Добавянето на нови дизайнерски характеристики или прилагането на специални техники и покрития към лагерните компоненти може да оптимизира работата на лагерите за предизвикателни приложения, като предоставя уникални решения за лагеруване на проблемите на клиентите, казва Ник Даудинг, Business Development Manager в The Barden Corporation (UK) Ltd.
Добавяне на стойност и подобряване на производителността на лагерите чрез включване на нови характеристики на дизайна, като например специални фланци, валове и корпуси.
Оптимизиране на производителността на лагера чрез замяна на традиционните носещи материали със специални материали за висока скорост, висока температура или тежки работни условия.
Използването на повърхностни покрития, като под-микронно намазване на покрития, за допълнително оптимизиране на производителността на лагерите и за по-предсказуемо поведение на лагерите в тежки условия.
Има много различни характеристики и техники за проектиране, които могат да се прилагат върху лагера, за да оптимизира и подобри работата му, за да отговори на особено трудни (т.е. високи скорости, висока температура, тежки условия на работа) . Тези техники включват нанасяни покрития, променяйки геометрията на специфичен лагерен компонент или заместването на конвенционалните носещи материали с висока производителност алтернативи.
Посребрено покритие на метални клетки
При някои високи скорости, приложения с висока температура, стоманените клетки могат да бъдат покрити със сребро, за да се подобри производителността и надеждността на смазването. Сребърното покритие подобрява смазочния материал на лагера, което го прави по-устойчив на маслени събития. В случай на повреда/глад на смазочен материал, посребрената посребрена посрещност действа като твърд, сух смазочен материал, позволявайки на лагера да продължи да работи за кратък период от време или в аварийна ситуация. Примерите за приложения включват лагери за генератори на космически генератори и лагери за климатични агрегати във влакове.
Керамични хибридни лагери
За високоскоростни приложения, подмяна на стоманени топки с керамични (силициев нитрид) топки може радикално да подобри производителността на лагерите по няколко начина. Първо, тъй като керамичните топки са много по-леки от стоманените топчета, намаляват центробежните сили и подобряват динамичните условия, докато повърхностното им покритие е почти идеално гладко, те проявяват нива на вибрациите два до седем пъти по-ниски от конвенционалните лагери стомана. При по-високи скорости вътрешното натоварване на лагера също се намалява.
Второ, керамичните хибридни лагери също работят при значително по-ниски работни температури, което в съчетание с по-ниската маса позволява скоростта на движение да се увеличи с до 40-50%. По-ниските работни температури и намаленото натрупване на топлина вътре в лагера удължават живота на смазочния материал, понякога до пет пъти по-дълго от конвенционалните стоманени лагери.
Примери за приложения за керамични хибридни лагери включват високоскоростни вакуумни помпи, медицински/хирургически ръчни инструменти и вентилатори и генератори на космически апарати.
Материали
В технологията на материалите могат да бъдат избрани най-подходящите носещи материали, за да се постигне максимална производителност на лагера. Специални пръстени се използват успешно в космически и не-аерокосмически приложения, съчетаващи превъзходна корозия и износоустойчивост с възможност да издържат на по-високи динамични натоварвания от конвенционалните носещи стомани. Когато се използва заедно с керамични топки, могат да се постигнат значителни печалби в живота на лагерите и производителността.
Пръстените могат да бъдат оптимизирани за специфични приложения. Четирите преобладаващи пръстеновидната материала, използвани от Барден са AISI 440C (устойчива на корозия стомана), SAE 52100, AISI M50 и Cronidur 30®. За приложения с висока температура (до 345 °C) AISI M50 инструментална стомана или специална закалена версия на Cronidur 30® са подходящи и широко се използват в приложения с висока температура на авиокосмическата среда, като например системи за обезопасяване на клапа на въздухоплавателно средство.
Cronidur 30® е мартеник през-втвърдена, високо азот, устойчива на корозия стомана, която може да бъде индукционна случай закалена. Този материал подобрява устойчивостта на корозия и подобрява умората и устойчивостта на износване.
Лагери с пълен набор от допълнения
Пълните лагери комплемента се капитализират в пространството, което обикновено заема течовния щабъл. Това позволява повече топки, което от своя страна осигурява увеличаване на товароспособността, или предимно радиално, в случай на запълване на конструкцията на роговиците, или аксиални и в случай на ъглови дизайни на контакта. Използването на предварително заредени двойки ъглови контакт също може да позволи да се прилагат двупосочни аксиални натоварвания. Приложенията тук варират от високотемпературни клапани за космически приложения, до ракетни крепящи и аварийни лагери за припиране.
Под-микронни покрития
Ролята на повърхностния инженеринг в технологията на търкалящите лагери става все по-важна, тъй като лагерите постепенно се понижиха, но все пак са необходими за по-бързото движение при по-високи температури, носят по-високи натоварвания и работят надеждно за по-дълги периоди. Усъвършенстваните покрития и повърхностни обработки могат да се прилагат върху лагери, които се борят с триенето, предотвратяват корозия и намаляват износването дори при най-тежките условия на работа. Получените ползи са по-голяма плътност на мощността, подобрена производителност, по-предвидимо/последователно поведение на лагерите (особено в тежки условия), по-ниски експлоатационни разходи и по-дълги интервали на обслужване.
Многослойни суб-микронни (изпръскани) покрития, например, могат да бъдат използвани за подобряване на физическите и трибологичните характеристики на носещите повърхности. Успехът на тези техники се основава на избягването на различни слоеве чрез създаване на градуирана или разсеяна връзка между различните материали. По същия начин, заслепяване слоеве като никел или мед често се използват за подобряване на адхезията на меките филми към твърди или пасивни субстрати.
Суб-микронните покрития могат да се нанасят върху вътрешните и външните повърхности на лагерните пръстени и търкалящите се елементи, ако е необходимо. Например молибден дисулфид (MOS2) или волфрамов дисулфид (WS2) може да бъде покрита с повърхността на лагерните компоненти, за да се направи поведението на лагерите по-предвидимо в тежки среди.
Специални полимери
При някои приложения с висока скорост, сепараторите или клетките на саламите могат да бъдат доставени в специални полимерни материали. Тези компоненти са вакуумно импрегнирани с масло, за да се увеличи живота на лагера. Специалният полимерен материал задържа маслото по контролиран начин, когато вакуумът се импрегнира. Примерите за приложения включват лагери за високоскоростни самолетни гироса. Други специални полимери могат да бъдат предвидени за високоскоростни тежки среди, където лагерите изискват висока устойчивост на химикали или термична атака.
Добавяне на стойност чрез нови функции на дизайн
Натискът за намаляване на разходите във всички производствени области означава, че интегрирането на лагерните системи в компонентите за чифтосване става все по-често. Получените възли са по-бързи, по-компактни, по-бързи, за да се съберат и да предложат допълнителни ползи от намаляване на пространството и масата, като същевременно се решават проблемите на толерантност стека нагоре.
В лагера могат да се вградят специални характеристики на дизайна, за да се подобри неговата ефективност. Тези характеристики включват фланци, валове и корпуси, които правят монтажа по-лесен, по-бърз и по-точен, което на свой ред намалява времето за сглобяване и общите оперативни разходи.