Önkenő csapágyak: mik ezek és miért tartanak

A forgó gépekben a csapágyak meghibásodása a fő oka a nem tervezett leállásoknak – a becslések szerint az elektromos motorok meghibásodásának 40-50 százalékáért világszerte az Electric Power Research Institute szerint. Önkenő csapágyak kifejezetten a statisztikát meghatározó kenési hibák kiküszöbölésére tervezték. Annak megértése, hogy mik ezek, hogyan működik a kenés valójában egy csapágy belsejében, és mi öli meg a csapágyakat idő előtt, a karbantartó mérnökök és berendezéstervezők alapot adnak ahhoz, hogy minden alkalommal meghozzák a megfelelő döntést a specifikáció tekintetében.

Mi az önkenő csapágy?

A önkenő csapágy egy siklócsapágy, amelyet úgy terveztek, hogy külső kenés nélkül működjön – nincs zsír, nincs olaj, nincsenek karbantartási időközök. Ezt úgy éri el, hogy a kenőanyagot közvetlenül a szerkezetébe építi be, akár szilárd adalékként a csapágy anyagában, akár porózus mátrixként, amely nyomás és hő hatására olajat bocsát ki, vagy beágyazott bélésként, amely vékony kenőfilmet visz át a tengelyre, amikor az forog.

A definíció, ami mérnöki szempontból számít: önkenő csapágy minden olyan csapágy, amelynek tribológiai teljesítményét teljes mértékben a csapágyon belüli anyagok vagy szerkezetek tartják fenn, névleges élettartama nem függ a kívülről alkalmazott kenőanyagtól.

Kell-e kenni a csapágyakat?

A szabványos gördülőcsapágyak – golyóscsapágyak, görgőscsapágyak, kúpos csapágyak – kivétel nélkül kenést igényelnek. A gördülőelemeket a versenypályától elválasztó kenőanyagfilm nélkül az indítást követő másodperceken belül fém-fém érintkezés lép fel, ami hőt, lyukfoltot és gyorsuló kopást eredményez, ami meghibásodáshoz vezet.

A hagyományos csapágyban lévő kenőanyag négy funkciót lát el egyszerre:

• Hidrodinamikus filmet képez, amely megakadályozza a fém közvetlen érintkezését a gördülőelemek és a futópályák között
• Elvezeti a gördülő érintkezés és a belső súrlódás következtében keletkező hőt
• Megvédi a belső felületeket az oxidációtól, a nedvesség behatolásától és a korrozív technológiai közegektől
• Felfüggeszti és kiöblíti a kopó törmeléket és szennyeződésrészecskéket, mielőtt koptató károsodást okoznának

A kritikus megkülönböztetés: önkenő csapágys mind a négy funkciót anyagi szerkezetükön keresztül teljesítik, nem pedig rendszeres karbantartással. A szinterezett bronz csapágy üzemi körülmények között tárolt olajat bocsát ki; a PTFE-bevonatú csapágy transzfer filmet visz át a tengelyre; a grafitdugós csapágy magas hőmérsékleten bocsátja ki a kenőanyagot, amikor a hagyományos zsír meghibásodik. A kenőanyag beépített – nem kívülről adagolva.

Miért nem működnek a csapágyak: A hat kiváltó ok

Az SKF csapágyhibaelemző programja, amely több mint 100 éves helyszíni adatokra támaszkodik, a korai csapágyhibák körülbelül 80 százalékát megelőzhető okoknak tulajdonítja. Ezen kiváltó okok megértése az első lépés annak meghatározása felé, hogy a önkenő csapágy vagy a hagyományos kenésű csapágy a megfelelő választás az adott alkalmazáshoz.

A kenéssel összefüggő hibák önmagukban az összes idő előtti csapágyhibák több mint egyharmadát teszik ki a területen. Ez az elsődleges mérnöki eset önkenő csapágys olyan alkalmazásokban, ahol a karbantartáshoz való hozzáférés korlátozott, a kenési intervallumokat nehéz betartani, vagy a működési környezetek (magas hőmérséklet, magas páratartalom, vegyi expozíció) gyorsan lebontják a hagyományos kenőanyagokat.

