Jak dokładnie obliczyć trwałość łożyska samosmarującego w zastosowaniach obciążonych dużym obciążeniem

W dziedzinie inżynierii mechanicznej o dużej wytrzymałości niezawodność a łożysko samosmarujące ma kluczowe znaczenie dla minimalizacji przestojów i kosztów konserwacji. W przeciwieństwie do tradycyjnych łożysk, które wymagają ręcznego wtrysku smaru, te zaawansowane komponenty wykorzystują wewnętrzny zbiornik smaru — zazwyczaj grafit lub PTFE — w celu utrzymania powierzchni styku o niskim tarciu. Zhejiang Shuangnuo Bearing Technology Co., Ltd. , producent zaawansowanych technologii z prawie 10-letnim doświadczeniem badawczo-rozwojowym, specjalizuje się w odlewaniu odśrodkowym stopów miedzi i precyzyjnej obróbce wyrobów inkrustowanych w formie litej. wtegrując niezależne odlewanie surowców z ponad 80 zestawami urządzeń CNC, dostarczamy profesjonalne rozwiązania aplikacyjne m.in Tuleje z osadzonym smarem stałym do sprzętu górniczego oraz niestandardowe komponenty zaprojektowane tak, aby przetrwać w najbardziej wymagających środowiskach przemysłowych.

Podstawowe obliczenia wartości PV dla trwałości łożyska

Żywotność A łożysko samosmarujące zależy przede wszystkim od wartości PV, która reprezentuje iloczyn obciążenia właściwego () i prędkości poślizgu (). W zastosowaniach wymagających dużych obciążeń obciążenie właściwe często zbliża się do granicy sprężystości materiału, dlatego dokładne obliczenia są niezbędne, aby zapobiec przedwczesnemu zatarciu. Według Normy ISO 4382-1:2024 dotyczące łożysk ślizgowych , „dopuszczalna wartość PV” jest progiem dynamicznym, na który wpływa zdolność rozpraszania ciepła przez obudowę i współczynnik tarcia. Podczas gdy standardowe tuleje z brązu mają umiarkowane limity PV, Łożyska z brązu zatkane grafitem do pracy w wysokich temperaturach środowiska są zaprojektowane tak, aby utrzymywać stabilny film smarny nawet wtedy, gdy rozszerzalność cieplna zawęża luz, skutecznie wydłużając żywotność eksploatacyjną poza tradycyjne ograniczenia.

Źródło: ISO 4382-1:2024 Łożyska ślizgowe – Stopy miedzi

Porównanie: standardowe profile zużycia smarowane i samosmarujące

Tradycyjne łożyska wykazują wysokie zużycie początkowe do momentu powstania filmu smarnego łożysko samosmarujące Technologia zapewnia bardziej liniowy i przewidywalny stopień zużycia w całym cyklu życia.

Określanie głębokości zużycia poprzez modelowanie empiryczne

Inżynierowie muszą obliczyć „głębokość zużycia promieniowego”, aby określić, kiedy łożysko osiągnęło koniec okresu eksploatacji. Obliczenia zazwyczaj przeprowadza się według wzoru: gdzie oznacza głębokość zużycia, współczynnik zużycia i czas. Wybór A łożysko bimetaliczne o dużej wytrzymałości do maszyn budowlanych wymaga określonego współczynnika uwzględniającego obciążenia udarowe i cząstki ścierne. Najnowsze dane techniczne z Globalny raport tribologiczny z 2025 r. sporządzony przez STLE (Stowarzyszenie Tribologów i Inżynierów ds. Smarowania) wskazuje, że bimetaliczne struktury spiekane mogą zmniejszyć współczynnik zużycia nawet o 25% w porównaniu ze stopami monolitycznymi dzięki ulepszonej strukturze ziaren uzyskanej w wyniku spiekania. To zmniejszenie bezpośrednio przekłada się na dłuższe okresy międzyobsługowe bezobsługowe łożyska kołnierzowe do trackerów słonecznych i inne oscylacyjne systemy o dużym obciążeniu.

