تاثیر روغن مورد استفاده در بلبرینگ بر کارایی آن

 تاثیر روغن مورد استفاده در بلبرینگ بر کارایی آن

به عنوان یک محصول جدید یاتاقان رده بالا، بلبرینگ های سرامیکی کامل در انواع مختلف مورد علاقه هستند. با این حال، مطالعات کمی در مورد روانکاری بلبرینگ های سرامیکی کامل انجام شده است. هدف از این مطالعه نشان دادن رابطه بین ارتعاش و افزایش دما بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای سرامیکی کامل و ویسکوزیته روان‌کننده و بهبود عمر مفید یاتاقان‌ها است. در این مطالعه، اثرات ویسکوزیته روان‌کننده بر ارتعاش و افزایش دمای بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای سرامیکی نیترید سیلیکون تحت بارهای محوری و سرعت‌های چرخش مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. در اینجا، یک مدل ریاضی از روانکاری روغن مناسب برای بلبرینگ های سرامیکی کامل ایجاد می شود و رابطه بین ویسکوزیته روان کننده، ضخامت لایه روان کننده، ارتعاش حلقه بیرونی و افزایش دمای یاتاقان مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد.

مشخص شد که ارتعاش و افزایش دما ابتدا کاهش می یابد و سپس با افزایش ویسکوزیته روان کننده افزایش می یابد. در این محدوده، یک مقدار ویسکوزیته بهینه برای به حداقل رساندن ارتعاش و افزایش دمای بلبرینگ تماس زاویه ای کامل سرامیکی وجود دارد. سایش سطح تماس بلبرینگ تماس زاویه ای کامل سرامیکی تحت ویسکوزیته های مختلف روان کننده بسیار متفاوت است. هیچ سایش آشکاری در سطح تماس تحت ویسکوزیته بهینه وجود ندارد و طول عمر بلبرینگ بسیار بهبود یافته است. این نتایج می‌تواند نقش مهمی در آشکار کردن مکانیسم روان‌کننده بلبرینگ‌های سرامیکی کامل و بهبود عمر مفید آن‌ها تحت روان‌کاری بهینه داشته باشد.

با پیشرفت علم و فناوری، محیط و شرایط کاربرد بلبرینگ‌ها مانند سرعت بالا، درجه حرارت بالا، مقاومت در برابر خوردگی، قابلیت کار در میدان‌های مغناطیسی قوی و روان‌کاری بدون روغن، روز به روز بیشتر مورد تقاضا قرار می‌گیرد. بلبرینگ های فلزی با روغن کاری گریس و روغن کاری به تدریج نتوانسته اند این الزامات را برآورده کنند. به عنوان یک محصول پیشرفته جدید، بلبرینگ‌های سرامیکی کامل در شرایط مختلف کاری شدید به دلیل ویژگی‌های موادشان بهینه هستند.

به عنوان ضمانت اساسی برای عملکرد بلبرینگ های سرامیکی کامل، شرایط روانکاری بهینه یکی از پارامترهای مهم موثر بر عملکرد آنها است. طبق آمار، نسبت شکست بلبرینگ های سرامیکی کامل ناشی از روانکاری ضعیف حدود 72.2 درصد بود. برای یاتاقان‌های توپ سرامیکی کامل، نظریه و روش‌های روانکاری بخش مهمی از فرآیند کلی طراحی، ساخت و کاربرد است. ویسکوزیته روانکار، به عنوان یک پارامتر کلیدی برای بهبود راندمان روانکاری و اثر روانکاری، یک شاخص مهم برای اندازه گیری عملکرد روغن روان کننده است. در فرآیند روانکاری بلبرینگ های سرامیکی کامل، ویسکوزیته روان کننده نیز نقش مهمی در تشکیل یک فیلم روان کننده خوب بین توپ و حلقه ایفا می کند. بنابراین، مطالعه مکانیسم اثر ویسکوزیته روان کننده بر روانکاری بلبرینگ های سرامیکی کامل برای انتخاب روغن روان کننده، بهبود عملکرد روانکاری و بهبود عمر مفید مهم است.

تحقیقات بر روی روانکاری بیرینگ ها

در سال های اخیر تحقیقات گسترده ای در مورد ویژگی های روانکاری بلبرینگ ها انجام شده است. سو او و همکاران فن‌آوری گریس روان‌کننده بلبرینگ‌های سرامیکی هیبریدی را تجزیه و تحلیل کردند و آزمایش‌های تبخیر گریس‌های مختلف را تحت شرایط کاری واقعی کمپرسورهای سرد انجام دادند. امکان استفاده از بلبرینگ های سرامیکی هیبریدی روغن کاری شده با گریس بر روی کمپرسورهای سرد تایید شد. یوان و همکاران افزایش دما و ارتعاش یاتاقان های فلزی و یاتاقان های سرامیکی هیبریدی را تحت ویسکوزیته های روان کننده مختلف در سرعت های بالا مورد مطالعه قرار دادند. ون و همکاران روش‌های مختلف روان‌کاری برای بلبرینگ‌های سرامیکی نیترید سیلیکون را توضیح و تشریح کردند.

