आहेत आणि 250°C पेक्षा जास्त तापमान प्राप्त करणे शक्य आहे.जेथे द्रव स्नेहन शक्य नाही, तेथे घन स्नेहन हा एक पर्याय आहे जो उच्च तापमानात कमी वेगाने विश्वसनीय ऑपरेशन करण्यास अनुमती देतो.या प्रकरणात मॉलिब्डेनम डिसल्फाइड (MOS2), टंगस्टन डिसल्फाइड (WS2), ग्रेफाइट किंवा पॉलीटेट्राफ्लुरोइथिलीन (PTFE) यांची घन स्नेहक म्हणून शिफारस केली जाते कारण ते जास्त काळ जास्त तापमान सहन करू शकतात.

साहित्य

300 डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त तापमानात विशेष रिंग आणि बॉल सामग्री आवश्यक आहे.AISI M50 हे एक उच्च तापमानाचे स्टील आहे ज्याची शिफारस केली जाते कारण ते उच्च तापमानात उच्च पोशाख आणि थकवा प्रतिकार दर्शवते.BG42 हे आणखी एक उच्च तापमानाचे स्टील आहे ज्याची 300°C वर चांगली गरम कडकपणा आहे आणि सामान्यतः निर्दिष्ट केली जाते कारण त्यात उच्च पातळीचे गंज प्रतिरोधक असते आणि ते अत्यंत तापमानात थकवा आणि परिधान करण्यास देखील कमी संवेदनाक्षम असते.

उच्च तापमान पिंजरे देखील आवश्यक आहेत आणि ते PTFE, पॉलिमाइड, पॉलिमाइड-इमाइड (PAI) आणि पॉलिथर-इथर-केटोन (PEEK) सह विशेष पॉलिमर सामग्रीमध्ये पुरवले जाऊ शकतात.उच्च तापमान तेल स्नेहन प्रणालीसाठी पिंजरे वाहणारे पिंजरे कांस्य, पितळ किंवा चांदीचा मुलामा असलेल्या स्टीलपासून देखील तयार केले जाऊ शकतात.

कोटिंग्ज आणि उष्णता उपचार

घर्षणाचा सामना करण्यासाठी, गंज रोखण्यासाठी आणि पोशाख कमी करण्यासाठी प्रगत कोटिंग्ज आणि पृष्ठभाग उपचार बेअरिंगवर लागू केले जाऊ शकतात, त्यामुळे उच्च तापमानात बेअरिंगची कार्यक्षमता सुधारते.उदाहरणार्थ, कार्यप्रदर्शन आणि विश्वासार्हता सुधारण्यासाठी स्टीलचे पिंजरे चांदीने लेपित केले जाऊ शकतात.वंगण अयशस्वी/उपासमारीच्या बाबतीत, सिल्व्हर-प्लेटिंग घन वंगण सारखे कार्य करते, ज्यामुळे बेअरिंग थोड्या काळासाठी किंवा आणीबाणीच्या परिस्थितीत चालू राहते.

कमी तापमानात विश्वसनीयता

स्केलच्या दुसऱ्या टोकाला, मानक बीयरिंगसाठी कमी तापमान समस्याप्रधान असू शकते.

स्नेहन

कमी तापमानाच्या अनुप्रयोगांमध्ये, उदाहरणार्थ -190 डिग्री सेल्सिअस तापमानासह क्रायोजेनिक पंपिंग ऍप्लिकेशन्समध्ये, तेल स्नेहन मेणासारखे बनते ज्यामुळे बेअरिंग निकामी होते.MOS2 किंवा WS2 सारखे घन स्नेहन विश्वासार्हता सुधारण्यासाठी आदर्श आहेत.शिवाय, या ऍप्लिकेशन्समध्ये, पंप केला जाणारा मीडिया स्नेहक म्हणून काम करू शकतो, त्यामुळे मीडियासह चांगले काम करणार्‍या सामग्रीचा वापर करून या कमी तापमानात ऑपरेट करण्यासाठी बियरिंग्स खास कॉन्फिगर करणे आवश्यक आहे.

साहित्य

एक सामग्री जी बेअरिंगचे थकवा आयुष्य सुधारण्यासाठी आणि परिधान प्रतिरोधकता सुधारण्यासाठी वापरली जाऊ शकते SV30® - एक मार्टेन्सिटिक थ्रू-कठोर, उच्च नायट्रोजन, गंज-प्रतिरोधक स्टील.सिरेमिक बॉल्सची देखील शिफारस केली जाते कारण ते उत्कृष्ट कामगिरी देतात.सामग्रीच्या अंतर्निहित यांत्रिक गुणधर्मांचा अर्थ असा आहे की ते खराब स्नेहन परिस्थितीत उत्कृष्ट ऑपरेशन प्रदान करतात आणि कमी तापमानात विश्वसनीयरित्या कार्य करण्यास ते अधिक अनुकूल आहे.

पिंजरा सामग्री देखील शक्य तितकी पोशाख प्रतिरोधक म्हणून निवडली पाहिजे आणि येथे पीईके, पॉलीक्लोरोट्रिफ्लोरोइथिलीन (पीसीटीएफई) आणि पीएआय प्लास्टिक यांचा समावेश आहे.

उष्णता उपचार

कमी तापमानात मितीय स्थिरता सुधारण्यासाठी रिंगांवर विशेष उष्णता उपचार केले पाहिजेत.

अंतर्गत डिझाइन

कमी तापमानात काम करण्यासाठी आणखी एक विचार म्हणजे बेअरिंगची अंतर्गत रचना.रेडियल प्लेच्या लेव्हलसह बियरिंग्सची रचना केली जाते, परंतु जसजसे तापमान कमी होते, बेअरिंग घटक थर्मल आकुंचनातून जातात आणि त्यामुळे रेडियल प्लेचे प्रमाण कमी होते.ऑपरेशन दरम्यान रेडियल प्लेची पातळी शून्यावर कमी झाल्यास याचा परिणाम बेअरिंगमध्ये बिघाड होईल.कमी तापमानाच्या वापरासाठी असलेल्या बियरिंग्सना खोलीच्या तापमानात अधिक रेडियल प्लेसह डिझाइन केले पाहिजे जेणेकरुन कमी तापमानात रेडियल प्लेच्या स्वीकार्य स्तरावर चालता येईल.

व्हॅक्यूमचा दाब हाताळणे

अल्ट्रा-हाय व्हॅक्यूम वातावरणात जसे की जे इलेक्ट्रॉनिक्स, सेमीकंडक्टर आणि एलसीडी उत्पादनात असतात, दबाव 10-7mbar पेक्षा कमी असू शकतो.अल्ट्रा-हाय व्हॅक्यूम बेअरिंग्सचा वापर सामान्यत: उत्पादन वातावरणात अॅक्ट्युएशन उपकरणांमध्ये केला जातो.आणखी एक वैशिष्ट्यपूर्ण व्हॅक्यूम ऍप्लिकेशन टर्बोमॉलिक्युलर पंप (टीएमपी) आहे जे उत्पादन वातावरणासाठी व्हॅक्यूम तयार करतात.या नंतरच्या ऍप्लिकेशनमध्ये बियरिंग्सना उच्च वेगाने काम करणे आवश्यक असते.

स्नेहन

या परिस्थितींमध्ये स्नेहन महत्वाचे आहे.अशा उच्च व्हॅक्यूममध्ये, मानक स्नेहन ग्रीसचे बाष्पीभवन होते आणि बाहेर वाहून जाते आणि प्रभावी स्नेहन नसल्यामुळे बेअरिंग निकामी होऊ शकते.म्हणून विशेष स्नेहन वापरणे आवश्यक आहे.उच्च व्हॅक्यूम वातावरणासाठी (अंदाजे 10-7 mbar पर्यंत) PFPE ग्रीसचा वापर केला जाऊ शकतो कारण त्यांचा बाष्पीभवनाला जास्त प्रतिकार असतो.अल्ट्रा-हाय व्हॅक्यूम वातावरणासाठी (10-9mbar आणि खाली) घन स्नेहक आणि कोटिंग्ज वापरणे आवश्यक आहे.

मध्यम व्हॅक्यूम वातावरणासाठी (सुमारे 10-2mbar), काळजीपूर्वक डिझाइन आणि विशेष व्हॅक्यूम ग्रीसच्या निवडीसह, सतत वापराच्या 40,000 तासांपेक्षा जास्त (अंदाजे 5 वर्षे) दीर्घायुष्य देणारी, आणि उच्च गतीने कार्य करणारी बेअरिंग सिस्टम असू शकते. साध्य केले.

गंज प्रतिकार

संक्षारक वातावरणात वापरण्यासाठी असलेल्या बियरिंग्जना विशेष कॉन्फिगर करणे आवश्यक आहे कारण ते इतर संक्षारक रसायनांसह आम्ल, अल्कली आणि खारट पाण्याच्या संपर्कात येऊ शकतात.

साहित्य

संक्षारक वातावरणासाठी साहित्य हा एक महत्त्वाचा विचार आहे.स्टँडर्ड बेअरिंग स्टील्स सहजपणे खराब होतात, ज्यामुळे लवकर बेअरिंग अपयशी ठरते.या प्रकरणात, सिरॅमिक बॉलसह SV30 रिंग सामग्रीचा विचार केला पाहिजे कारण ते गंजण्यास अत्यंत प्रतिरोधक आहेत.खरं तर, अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की SV30 सामग्री मीठ स्प्रे वातावरणात इतर गंज प्रतिरोधक स्टीलच्या तुलनेत अनेक पट जास्त काळ टिकू शकते.नियंत्रित सॉल्ट-स्प्रे चाचण्यांमध्ये SV30 स्टील फक्त 1,000 तासांच्या सॉल्ट स्प्रे चाचणीनंतर गंजण्याची किरकोळ चिन्हे दाखवते (आलेख 1 पहा) आणि SV30 चा उच्च गंज प्रतिकार चाचणी रिंगांवर स्पष्टपणे दिसून येतो.झिरकोनिया आणि सिलिकॉन कार्बाइड सारख्या विशेष सिरॅमिक बॉल मटेरिअलचा वापर क्षरण करणाऱ्या पदार्थांना बेअरिंगचा प्रतिकार आणखी वाढवण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

मीडिया स्नेहन पासून अधिक मिळवणे

अंतिम आव्हानात्मक वातावरण हे ऍप्लिकेशन्स आहे जिथे मीडिया वंगण म्हणून कार्य करते, उदाहरणार्थ रेफ्रिजरंट, पाणी किंवा हायड्रॉलिक द्रव.या सर्व ऍप्लिकेशन्समध्ये मटेरियल हा सर्वात महत्वाचा विचार आहे आणि SV30 – सिरेमिक हायब्रीड बियरिंग्स बहुतेक वेळा सर्वात व्यावहारिक आणि विश्वासार्ह समाधान प्रदान करणारे आढळले आहेत.

निष्कर्ष

अत्यंत वातावरणात मानक बियरिंग्जसाठी अनेक ऑपरेशनल आव्हाने आहेत, ज्यामुळे ते अकाली अपयशी ठरतात.या ऍप्लिकेशन्समध्ये बियरिंग्ज काळजीपूर्वक कॉन्फिगर केल्या पाहिजेत जेणेकरून ते हेतूसाठी योग्य असतील आणि उत्कृष्ट दीर्घकाळ टिकणारे कार्यप्रदर्शन देतात.बियरिंग्सची उच्च विश्वासार्हता सुनिश्चित करण्यासाठी स्नेहन, सामग्री, पृष्ठभाग कोटिंग्ज आणि उष्णता उपचारांवर विशेष लक्ष दिले पाहिजे.