Źródło: STLE – Towarzystwo Trybologów i Inżynierów Smarowania: Trendy badawcze na rok 2025

Porównanie: wydajność bimetaliczna i monometaliczna

Łożyska bimetaliczne zapewniają wyższą nośność przy mniejszej grubości, podczas gdy monometaliczne stopy miedzi zapewniają doskonałą odporność na korozję i ogólną wytrzymałość konstrukcyjną.

Czynniki dostosowawcze specyficzne dla środowiska i zastosowania

Teoretyczną trwałość należy dostosować na podstawie takich czynników, jak chropowatość powierzchni, twardość wału i temperatura robocza. Na przykład Tuleje z osadzonym smarem stałym do sprzętu górniczego musi pracować w środowisku, w którym występuje wilgoć i piasek. Jeśli wał współpracujący nie zostanie hartowany do co najmniej HRC 50, tempo zużycia łożyska znacznie przyspieszy. W Zhejiang Shuangnuo trzykrotnie testujemy spektrometr podczas procesu pieca, aby mieć pewność, że nasz podstawowy stop miedzi (mosiądz, brąz aluminiowy lub brąz cynowy) osiąga dokładne właściwości mechaniczne wymagane do obsługi tych współczynników regulacji. Dostarczając a niestandardowe łożyska olejowe do zaworów przemysłu chemicznego możemy dostosować skład stopu tak, aby był odporny na korozję kwasową, która w przeciwnym razie spowodowałaby degradację powierzchni łożyska i spowodowałaby wykładniczy wzrost szybkości zużycia.

• Twardość wału: Zalecamy HRC 50-60, aby zminimalizować zużycie ścierne.
• Wykończenie powierzchni: Docelowy Ra 0,2 do 0,8 μm dla wału współpracującego, aby zapewnić transfer folii.
• Korekta temperatury: Wykorzystaj Łożyska z brązu zatkane grafitem do pracy w wysokich temperaturach dla operacji przekraczających 150°C.
• Załaduj znak: Dostosuj oczekiwaną długość życia dla przerywanych i ciągłych cykli ładowania.

Często zadawane pytania (FAQ)

1. Jakie maksymalne obciążenie może wytrzymać łożysko samosmarujące?

W zależności od stopu, a łożysko samosmarujące wytrzymuje obciążenia statyczne do 250 N/mm² i obciążenia dynamiczne do 100 N/mm². Często wykorzystywane są aplikacje o dużym obciążeniu łożysko bimetaliczne o dużej wytrzymałości do maszyn budowlanych aby zmaksymalizować siłę.

2. Czy te łożyska mogą pracować w zanurzeniu lub w wilgotnych warunkach?

Tak. Nasz niestandardowe łożyska olejowe do zaworów przemysłu chemicznego zostały zaprojektowane ze stopów i smarów odpornych na wymywanie wodą, dzięki czemu idealnie nadają się do zastosowań w elektrowniach wodnych i na morzu.

3. Jak świece grafitowe wydłużają żywotność?

In Łożyska z brązu zatkane grafitem do pracy w wysokich temperaturach podczas obrotu wału grafit uwalnia się na powierzchnię cierną, tworząc solidną warstwę smarującą, która zapobiega kontaktowi metalu z metalem nawet przy wysokiej temperaturze.

4. Dlaczego wartość PV jest tak ważna w obliczeniach życia?

Wartość PV określa ciepło wytwarzane na styku łożyska. Jeśli PV przekracza limit materiału, łożysko samosmarujące przegrzeje się, co doprowadzi do degradacji smaru i szybkiego zużycia.

5. Czy muszę smarować te łożyska podczas montażu?

Chociaż nie jest to absolutnie konieczne, nałóż cienką warstwę smaru początkowego bezobsługowe łożyska kołnierzowe do trackerów słonecznych podczas montażu może pomóc w początkowym przeniesieniu warstwy stałego smaru na wał.