În funcționarea complexă a utilajelor industriale, vibrația nu este doar un mediu pentru transferul de energie, ci și un criminal invizibil al duratei de viață a echipamentelor. Mai ales în scenarii de vibrație ridicată, cum ar fi utilaje miniere, turbine eoliene sau echipamente de ștampilare grea, defecțiunea rulmentului devine adesea punctul de plecare al prăbușirii sistemului. Rulmenții cu bile de auto-aliniere (rulmenți cu bile de sine) au demonstrat adaptabilitatea de neînlocuit în aceste condiții de muncă extreme, datorită filozofiei lor unice de proiectare și au devenit chiar elementul principal al faptului că unele echipamente din industrie pot trece „certificarea de fiabilitate”.
Secretul de design principal al Rulmenții cu bile de sine Se află în geometria sferică a cursei de inel exterior și în combinația de bile cu două rânduri. Această combinație oferă rulmentului capacitatea de a se alinia automat până la 3 ° între inelele interioare și exterioare - o caracteristică care este crucială în mediile de vibrație ridicată. Vibrația nu numai că provoacă deplasarea instantanee a arborelui, dar provoacă și micro-deformarea structurii de susținere, ceea ce face ca rulmenții tradiționali să suporte un stres suplimentar de margine din cauza necesității alinierii rigide. De exemplu, într -o turbină eoliană, vibrațiile periodice generate de rotația lamelor și fluctuația sarcinii vântului pot determina axul principal să se abată dinamic cu milimetri în câteva ore. Dacă se folosesc rulmenți obișnuiți de bilă adâncă, această compensare va provoca concentrația de stres în zona de contact dintre bilă și pistă, accelerând cojirea de oboseală. Cursa sferică a rulmentului auto-aliniere permite mingea să se „balanseze” liber de-a lungul inelului exterior, transformând contactul punctului în contact de suprafață, dispersând astfel stresul local pe întreaga suprafață a cursei. Datele măsurate arată că, sub aceeași sarcină de vibrații, tensiunea de contact maximă a rulmentului auto-aliniere poate fi redusă cu mai mult de 40% în comparație cu rulmentul standard, întârzind semnificativ procesul de oboseală materială.
O altă provocare în mediul vibrației este stabilitatea dinamică a filmului lubrifiant. Vibrațiile de înaltă frecvență vor distruge distribuția uniformă a lubrifiantului în interiorul rulmentului, ceea ce duce la frecare uscată locală și la creșterea instantanee a temperaturii. Proiectarea rulmentului auto-aliniabil implică, de asemenea, ingeniozitate aici: spațiul său mare de piste și structura optimizată a cuștii oferă un „coridor tampon” pentru lubrifiant. Când vibrația provoacă o deplasare mică a mingii, grăsimea sau filmul de ulei poate fi redistribuit cu mișcarea mingii în loc să fie stoarsă din zona de contact. Această caracteristică a fost verificată în aplicarea concasoarelor miniere - un test comparativ al unei mine de cupru a arătat că, după 12 ore de funcționare continuă, temperatura internă a arborelui principal de concasor folosind rulmenți auto -aliniați a fost cu 15 ~ 20 ℃ mai mică decât cea a echipamentelor folosind rulmenți cu role conice, iar rata de degradare a oxidării a fost încetinită cu 30%.
Progresele în domeniul științei materialelor și al tehnologiei de sigilare au mărit în continuare avantajul toleranței la vibrații al rulmenților de sine. Oțelul modern de crom de înaltă puritate (cum ar fi 100CR6 în conformitate cu standardul ISO 683-17) poate controla dimensiunea incluziunilor nemetalice la mai puțin de 5μm prin procesul de degazare a vidului, care prelungește timpul de inițiere a crăpării a rulmenților sub stres alternativ de 3 ~ 5 ori. În același timp, combinația de garnituri compozite poliurea și micro-cantoove gravate laser nu numai că poate bloca intruziunea prafului de vibrații, dar poate permite eliberarea presiunii interne de expansiune termică. În moara cu role verticale a unei instalații de ciment, acest proiect de etanșare extinde durata de viață a rulmentului de la 6 luni la 18 luni într -un mediu cu o concentrație de praf de peste 200mg/m³.
Din perspectiva dinamicii sistemului, rulmenții auto-aliniați joacă, de asemenea, rolul „amortizoarelor de vibrații”. Libertatea lor auto-aliniantă introduce de fapt o legătură flexibilă controlabilă care poate absorbi o energie de vibrație de înaltă frecvență. Experimentele au arătat că în condițiile în care frecvența de vibrație depășește 1kHz, rulmenții auto-aliniați pot reduce nivelul de accelerare a vibrațiilor (VL) transmis pe scaunul rulment cu aproximativ 6 ~ 8dB. Acest lucru este important în special pentru scenarii precum fusurile de mașini-unelte de precizie sau echipamentele de imagistică medicală care necesită atât rezistență la vibrații, cât și precizie la nivel micron. De exemplu, un producător de mașini-unelte CNC de înaltă performanță a constatat că, atunci când se utilizează un sistem de ax cu rulmenți auto-aliniați pentru a prelucra piese din aliaj de titan, intervalul de fluctuație al rugozității suprafeței (valoarea RA) a fost redus de la 0,4 ~ 0,6 μm la 0,2 ~ 0,3μm, ceea ce a îmbunătățit direct rata de calificare a produsului.
