पूरे उद्योग में विश्वसनीयता में सुधार की बढ़ती मांग का मतलब है कि इंजीनियरों को अपने उपकरणों के सभी घटकों पर विचार करने की आवश्यकता है।बियरिंग सिस्टम एक मशीन में महत्वपूर्ण भाग होते हैं और उनकी विफलता के विनाशकारी और महंगे परिणाम हो सकते हैं।असर डिजाइन का विश्वसनीयता पर एक बड़ा प्रभाव पड़ता है, विशेष रूप से उच्च या निम्न तापमान, वैक्यूम और संक्षारक वातावरण सहित अत्यधिक परिचालन स्थितियों में।यह आलेख चुनौतीपूर्ण वातावरण के लिए बीयरिंग निर्दिष्ट करते समय विचार करने की रूपरेखा तैयार करता है, इसलिए इंजीनियर अपने उपकरणों की उच्च विश्वसनीयता और उत्कृष्ट लंबे जीवन प्रदर्शन सुनिश्चित कर सकते हैं।

एक असर प्रणाली में उदाहरण के लिए गेंद, अंगूठियां, पिंजरे और स्नेहन सहित कई तत्व शामिल हैं।मानक बीयरिंग आमतौर पर कठोर वातावरण की कठोरता के लिए खड़े नहीं होते हैं और इसलिए अलग-अलग हिस्सों पर विशेष ध्यान देने की आवश्यकता होती है।सबसे महत्वपूर्ण तत्व स्नेहन, सामग्री, और विशेष गर्मी उपचार या कोटिंग्स हैं और प्रत्येक कारक को देखकर मतलब है कि बीयरिंग को एप्लिकेशन के लिए सबसे अच्छा कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।

उच्च तापमान पर संचालन

उच्च तापमान अनुप्रयोग, जैसे कि एयरोस्पेस उद्योग के भीतर एक्चुएशन सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले मानक बीयरिंग के लिए चुनौतियां पेश कर सकते हैं।इसके अलावा, उपकरणों में तापमान बढ़ रहा है क्योंकि इकाइयां तेजी से छोटी होती जा रही हैं और बिजली-घनत्व में वृद्धि हुई है, और यह औसत असर के लिए एक मुद्दा बन गया है।

स्नेहन

स्नेहन यहाँ एक महत्वपूर्ण विचार है।तेल और ग्रीस में अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान होता है, जिस बिंदु पर वे ख़राब होना शुरू हो जाते हैं और जल्दी से वाष्पित हो जाते हैं जिससे असर विफलता हो जाती है।मानक ग्रीस अक्सर लगभग 120 डिग्री सेल्सियस के अधिकतम तापमान तक सीमित होते हैं और कुछ पारंपरिक उच्च तापमान वाले ग्रीस 180 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान का विरोध करने में सक्षम होते हैं।

हालांकि, उन अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें उच्च तापमान की आवश्यकता होती है, विशेष फ्लोरिनेटेड स्नेहक ग्रीस उपलब्ध होते हैं और 250 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान प्राप्त किया जा सकता है।जहां तरल स्नेहन संभव नहीं है, ठोस स्नेहन एक विकल्प है जो उच्च तापमान पर भी कम गति विश्वसनीय संचालन की अनुमति देता है।इस मामले में मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड (MOS2), टंगस्टन डाइसल्फ़ाइड (WS2), ग्रेफाइट या पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (PTFE) को ठोस स्नेहक के रूप में अनुशंसित किया जाता है क्योंकि वे बहुत अधिक तापमान को लंबे समय तक सहन कर सकते हैं।

सामग्री

जब 300 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान की बात आती है तो विशेष रिंग और बॉल सामग्री आवश्यक होती है।AISI M50 एक उच्च तापमान वाला स्टील है जिसे आमतौर पर अनुशंसित किया जाता है क्योंकि यह उच्च तापमान पर उच्च पहनने और थकान प्रतिरोध प्रदर्शित करता है।BG42 एक और उच्च तापमान वाला स्टील है जिसमें 300 ° C पर अच्छी गर्म कठोरता होती है और आमतौर पर इसे निर्दिष्ट किया जाता है क्योंकि इसमें उच्च स्तर का संक्षारण प्रतिरोध होता है और यह अत्यधिक तापमान पर थकान और पहनने के लिए भी कम संवेदनशील होता है।

उच्च तापमान पिंजरों की भी आवश्यकता होती है और उन्हें पीटीएफई, पॉलीमाइड, पॉलियामाइड-इमाइड (पीएआई) और पॉलीथर-ईथर-कीटोन (पीईईके) सहित विशेष बहुलक सामग्री में आपूर्ति की जा सकती है।उच्च तापमान वाले तेल स्नेहक प्रणालियों के लिए पिंजरों को कांस्य, पीतल या चांदी-चढ़ाया हुआ स्टील से भी निर्मित किया जा सकता है।

