В сложной работе промышленного механизма вибрация является не только средой для передачи энергии, но и невидимым убийцей срока службы оборудования. Особенно в сценариях с высокой вибрацией, таких как горнодобывающие машины, ветряные турбины или тяжелое штамповное оборудование, сбой подшипника часто становится отправной точкой обрушения системы. Самооплачивающиеся шариковые подшипники (самооплатывающие шариковые подшипники) продемонстрировали незаменимую адаптивность в этих экстремальных условиях труда из-за их уникальной философии дизайна, и даже стали основным элементом того, может ли некоторое отраслевое оборудование пройти «сертификацию надежности».
Основной секрет дизайна Самооплачивающие шариковые подшипники лежит в сферической геометрии внешней кольцевой гоночной трассы и комбинации двух рядовых шаров. Эта комбинация дает подшипнику возможность автоматически выравнивать до 3 ° между внутренними и внешними кольцами - функция, которая имеет решающее значение в средах высокой вибрации. Вибрация не только вызывает мгновенное смещение вала, но также вызывает микро-деформацию опорной структуры, что приводит к тому, что традиционные подшипники несут дополнительное краевое напряжение из-за необходимости жесткого выравнивания. Например, в ветряной турбине периодическая вибрация, вызванная вращением лопастей и колебания ветровой нагрузки, может привести к динамически отклоняться основным валом на миллиметрах в течение нескольких часов. Если используются обычные подшипники с глубоким шариком, это смещение приведет к концентрации напряжения в области контакта между мячом и гоночной дорожкой, ускоряющая усталость. Сферическая гоночная трасса самосовершенствоваемого подшипника позволяет мячу «размахиваться» свободно вдоль внешнего кольца, превращая точечный контакт в контакт поверхности, тем самым рассеивая локальное напряжение на всю поверхность гонки. Измеренные данные показывают, что при той же вибрационной нагрузке пиковое контактное напряжение самоопределяемого подшипника может быть уменьшено более чем на 40% по сравнению со стандартным подшипником, что значительно задерживает процесс усталости материала.
Другой проблемой в среде вибрации является динамическая стабильность смазывающей пленки. Высокочастотная вибрация разрушит равномерное распределение смазки внутри подшипника, что приведет к локальному сухому трению и мгновенному повышению температуры. Дизайн самооплатываемого подшипника также подразумевает изобретательность здесь: его большое пространство гоночной трассы и оптимизированная структура клеток обеспечивают «буферный коридор» для смазки. Когда вибрация вызывает небольшое смещение мяча, смазка или нефтяная пленка могут быть перераспределены с движением мяча, а не выжимают из области контакта. Эта особенность была проверена при применении шахтных дробиц - сравнительный тест медного рудника показал, что после 12 часов непрерывной работы внутренняя температура основного вала дробилки с использованием самоопределяющихся подшипников была на 15 ~ 20 ℃ ниже, чем у оборудования с использованием конических роликовых подшипников, а скорость деградации окисления смазчилась на 30%.
Достижения в области материаловедения и технологии герметизации еще больше усилили преимущество достойки к вибрации самостоятельных подшипников. Современная высокомерная хромовая сталь (такая как 100CR6 в соответствии с стандартом ISO 683-17) может контролировать размер неметаллических включений до менее 5 мкм в процессе дегазации вакуума, который продлевает время инициации трещины поддержания при переменном стрессе в 3 ~ 5 раз. В то же время комбинация комбинации уплотнений полиуреи и лазерных микро-грифов может не только блокировать вторжение вибрационной пыли, но также позволить высвобождение внутреннего давления термического расширения. В вертикальной роликовой мельнице цементного завода этот дизайн герметизации продлевает срок службы подшипника с 6 месяцев до 18 месяцев в окружающей среде с концентрацией пыли более 200 мг/м³.
С точки зрения динамики систем, самоопределяющие подшипники также играют роль «вибрационных амортизаторов». Их самоуверенная свобода фактически вводит контролируемую гибкую связь, которая может поглощать некоторую высокочастотную энергию вибрации. Эксперименты показали, что в условиях, когда частота вибрации превышает 1 кГц, самооплатывающие подшипники могут снизить уровень ускорения вибрации (VL), передаваемого на сиденье подшипника примерно на 6 ~ 8 дБ. Это особенно важно для таких сценариев, как шпинции с точным машинным инструментом или оборудование для медицинского изображения, которое требует как сопротивления вибрации, так и точности микрона. Например, производитель высококачественных машин с ЧПУ обнаружил, что при использовании системы шпинделя с самоопределяющими подшипниками для обработки деталей сплава титанового сплава диапазон колебаний шероховатости поверхности (значение RA) снижался с 0,4 ~ 0,6 мкм до 0,2 ~ 0,3 мкм, что непосредственно улучшило квалификацию продукта..
