Hvordan ændrer lejeteknologien sig?

I løbet af de sidste par årtier er designet af lejer udviklet sig betydeligt, hvilket har medført nye materialeanvendelser, avancerede smøreteknikker og sofistikeret computeranalyse.

Lejer bruges i stort set alle typer roterende maskiner. Fra forsvars- og rumfartsudstyr til fødevare- og drikkevareproduktionslinjer er efterspørgslen efter disse komponenter stigende. Det er afgørende, at designingeniører i stigende grad efterspørger mindre, lettere og mere holdbare løsninger for at tilfredsstille selv de mest testede miljøforhold.

 

Materialevidenskab

Reduktion af friktion er et centralt forskningsområde for producenter. Mange faktorer påvirker friktion såsom dimensionelle tolerancer, overfladefinish, temperatur, driftsbelastning og hastighed. Der er sket betydelige fremskridt inden for lejestål gennem årene. Moderne, ultra-rene lejestål indeholder færre og mindre ikke-metalliske partikler, hvilket giver kuglelejer større modstand mod kontakttræthed.

 

Moderne stålfremstillings- og afgasningsteknikker producerer stål med lavere niveauer af oxider, sulfider og andre opløste gasser, mens bedre hærdningsteknikker producerer hårdere og mere slidstærke stål. Fremskridt inden for fremstillingsmaskiner gør det muligt for producenter af præcisionslejer at opretholde tættere tolerancer i lejekomponenter og producere mere polerede kontaktflader, som alle reducerer friktionen og forbedrer levetiden.

 

Nye 400-klasse rustfrit stål (X65Cr13) er blevet udviklet til at forbedre lejestøjniveauer samt stål med højt nitrogenindhold for større korrosionsbestandighed. Til meget korrosive miljøer eller ekstreme temperaturer kan kunder nu vælge mellem en række 316-klasse rustfri stållejer, fuldkeramiske lejer eller plastlejer fremstillet af acetalharpiks, PEEK, PVDF eller PTFE. I takt med at 3D-print bliver mere udbredt og derfor mere omkostningseffektivt, ser vi stigende muligheder for produktion af ikke-standardiserede lejeholdere i små mængder, noget der vil være nyttigt til lave volumenkrav til speciallejer.

 

Smøring

 

Smøring har måske fået mest opmærksomhed. Med 13 % af lejesvigt tilskrevet smørefaktorer, er lejesmøring et forskningsområde i hurtig udvikling, støttet af både akademikere og industri. Der er nu mange flere specialsmøremidler takket være en række faktorer: et bredere udvalg af syntetiske olier af høj kvalitet, et større udvalg af fortykningsmidler, der bruges til fremstilling af fedt og et større udvalg af smøremiddeladditiver for at give f.eks. højere belastningsevner eller større korrosionsbestandighed. Kunder kan specificere højtfiltrerede lavstøjsfedt, højhastighedsfedt, smøremidler til ekstreme temperaturer, vandtætte og kemisk resistente smøremidler, højvakuumsmøremidler og renrumssmøremidler.

 

Computerstyret analyse

 

Et andet område, hvor lejeindustrien har gjort store fremskridt, er gennem brugen af ​​lejesimuleringssoftware. Nu kan lejernes ydeevne, levetid og pålidelighed forlænges ud over, hvad der blev opnået for ti år siden uden at foretage dyre tidskrævende laboratorie- eller felttest. Avanceret, integreret analyse af rullelejer kan give uovertruffen indsigt i lejeydelser, muliggøre optimalt lejevalg og undgå for tidlig lejefejl.

 

Avancerede træthedslevetidsmetoder kan tillade nøjagtig forudsigelse af element- og løbebanespændinger, ribbenskontakt, kantspænding og kontaktafskæring. De tillader også fuld systemafbøjning, belastningsanalyse og analyse af lejeforskydning. Dette vil give ingeniører information til at ændre lejedesignet for bedre at imødekomme spændingerne som følge af den specifikke applikation.

 

En anden klar fordel er, at simuleringssoftware kan reducere mængden af ​​tid og ressourcer brugt på testfasen. Dette fremskynder ikke kun udviklingsprocessen, men reducerer også omkostningerne i processen.

 

Det er klart, at nye materialevidenskabelige udviklinger sammen med avancerede lejesimuleringsværktøjer vil give ingeniører den indsigt, der kræves for at designe og vælge lejer til optimal ydeevne og holdbarhed, som en del af en hel systemmodel. Fortsat forskning og udvikling på disse områder vil være afgørende for at sikre, at lejer fortsætter med at skubbe grænserne i de kommende år.