कोटिंग्स और गर्मी उपचार

घर्षण का मुकाबला करने, जंग को रोकने और पहनने को कम करने के लिए उन्नत कोटिंग्स और सतह के उपचार को बीयरिंग पर लागू किया जा सकता है, इस प्रकार उच्च तापमान पर असर प्रदर्शन में सुधार होता है।उदाहरण के लिए, प्रदर्शन और विश्वसनीयता में सुधार के लिए स्टील के पिंजरों को चांदी के साथ लेपित किया जा सकता है।स्नेहक की विफलता/भुखमरी के मामले में, चांदी-चढ़ाना एक ठोस स्नेहक की तरह कार्य करता है, जिससे असर थोड़े समय के लिए या आपातकालीन स्थिति में चलता रहता है।

कम तापमान पर विश्वसनीयता

पैमाने के दूसरे छोर पर, मानक बीयरिंगों के लिए कम तापमान समस्याग्रस्त हो सकता है।

स्नेहन

कम तापमान अनुप्रयोगों में, उदाहरण के लिए, क्रायोजेनिक पंपिंग अनुप्रयोगों में -190 डिग्री सेल्सियस के क्षेत्र में तापमान के साथ, तेल स्नेहन मोमी हो जाता है जिसके परिणामस्वरूप असर विफल हो जाता है।MOS2 या WS2 जैसे ठोस स्नेहन विश्वसनीयता में सुधार के लिए आदर्श हैं।इसके अलावा, इन अनुप्रयोगों में, पंप किया जा रहा मीडिया स्नेहक के रूप में कार्य कर सकता है, इसलिए मीडिया के साथ अच्छी तरह से काम करने वाली सामग्रियों का उपयोग करके इन कम तापमान पर संचालित करने के लिए बीयरिंगों को विशेष रूप से कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता होती है।

सामग्री

एक सामग्री जिसका उपयोग असर के थकान जीवन को बेहतर बनाने और प्रतिरोध पहनने के लिए किया जा सकता है, वह है SV30® - एक कठोर, उच्च नाइट्रोजन, संक्षारण प्रतिरोधी स्टील के माध्यम से एक मार्टेंसिटिक।सिरेमिक गेंदों की भी सिफारिश की जाती है क्योंकि वे बेहतर प्रदर्शन प्रदान करते हैं।सामग्री के अंतर्निहित यांत्रिक गुणों का मतलब है कि वे खराब स्नेहन की स्थिति में उत्कृष्ट संचालन प्रदान करते हैं, और यह कम तापमान पर मज़बूती से संचालित करने के लिए बेहतर अनुकूल है।

पिंजरे की सामग्री को भी यथासंभव पहनने के लिए प्रतिरोधी चुना जाना चाहिए और यहां अच्छे विकल्पों में PEEK, Polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) और PAI प्लास्टिक शामिल हैं।

उष्मा उपचार

कम तापमान पर आयामी स्थिरता में सुधार के लिए रिंगों को विशेष रूप से गर्मी का इलाज किया जाना चाहिए।

आंतरिक डिजाइन

कम तापमान में काम करने के लिए एक और विचार असर का आंतरिक डिजाइन है।बियरिंग्स को रेडियल प्ले के स्तर के साथ डिज़ाइन किया गया है, लेकिन जैसे-जैसे तापमान कम होता है, असर वाले घटक थर्मल संकुचन से गुजरते हैं और रेडियल प्ले की मात्रा कम हो जाती है।यदि ऑपरेशन के दौरान रेडियल प्ले का स्तर शून्य हो जाता है तो इसका परिणाम असर विफलता में होगा।कम तापमान अनुप्रयोगों के लिए अभिप्रेत बियरिंग्स को कमरे के तापमान पर अधिक रेडियल प्ले के साथ डिज़ाइन किया जाना चाहिए ताकि कम तापमान पर ऑपरेटिंग रेडियल प्ले के स्वीकार्य स्तर की अनुमति मिल सके।

वैक्यूम के दबाव को संभालना

अल्ट्रा-हाई वैक्यूम वातावरण में जैसे कि इलेक्ट्रॉनिक्स, अर्धचालक और एलसीडी के निर्माण में मौजूद हैं, दबाव 10-7mbar से कम हो सकता है।अल्ट्रा-हाई वैक्यूम बियरिंग्स का उपयोग आमतौर पर विनिर्माण वातावरण के भीतर एक्चुएशन उपकरण में किया जाता है।एक अन्य विशिष्ट वैक्यूम एप्लिकेशन टर्बोमोलेक्यूलर पंप (टीएमपी) है जो विनिर्माण वातावरण के लिए वैक्यूम उत्पन्न करता है।इस बाद के आवेदन में बीयरिंगों को अक्सर उच्च गति पर काम करने की आवश्यकता होती है।

