Hvordan ændrer lejeteknologi sig?

I løbet af de seneste årtier har designet af lejer udviklet sig betydeligt, hvilket har ført til nye materialeanvendelser, avancerede smøreteknikker og sofistikeret computeranalyse..

Lejer anvendes i stort set alle typer roterende maskiner. Fra forsvars- og luftfartsudstyr til fødevare- og drikkevareproduktionslinjer stiger efterspørgslen efter disse komponenter. Afgørende er det, at designingeniører i stigende grad kræver mindre, lettere og mere holdbare løsninger for at opfylde selv de mest krævende miljøforhold.

 

Materialevidenskab

Reduktion af friktion er et centralt forskningsområde for producenter. Mange faktorer påvirker friktionen, såsom dimensionstolerancer, overfladefinish, temperatur, driftsbelastning og hastighed. Der er gjort betydelige fremskridt inden for lejestål gennem årene. Moderne, ultrarene lejestål indeholder færre og mindre ikke-metalliske partikler, hvilket giver kuglelejer større modstandsdygtighed over for 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 ståltyper. Fremskridt inden for fremstillingsmaskiner gør det muligt for producenter af præcisionslejer at opretholde snævrere tolerancer i lejekomponenter og producere mere polerede kontaktflader, hvilket reducerer friktion og forbedrer levetiden.

 

Nye rustfrie ståltyper i kvalitet 400 (X65Cr13) er blevet udviklet for at forbedre lejestøjniveauet samt ståltyper med højt nitrogenindhold for større korrosionsbestandighed. Til meget korrosive miljøer eller ekstreme temperaturer kan kunderne nu vælge mellem et udvalg af rustfrie stållejer i kvalitet 316, fuldkeramiske lejer eller plastlejer fremstillet af acetalharpiks, PEEK, PVDF eller PTFE. Efterhånden som 3D-printning 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 lavvolumenkrav til speciallejer.

 

Smøring

 

Smøring har måske fået mest opmærksomhed. Med 13% af lejesvigt tilskrevet smørefaktorer er lejesmøring et hurtigt udviklende forskningsområde, der støttes af både akademikere og industrien. Der findes nu mange flere specialiserede smøremidler takket være en række faktorer: et bredere udvalg af syntetiske olier af høj kvalitet, et større udvalg af fortykningsmidler, der anvendes i fedtfremstilling, og et større udvalg af smøremiddeltilsætningsstoffer, der f.eks. giver højere belastningskapacitet eller større korrosionsbestandighed. Kunderne kan specificere højfiltrerede, støjsvage fedtstoffer, højhastighedsfedtstoffer, smøremidler til ekstreme temperaturer, vandtætte og kemisk resistente smøremidler, højvakuumsmøremidler og renrumssmøremidler.

 

Computerbaseret analyse

 

Et andet område, hvor lejeindustrien har gjort store fremskridt, er brugen af ​​lejesimuleringssoftware. Nu kan lejers ydeevne, levetid og pålidelighed forlænges ud over, hvad der blev opnået for et årti siden, uden at der skal foretages dyre og tidskrævende laboratorie- eller feltforsøg. Avanceret, integreret analyse af rullelejer kan give uovertruffen indsigt i lejers ydeevne, muliggøre optimal lejevalg og undgå for tidligt lejesvigt.

 

Avancerede udmattelsesmetoder kan muliggøre nøjagtig forudsigelse af element- og løbebanespændinger, ribbekontakt, kantspænding og kontaktafkortning. De muliggør også fuld systemudbøjning, belastningsanalyse og analyse af lejeforskydninger. Dette vil give ingeniører de oplysninger, der skal til for at modificere lejedesignet for bedre at imødekomme de spændinger, der følger af den specifikke applikation.

 

En anden klar fordel er, at simuleringssoftware kan reducere den tid og de ressourcer, der bruges på testfasen. Dette fremskynder ikke kun udviklingsprocessen, men reducerer også omkostningerne i processen.

 

Det er tydeligt, at nye udviklinger inden for materialevidenskab sammen med avancerede lejesimuleringsværktøjer vil give ingeniører den indsigt, der er nødvendig for at designe og vælge lejer med optimal ydeevne og holdbarhed som en del af en helhedssystemmodel. Fortsat forskning og udvikling inden for disse områder vil være afgørende for at sikre, at lejer fortsat flytter grænserne i de kommende år.