آنها فناوری روانکاری آینده بلبرینگ‌های سرامیکی نیترید سیلیکون را پیش‌بینی کردند و ایده‌های توسعه جدیدی را برای فناوری روغن‌کاری آینده پیشنهاد کردند. با در نظر گرفتن پارامترهای روان کننده، هوانگ و همکاران اثر ویسکوزیته و چگالی روانکار را بر دینامیک یاتاقان های توپی تماس زاویه ای در شرایط کاری ایده آل و واقعی تجزیه و تحلیل کردند و هدفشان ارائه یک مرجع داده برای طراحی چنین یاتاقان ها بود. بر اساس مدل هندسه روانکاری الاستو هیدرودینامیک بلبرینگ های سرامیکی هیدرو هیبریدی، ژانگ و همکاران اثر گیج آب را بر ضخامت فیلم فشار بلبرینگ های سرامیکی هیدرو هیبریدی روانکاری شده با آب در شرایط مختلف مطالعه کردند. ژو و همکاران شرایط عملیاتی بلبرینگ های سرامیکی کامل و بلبرینگ های فولادی روغن کاری نشده را مقایسه کردند و افزایش دما، ارتعاش و عمر خستگی آنها را ثبت کردند. دیمیتریچنکو و همکاران یک مدل دینامیکی از یاتاقان‌های ساچمه ای ایجاد کردند و اثرات مدل‌های رئولوژیکی مختلف روان‌کننده‌ها و فشار هیدرودینامیکی را بر دینامیک یاتاقان‌ها مطالعه کردند.

ون و همکاران اثر عیوب راه آهن بیرونی با اندازه ها و زوایای موقعیت متفاوت را بر روی دینامیک بلبرینگ تحت شرایط کاری با سرعت بالا بررسی کردند. او و همکاران با در نظر گرفتن بلبرینگ سرامیکی زاویه‌ای با سرعت بالا به عنوان هدف تحقیق، یک میز آزمایش گریس با سرعت بالا طراحی کردند، روان‌کاری گریس را با روغن‌کاری غبار روغن مقایسه کردند و رابطه بین سرعت، بار و افزایش دما در سرعت بالا را مطالعه کردند. بلبرینگ. ژانگ و همکارانش فرمول های محاسبه ضرایب کشش الاستو هیدرودینامیکی سه روان کننده هوانوردی را از طریق آزمایشات به دست آوردند و معادلات دیفرانسیل دینامیکی غیرخطی بلبرینگ های تماس زاویه ای با سرعت بالا را ایجاد کردند. دونگ و همکاران یک روش تحلیل دینامیکی عددی را برای یاتاقان‌های ساچمه ای پیشنهاد کردند. بر اساس تئوری تماس هرتز و تئوری روانکاری الاستوهیدرودینامیکی، نیروی تماس طبیعی بین توپ و مسیر مسابقه محاسبه شد و نتایج با هم مقایسه شدند.

شی و همکاران با هدف سختی بالا و بار ناهموار تحت روانکاری بلبرینگ های سرامیکی کامل، شرایط بار ناهموار را به مدل دینامیکی اضافه کردند تا اثرات تحمل قطر توپ، آرایش توپ و تعداد توپ بین اندرکنش حلقه داخلی و توپ. در ترکیب با سرعت کم و شرایط بار سنگین در راه اندازی و خاموش شدن، شی و همکاران عملکرد دینامیکی بلبرینگ های آیرودینامیکی را در تئوری روانکاری هیبریدی حرارتی الاستو هیدرودینامیک وارد کردند، دقت مدل روغن کاری عددی تحت سرعت کم و بار سنگین توسط آزمایش ها تأیید شد.

از نتایج فوق می توان دریافت که تحقیقات قبلی در مورد روانکاری بلبرینگ های ساچمه ای عمدتاً بر روانکاری بلبرینگ های فلزی و بلبرینگ های سرامیکی هیبریدی متمرکز بوده است و مطالعات نسبتا کمی بر روانکاری بلبرینگ های سرامیکی کامل متمرکز شده است. . تنها تعداد کمی از کارشناسان روانکاری بلبرینگ های سرامیکی کامل را مورد مطالعه قرار داده اند و کار آنها فقط به ویژگی های عالی بلبرینگ های سرامیکی کامل در شرایط روانکاری استاندارد محدود می شود. اثرات ویژگی های روان کننده (مانند ترکیب، ویسکوزیته، و غیره) بر طول عمر بلبرینگ های سرامیکی کامل اندازه گیری نشده است. بنابراین، مطالعه حاضر از یک ابزار اندازه‌گیری ارتعاش یاتاقان BVT-1A برای آزمایش اثرات ویسکوزیته روان‌کننده تحت شرایط کاری مختلف بر روی بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای سرامیکی (از این پس بلبرینگ‌های سرامیکی کامل نامیده می‌شود) که از مواد سرامیکی نیترید سیلیکون ساخته شده‌اند، استفاده کرد.

ارتعاش حلقه بیرونی و افزایش دمای بلبرینگ های سرامیکی کامل تحت ویسکوزیته های روان کننده مختلف اندازه گیری شد. ارتعاش و افزایش دمای بلبرینگ‌های سرامیکی کامل و یاتاقان‌های ساچمه‌ای فلزی به صورت تجربی مقایسه شد. همراه با داده های آزمون، یک مدل ریاضی مناسب برای بلبرینگ های سرامیکی کامل روغن کاری شده با روغن ایجاد شد. علاوه بر این، یک میکروسکوپ الکترونی روبشی S-4800 برای مشاهده توپوگرافی سطح توپ و قفس سرامیکی پس از آزمایش استفاده شد. نتیجه گیری مربوطه مورد بحث قرار می گیرد. نتایج این مقاله برای انتخاب روان کننده کامل بلبرینگ سرامیکی، بهبود روانکاری و عمر مفید آن، و ارائه پشتیبانی داده برای روانکاری بلبرینگ های سرامیکی کامل از اهمیت بالایی برخوردار است. علاوه بر این، مدل ریاضی روانکاری ایجاد شده در این مقاله همچنین راهنمایی برای انتخاب ویسکوزیته بهینه روان کننده ها برای بلبرینگ های سرامیکی کامل در کاربردهای عملی ارائه می دهد.