Hvers vegna er snertiálagið á blendingum keramik legum mikið, en líf þeirra er lengra en venjulegra legur?

Hybrid keramik legur henta fyrir erfiðar vinnuaðstæður eins og lélega smurningu og alvarlega mengun [2-3]. Vegna í eðli sínu meiri stífni keramikefnisins hafa blendingur keramik legur örlítið minna Hertzian snertiflötur, sem leiðir til meiri snerti- og undir yfirborðsálags en legur úr öllu stáli af sömu stærð. Fræðilega séð leiðir þetta til styttingar á þreytulífi legunnar. Hins vegar hefur komið fram að í sumum sérstökum forritum hafa blendingar legur lengri endingartíma. Hvernig á að útskýra þetta óeðlilega fyrirbæri? Hvernig á að módela það? Þessi grein svarar ekki aðeins þessum spurningum heldur sýnir einnig að almennt burðarlífslíkan getur líkt eftir og útskýrt vettvangsathuganir vel. SKF Generic Bearing Life Model fyrir blendinga legur er nú fáanlegt.

Hringefni blendinga legur er burðarstál og rúllunarefni er kísilnítríð af burðargráðu (Si3N4) (mynd 1). Kísilnítríð er keramik (þ.e. málmlaust) efni sem einkennist af mikilli hörku, miklum teygjanleika, háum hita og efnaþol, lágum þéttleika, lítilli rafleiðni og lítilli sveigjanleika. Vegna þess að kísilnítríð keramikefni eru framúrskarandi einangrunarefni, er hægt að nota blendinga keramik legur í AC og DC mótora og rafala til að mynda skilvirka einangrun milli hlífarinnar og bolsins. Í samanburði við legur úr öllu stáli, virka blendingar legur vel við aðstæður þar sem léleg smurning er og nærvera af föstum aðskotaefnum, en snertiálag er hærra vegna meiri stífleika keramikvalhlutanna við sama álag.

Mynd 1 Hybrid kúlu- og rúllulegur eru fáanlegar í ýmsum stærðarhlutum

Auk þess veita blendingur legur meiri hraða og í flestum tilfellum lengri endingu en legur af sömu stærð úr öllu stáli við sömu notkunarskilyrði. Hybrid legur virka einnig mjög vel við aðstæður með mikilli hröðun, titringi eða pendúlhreyfingu. Háhraðaforrit eins og vélsnúður og túrbóhleðslur krefjast sérstakrar leguhönnunar, sérstakrar efnis og smurkerfa. Búist er við að þessi þróun haldi áfram og mörg önnur nútíma iðnaðarforrit munu viðurkenna og nýta sér einstaka eiginleika blendings legur.

Notkun keramik sem burðarefnis var fyrst lagt til á sjöunda áratugnum til að framleiða háhita legur fyrir geimfar. Sýnt hefur verið fram á að fullþétt heitpressað kísilnítríð hefur bestu snertiþreytuþol (RCF) samanborið við önnur keramikefni með því að prófa veltingssnertiþreytu íhluta. Verulegur munur á þreytuþoli kom einnig fram á milli framleiðslulota af að því er virðist eins keramikkúlum. Á níunda áratugnum komu Lorösch o.fl. (1980) [4] framkvæmdu þreytulífsprófanir á blendingum keramik hyrndum snertikúlulegum. Með því að nota hágæða keramikkúlur komust þeir að því að snertiþreytaþol blendinga keramik legur var sambærilegt við legur úr öllu stáli undir sama álagi, þrátt fyrir 12 prósenta aukningu á snertiálagi. Viðbótarprófanir á annarri lotu af keramikkúlum leiddu hins vegar í ljós að þreytulífið var lægra, sem bendir til þess að gæði keramikkúlanna séu mikilvæg fyrir frammistöðu þreytulífsins.

Gæði og áreiðanleiki keramikvalshluta hefur batnað verulega á undanförnum árum. Þökk sé innleiðingu á óeyðandi prófunaraðferðum (NDE) og stöðugum framförum í hreinsun og sintun kísilnítríðefna gátu verkfræðingar loksins þróað keramikkúlur með áreiðanlega veltingsþreytaþol (Galbato o.fl., 1992) [5]. Vegna þessa jókst notkun blendinga keramik legur í háhraða vélarsnælda verulega á tíunda áratugnum, sem stuðlaði mjög að háhraða afköstum og nákvæmni þessara vélrænu íhluta (Cundill, 1993) [6]. Mynd 2 sýnir aukningu á þreytustyrk keramik (Cundill, 1990) [7], sem er
rekja til endurbóta á heitpressu sintunarferlinu í gegnum framleiðsluferlið og stöðugrar minnkunar á gljúpu og yfirborðsgöllum (sem nú er hægt að stjórna með óeyðandi prófunum).

SUN RISES GROUP LIMITED SKF Hybrid keramik legur Birgðaskjár;