Szennyezés: a csendes hibagyorsító

A szennyeződés a leginkább alábecsült csapágymeghibásodási mód az ipari környezetben. A csapágy kenőanyag-rétegének vastagságánál mindössze 1 mikronnal nagyobb kemény törmelék egyetlen részecske is elegendő ahhoz, hogy felületi horpadást okozzon a futópályán. A cementgyárakban, acélgyárakban és a bányászati ​​műveletekben a levegőben szálló szilícium-dioxid és fémtörmelék olyan szennyeződési körülményeket teremtenek, amelyek 75 százalékkal vagy többel csökkentik a csapágy élettartamát a tisztatéri vizsgálati körülményekhez képest – a kenés minőségétől függetlenül.

Lezárva önkenő csapágys A polimer vagy PTFE kompozit konstrukciók szerkezeti előnyt kínálnak: nincsenek zsírzógombok, nincsenek nyitott nyílások, és nincsenek olyan karbantartási időközök, amelyek a tömítés integritásának megsértését igényelnék. A csapágy a beépítéstől az élettartam végéig zárt rendszer.

Gyakran Ismételt Kérdések

Használhatók-e önkenő csapágyak nagy sebességű alkalmazásokban?

A csapágy típusától függ. A szinterezett, olajjal impregnált bronz csapágyak jól teljesítenek közepestől nagy sebességig (PV-értékek 1,8 MPa·m/s-ig standard minőségeknél). A PTFE kompozit csapágyak jobban megfelelnek az oszcilláló vagy lassan forgó alkalmazásokhoz, ahol a hidrodinamikus filmképződés korlátozott. A grafitdugós csapágyak általában alacsony sebességre korlátozódnak, de kiválóak a magas hőmérsékletű környezetben. Mindig ellenőrizze a csapágy névleges PV (nyomás-sebesség) értékét az alkalmazás kombinált terhelése és sebessége alapján, mielőtt megadná.

Honnan tudhatom, hogy egy önkenő csapágyat mikor kell cserélni?

A legfontosabb indikátorok közé tartozik a megnövekedett működési zaj vagy rezgés, a csapágy meghatározott futási hézagát meghaladó mérhető tengelyjáték, az alapérték fölé emelkedett üzemi hőmérséklet vagy a tengely érintkezési felületének látható kopása. A szinterezett fémtípusok esetében a csere akkor javasolt, ha a csapágy eléri a tervezett falvastagság körülbelül 80 százalékát. A polimer csapágyak jellemzően látható felületi kopást vagy méretváltozást mutatnak a furatban a meghibásodás előtt.

Az önkenő csapágyak alkalmasak élelmiszer-feldolgozási alkalmazásokra?

Igen – az UHMWPE-ből, acetálból vagy FDA-kompatibilis PTFE-ből készült polimer alapú önkenő csapágyakat széles körben használják élelmiszer- és italgyártásban, éppen azért, mert kiküszöbölik a termékáramba kerülő zsír vagy olaj szennyeződésének kockázatát. Korrózióállóak, könnyen tisztíthatók, nem mérgezőek, és nem igényelnek kenést, ami élelmiszerbiztonsági megfelelési problémát okozhat. Mindig ellenőrizze az FDA vagy az EU 10/2011 megfelelőségét az adott polimer minőségre vonatkozóan, mielőtt élelmiszerrel érintkező zónába telepíti.

Mennyi az önkenő csapágy jellemző élettartama a zsírozott csapágyakhoz képest?

Ideális körülmények között megfelelő kenés mellett a kiváló minőségű gördülőcsapágy ciklusonként tovább bírja az önkenő siklócsapágyat. Azonban a valós alkalmazásokban, ahol változatos karbantartási viszonyok, zord környezetek vagy nehezen hozzáférhető beépítési pontok állnak rendelkezésre, az önkenő csapágyak következetesen hosszabb tényleges élettartamot biztosítanak. Az SKF és az NSK helyszíni adataiból származó tanulmányok azt mutatják, hogy a zsírozott csapágyakról önkenő alternatívákra való átállás a bányászati ​​szállítószalag-alkalmazásokban 2,5-4-szeresére növelte a cserék közötti átlagos időt, elsősorban a kenés-meghibásodások kiküszöbölésével.