स्नेहन

इन स्थितियों में स्नेहन महत्वपूर्ण है।ऐसे उच्च वैक्यूम में, मानक स्नेहन ग्रीस वाष्पित हो जाते हैं और बाहर निकल जाते हैं, और प्रभावी स्नेहन की कमी के परिणामस्वरूप असर विफलता हो सकती है।इसलिए विशेष स्नेहन का उपयोग करने की आवश्यकता है।उच्च वैक्यूम वातावरण के लिए (लगभग 10-7 एमबार तक) पीएफपीई ग्रीस का उपयोग किया जा सकता है क्योंकि उनके पास वाष्पीकरण के लिए बहुत अधिक प्रतिरोध होता है।अल्ट्रा-हाई वैक्यूम वातावरण (10-9mbar और नीचे) के लिए ठोस स्नेहक और कोटिंग्स का उपयोग करने की आवश्यकता है।

मध्यम वैक्यूम वातावरण (लगभग 10-2mbar) के लिए, विशेष वैक्यूम ग्रीस के सावधानीपूर्वक डिजाइन और चयन के साथ, असर सिस्टम जो 40,000 घंटे (लगभग 5 वर्ष) से ​​अधिक के निरंतर उपयोग के लंबे जीवन काल प्रदान करते हैं, और उच्च गति पर काम करते हैं, हो सकते हैं हासिल।

जंग प्रतिरोध

संक्षारक वातावरण में उपयोग के लिए अभिप्रेत बियरिंग्स को विशेष रूप से कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता होती है क्योंकि वे संभावित रूप से अन्य संक्षारक रसायनों के बीच एसिड, क्षार और खारे पानी के संपर्क में आ सकते हैं।

सामग्री

संक्षारक वातावरण के लिए सामग्री एक महत्वपूर्ण विचार है।मानक असर वाले स्टील्स आसानी से खराब हो जाते हैं, जिससे जल्दी असर विफल हो जाता है।इस मामले में, सिरेमिक गेंदों के साथ SV30 रिंग सामग्री पर विचार किया जाना चाहिए क्योंकि वे जंग के लिए अत्यधिक प्रतिरोधी हैं।वास्तव में, अध्ययनों से पता चला है कि एसवी 30 सामग्री नमक स्प्रे वातावरण में अन्य संक्षारण प्रतिरोधी स्टील की तुलना में कई गुना अधिक समय तक चल सकती है।नियंत्रित नमक-स्प्रे परीक्षणों में SV30 स्टील केवल नमक स्प्रे परीक्षण के 1,000 घंटे के बाद जंग के मामूली लक्षण दिखाता है (ग्राफ 1 देखें) और SV30 का उच्च संक्षारण प्रतिरोध परीक्षण के छल्ले पर स्पष्ट रूप से देखा जाता है।ज़िरकोनिया और सिलिकॉन कार्बाइड जैसी विशेष सिरेमिक बॉल सामग्री का उपयोग संक्षारक पदार्थों के लिए असर के प्रतिरोध को और बढ़ाने के लिए भी किया जा सकता है।

मीडिया स्नेहन से अधिक प्राप्त करना

अंतिम चुनौतीपूर्ण वातावरण ऐसे अनुप्रयोग हैं जहां मीडिया स्नेहक के रूप में कार्य करता है, उदाहरण के लिए रेफ्रिजरेंट, पानी या हाइड्रोलिक तरल पदार्थ।इन सभी अनुप्रयोगों में सामग्री सबसे महत्वपूर्ण विचार है, और एसवी 30 - सिरेमिक हाइब्रिड बीयरिंग अक्सर सबसे व्यावहारिक और विश्वसनीय समाधान प्रदान करने के लिए पाए गए हैं।

निष्कर्ष

चरम वातावरण मानक बीयरिंगों के लिए कई परिचालन चुनौतियां पेश करते हैं, जिससे वे समय से पहले विफल हो जाते हैं।इन अनुप्रयोगों में बीयरिंगों को सावधानीपूर्वक कॉन्फ़िगर किया जाना चाहिए ताकि वे उद्देश्य के लिए फिट हों और उत्कृष्ट दीर्घकालिक प्रदर्शन प्रदान करें।बीयरिंगों की उच्च विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए स्नेहन, सामग्री, सतह कोटिंग्स और गर्मी उपचार पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए।