ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO.,LTD. ตั้งอยู่ใน FengXian District ของ Shanghai บริษัท "BHS" ของ บริษัท เป็นมืออาชีพ ผู้ผลิตตลับลูกปืนกันรุนแผ่นเอียง และ โรงงานผลิตตลับลูกปืนตลับลูกปืน...
ในเครื่องจักรที่กำลังหมุน โหลดตามแนวแกนที่เกิดจากใบพัด โรเตอร์ และแรงไฮดรอลิกจะต้องถูกลำเลียงโดยส่วนประกอบเฉพาะ เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่วิธีแก้ปัญหาเริ่มต้นคือแผ่นปรับเอียงแบบหน้าแบบบาบบิตหรือส่วนที่ตายตัวบนแผ่นฟิล์มน้ำมัน การออกแบบเหล่านี้ทำงานได้ดี แต่ขึ้นอยู่กับคุณภาพของน้ำมันหล่อลื่น ขั้นตอนการสตาร์ท และความเสถียรทางความร้อนเป็นอย่างมาก เมื่อสภาพการทำงานเบี่ยงเบนไปจากจุดออกแบบ แผ่นเคลือบโลหะอาจครูด เปื้อน หรือยึดได้ภายในระยะเวลาอันสั้น
นี่คือสาเหตุที่ทีมออกแบบจำนวนมากกำลังประเมินอยู่ในขณะนี้ ตลับลูกปืน ptfe และแอบมอง เป็นทางเลือกในทางปฏิบัติ โซลูชั่นหน้าโพลีเมอร์ช่วยรักษาส่วนรองรับเหล็กและรูปทรงการเอียงที่วิศวกรไว้วางใจอยู่แล้ว ขณะเดียวกันก็เปลี่ยนพื้นผิวเลื่อนด้วยวัสดุที่ทนทานต่อการหล่อลื่นขอบเขต การสตาร์ทแบบแห้ง และการปนเปื้อนระยะสั้นได้ดีกว่าโลหะสีขาวทั่วไปมาก
บทความนี้จะอธิบายวิธีการสร้างตลับลูกปืนกันรุนแผ่นเอียงโพลีเมอร์ เปรียบเทียบตระกูลโพลีเมอร์หลักสองตระกูล อธิบายคุณประโยชน์ด้านประสิทธิภาพที่สำคัญในภาคสนาม และเสนอกรอบการปฏิบัติในการเลือกวัสดุหันหน้าที่เหมาะสมสำหรับปั๊ม มอเตอร์แนวตั้ง และเครื่องจักรเทอร์โบ
A แบริ่งแรงขับของแผ่นเอียง เป็นตลับลูกปืนธรรมดาแบบแบ่งส่วน ชุดแผ่นรองจะอยู่รอบๆ เส้นรอบวงของปลอกคอหรือรางที่ติดอยู่กับก้าน แต่ละแผ่นมีอิสระในการหมุนจุดหรือส่วนรองรับลูกบอล ดังนั้นจึงสามารถใช้มุมเล็กๆ ที่จำเป็นในการดึงสารหล่อลื่นเข้าไปในช่องว่างรูปลิ่ม หลักการอุทกไดนามิกนี้ช่วยให้ตลับลูกปืนสามารถรับน้ำหนักตามแนวแกนได้มากโดยไม่ต้องพึ่งพื้นผิวแข็งและเรียงตัวกันอย่างสมบูรณ์แบบ
ในรุ่นโพลีเมอร์ แต่ละแผ่นจะประกอบด้วยส่วนรองรับที่เป็นโลหะ ซึ่งมักจะเป็นเหล็ก และชั้นโพลีเมอร์ที่ยึดติดหรือยึดเชิงกลไว้บนพื้นผิวการทำงาน ส่วนรองรับให้ความแข็งแกร่งและจุดยึดที่เชื่อถือได้สำหรับเดือย ชั้นโพลีเมอร์เป็นส่วนที่สัมผัสกับนักวิ่ง และควบคุมพฤติกรรมการเสียดสีและการสึกหรอส่วนใหญ่
รูปทรงของจุดหมุนมีความสำคัญพอๆ กับวัสดุที่หันหน้า จุดหมุน จุดหมุนของลูกบอล และจุดหมุนแบบยืดหยุ่น จะเปลี่ยนวิธีที่แผ่นตอบสนองต่อน้ำหนักและการวางแนวที่ไม่ตรงเล็กน้อย วิศวกรมักจะระบุประเภทเดือยพร้อมกับจำนวนแผ่น ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 5 ถึง 12 ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางเพลาและน้ำหนักบรรทุก
ใบหน้าแบบ Babbitt ทั่วไปต้องใช้ฟิล์มน้ำมันหนาเพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสกันเมื่อสตาร์ทเครื่องและที่ความเร็วต่ำ ใบหน้าโพลีเมอร์สามารถรับการสัมผัสขอบเขตเป็นระยะๆ โดยไม่เกิดความเสียหายในทันที นี่ไม่ได้หมายความว่าตลับลูกปืนสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องหล่อลื่น แต่ช่วยให้ผู้ออกแบบมีความปลอดภัยที่กว้างขึ้นเมื่อความเร็วต่ำ โหลดสูง หรือการจ่ายน้ำมันถูกขัดจังหวะในช่วงสั้นๆ
วัสดุทั้งสองเป็นโพลีเมอร์ประสิทธิภาพสูงที่ใช้ในการใช้งานตลับลูกปืนที่มีความต้องการสูง แต่มีพฤติกรรมแตกต่างกัน การเลือกควรขึ้นอยู่กับขอบเขตการใช้งานมากกว่าการตั้งค่าทั่วไปสำหรับวัสดุชนิดเดียว
PTFE มีแรงเสียดทานต่ำมากและทนทานต่อสารเคมีหลายชนิดได้ดีเยี่ยม พื้นผิวจะปล่อยสารปนเปื้อนออกมาอย่างรวดเร็ว และค่อนข้างจะให้อภัยได้ในระหว่างการสตาร์ทแบบแห้งหรือใกล้แห้ง ข้อจำกัดหลักคือกลไก ภายใต้แรงอัดสูงอย่างต่อเนื่อง วัสดุจะคืบคลานมากกว่าเทอร์โมพลาสติกสมรรถนะสูงที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม ดังนั้นจึงเหมาะสมกับแรงกดปานกลางและอุณหภูมิที่ดีที่สุด
PEEK มีความแข็งสูงกว่า ต้านทานการคืบคลานได้ดีกว่า และประสิทธิภาพดีกว่าที่อุณหภูมิสูง มักถูกเลือกสำหรับการบรรทุกที่หนักกว่า ความเร็วที่สูงกว่า และการใช้งานที่ความเสถียรของมิติเป็นสิ่งสำคัญ แรงเสียดทานภายใต้สภาวะแห้งมักจะสูงกว่าของ PTFE ดังนั้นการออกแบบการหล่อลื่นรอบๆ จึงมีน้ำหนักมากกว่า
| คุณสมบัติ | หันหน้าไปทาง PTFE | หันหน้าไปทาง PEEK |
|---|---|---|
| แนวโน้มแรงเสียดทาน | ต่ำมาก | ต่ำถึงปานกลาง |
| คืบคลานภายใต้ภาระที่ยั่งยืน | สูงกว่า | ล่าง |
| ทนต่อสารเคมี | ยอดเยี่ยม | ดีมาก |
| ความอดทนในการสตาร์ทแบบแห้ง | ยอดเยี่ยม | ดี |
| ช่วงโหลดทั่วไป | ปานกลาง | ปานกลาง to heavy |
| ช่วงอุณหภูมิโดยทั่วไป | ปานกลาง | สูงกว่า |
กฎที่ใช้ได้จริง: เมื่อมีการสตาร์ทบ่อยครั้งและมีสื่อที่ก้าวร้าวครอบงำ โดยทั่วไปแล้ว PTFE จะเป็นตัวเลือกแรก เมื่อโหลด ความเร็ว และอุณหภูมิมีอิทธิพลเหนือ PEEK มักจะเป็นตัวเลือกที่ปลอดภัยกว่า
ค่าของตลับลูกปืนกันรุนแผ่นโพลีเมอร์เอียงจะแสดงได้ชัดเจนที่สุดในระหว่างเหตุการณ์ชั่วคราว การเริ่มต้น การปิดระบบ การแกว่งของโหลด และการหยุดชะงักของการหล่อลื่นในระยะสั้นเป็นช่วงเวลาที่แผ่นอิเล็กโทรดที่เคลือบด้วยโลหะมีความเสี่ยงมากที่สุด และเป็นช่วงเวลาที่พื้นผิวโพลีเมอร์แข็งให้ระยะขอบที่ยิ่งใหญ่ที่สุด
แรงเสียดทานต่ำช่วยลดการสร้างความร้อนที่ส่วนต่อประสาน ในตลับลูกปืนกันรุนแบบแผ่นเอียงความเร็วสูง เรื่องนี้สำคัญเนื่องจากความร้อนที่ไม่ได้ถูกกำจัดออกไปอย่างรวดเร็วอาจทำให้ฟิล์มน้ำมันบางลงและเร่งการสึกหรอได้ หน้ายางโพลีเมอร์มีแนวโน้มเสียดสีต่ำช่วยรักษาอุณหภูมิของหน้าสัมผัสให้คงที่ และความต้านทานต่อการยึดเกาะช่วยลดความเสี่ยงในการยึดเกาะเมื่อนักวิ่งสูญเสียการรองรับทางอุทกไดนามิกเต็มที่ในช่วงสั้นๆ
การใช้งานปั๊มและกระบวนการหลายอย่างเกี่ยวข้องกับของไหลที่โจมตีพื้นผิวโลหะหรือทำให้สารหล่อลื่นเสื่อมสภาพ พื้นผิวโพลีเมอร์ต้านทานตัวกลางได้หลากหลาย ซึ่งทำให้เหมาะสมอย่างยิ่งกับปั๊มและอุปกรณ์ในโรงงานเคมีที่ต้องจัดการน้ำที่มีของแข็งละลาย ความต้านทานยังช่วยปกป้องนักวิ่งจากการครูดที่มักเกิดจากการสึกหรอจากการกัดกร่อน
การออกแบบแผ่นเอียงช่วยให้แต่ละแผ่นสามารถปรับมุมขณะรับน้ำหนักได้ การจัดตำแหน่งตัวเองนี้ทำให้เกิดช่องว่างที่มาบรรจบกันเพื่อดึงน้ำมันเข้าสู่บริเวณหน้าสัมผัส และสร้างฟิล์มที่มั่นคง เมื่อหน้าโพลีเมอร์ถูกรวมเข้ากับรูปทรงนี้ ตลับลูกปืนสามารถรับแรงตามแนวแกนได้มาก ในขณะที่ยังคงทนต่อแนวที่ไม่ตรงเล็กน้อยที่เกิดขึ้นระหว่างการติดตั้งและการเติบโตทางความร้อน
ตลับลูกปืนกันรุนโพลีเมอร์จะปรากฏขึ้นทุกที่ที่เพลาหมุนส่งแรงตามแนวแกน และสภาพการทำงานทำให้แผ่นเคลือบหน้าโลหะลดลง แต่ละสภาพแวดล้อมมีความสมดุลที่แตกต่างกันระหว่างโหลด ความเร็ว และเคมีของของไหล ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมไม่มีวัสดุหันหน้าไปทางเดียวที่เหมาะสมที่สุดในทุกที่
พิจารณาปั๊มแนวตั้งที่สถานีจัดการน้ำที่ทำงานโดยสตาร์ทบ่อยครั้งในช่วงที่มีความต้องการใช้สูงสุด ในกรณีตัวแทนของประเภทนี้ แผ่นกันลื่นของ Babbitt ดั้งเดิมแสดงการครูดหลังจากเหตุการณ์สตาร์ทแบบแห้งซ้ำแล้วซ้ำอีก หลังจากเปลี่ยนมาใช้การจัดเรียงแผ่นเอียงโพลีเมอร์โดยหันหน้าไปทาง PTFE ความเสียหายขณะสตาร์ทเครื่องลดลง เนื่องจากพื้นผิวทนต่อการสัมผัสขอบเขตในระยะเวลาสั้นๆ โดยไม่ถ่ายโอนวัสดุไปยังปลอกหุ้ม
วิศวกรที่ตรวจสอบตลับลูกปืนกันรุนโพลีเมอร์เป็นครั้งแรกมักจะเริ่มต้นด้วยวัสดุและทำงานย้อนกลับ แนวทางที่เชื่อถือได้มากกว่าคือการกำหนดขอบเขตปฏิบัติการก่อน แล้วปล่อยให้ทางเลือกที่หันหน้าตามมา ลำดับด้านล่างนี้เป็นจุดเริ่มต้นที่สามารถทำงานได้สำหรับการทำงานของปั๊มและมอเตอร์ส่วนใหญ่
PTFE เหมาะกับการรับน้ำหนักปานกลาง การสตาร์ทบ่อยครั้ง ตัวกลางที่ลุกลาม และการใช้งานที่แรงเสียดทานต่ำที่สุดมีความสำคัญมากกว่าความแข็งสูงสุด นอกจากนี้ยังเป็นตัวเลือกที่ดีในกรณีที่มีแนวโน้มที่จะเกิดการปนเปื้อน เนื่องจากพื้นผิวของมันทนต่อเศษขยะเป็นครั้งคราวได้ดีกว่าทางเลือกอื่นๆ
PEEK เหมาะกว่าเมื่อบรรทุกหนัก ความเร็วสูง หรืออุณหภูมิสูงขึ้นอย่างมาก ความต้านทานการคืบช่วยให้รูปทรงของแผ่นมีความเสถียรตลอดระยะเวลาการบริการที่ยาวนาน ซึ่งช่วยรักษาช่องว่างการบรรจบกันที่การออกแบบการเอียงขึ้นอยู่กับ
แม้แต่วัสดุหันหน้าที่ดีที่สุดก็ยังทำงานได้ไม่ดีหากการติดตั้งไม่ระมัดระวัง ความเรียบของนักวิ่ง การตกแต่งพื้นผิว และการจัดตำแหน่ง ล้วนส่งผลต่อความเร็วของตลับลูกปืนกันรุนแบบแผ่นเอียงโพลีเมอร์ถึงการทำงานที่มั่นคง สารหล่อลื่นที่สะอาดและขั้นตอนการทำงานแบบควบคุมมีความสำคัญเท่าเทียมกัน
ระยะเวลาการทำงานที่ควบคุมได้ช่วยให้พื้นผิวโพลีเมอร์ปรับตามตัวนักวิ่งได้อย่างนุ่มนวล ในระหว่างขั้นตอนนี้ ควรเพิ่มน้ำหนักและความเร็วเป็นขั้นๆ และควรบันทึกอุณหภูมิและการสั่นสะเทือนในแต่ละขั้นตอน การใส่ฟิล์มกะทันหันก่อนที่ฟิล์มจะติดเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการสึกหรอตั้งแต่เนิ่นๆ ที่สามารถหลีกเลี่ยงได้
ตลับลูกปืน PTFE และ PEEK นำเสนอวิธีที่ใช้งานได้จริงในการรวมรูปทรงเรขาคณิตที่ได้รับการพิสูจน์แล้วของตลับลูกปืนกันรุนแบบแผ่นเอียงเข้ากับหน้าสัมผัสที่ทนทานต่อสภาวะที่มักสร้างความเสียหายให้กับแผ่นโลหะ ทางเลือกที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับภาพที่ชัดเจนของโหลด ความเร็ว อุณหภูมิ ตัวกลาง และพฤติกรรมการสตาร์ทเครื่อง วิศวกรที่กำหนดเงื่อนไขเหล่านี้ตั้งแต่เนิ่นๆ มักจะเลือกพื้นผิวที่ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือตลอดอายุการใช้งานของเครื่องจักร
ข้อได้เปรียบหลักคือความอดทน ใบหน้าโพลีเมอร์สามารถรับการสัมผัสขอบเขตสั้นๆ ระหว่างการเริ่มต้น ปิดเครื่อง และการทำงานที่ความเร็วต่ำ โดยไม่เกิดการครูดทันทีซึ่งมักส่งผลต่อแผ่นเคลือบหน้าโลหะ ซึ่งจะทำให้อัตรากำไรจากการดำเนินงานกว้างขึ้น และลดผลที่ตามมาของการหล่อลื่นที่ไม่สมบูรณ์
โดยทั่วไปแล้ว PTFE จะแสดงแนวโน้มการเสียดสีที่ต่ำกว่าภายใต้สภาวะแห้งหรือใกล้แห้ง อย่างไรก็ตาม PEEK อาจเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าเมื่อโหลด ความเร็ว หรืออุณหภูมิสูง เนื่องจากความแข็งและความต้านทานการคืบทำให้รูปทรงของแผ่นมีความเสถียร ตัวเลือกที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับขอบเขตการใช้งานทั้งหมด
ปั๊มกังหันแนวตั้งและปั๊มหอยโข่งขนาดใหญ่เป็นตัวอย่างทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแรงขับไฮดรอลิกมีความสำคัญและการจ่ายสารหล่อลื่นอาจถูกขัดจังหวะในระหว่างการสตาร์ทหรือปิดเครื่อง แบริ่งต้องตรงกับขนาดแรงขับและของเหลวที่ถูกสูบ
ในหลายกรณีใช่ แต่ต้องตรวจสอบรูปทรงของพาหะ ประเภทเดือย ผิวรันเนอร์ และระยะหลบก่อน การปรับปรุงใหม่ควรถือเป็นการเปลี่ยนแปลงทางวิศวกรรม โดยผิวหน้าแบบใหม่จะตรวจสอบกับข้อมูลโหลด ความเร็ว และอุณหภูมิที่แท้จริงของเครื่องจักร
แบริ่งธรรมดาแบบแรงขับจะรับภาระตามแนวแกนผ่านทางส่วนต่อประสานแบบเลื่อนซึ่งต้องใช้ฟิล์มหล่อลื่น แทนที่จะผ่านองค์ประกอบแบบกลิ้ง โดยทั่วไปแล้ว ตลับลูกปืนธรรมดาจะทนต่อแรงกระแทกและความเร็วสูงได้ดี และไม่เกิดความเมื่อยล้าจากการกลิ้ง แต่จำเป็นต้องให้ความใส่ใจในการหล่อลื่นและสภาพพื้นผิวอย่างระมัดระวัง