A la maquinària moderna, el coixinet lliscant s'utilitza àmpliament en maquinària d'enginyeria, equips metal·lúrgics, maquinària de construcció, equips de processament de plàstics, sistemes de transmissió hidràulica, etc., a causa de la seva estructura senzilla, gran capacitat de càrrega i excel·lent resistència a l'impacte. A diferència dels rodaments, els coixinets lliscants es basen en la fricció lliscant i la pel·lícula lubricant entre l'eix i la superfície del coixinet per suportar el moviment; en conseqüència, el seu rendiment és molt sensible a les condicions de lubricació, la precisió d'ajust i les propietats del material.
A la pràctica, els coixinets lliscants són fàcils de portar, que és la principal causa de fallada de l'equip. Des del punt de vista de l'enginyeria, els problemes de desgast rarament són causats per un sol factor, sinó per una combinació de lubricació, càrrega, propietats del material, instal·lació i condicions ambientals.
I. Falla de lubricació: la causa principal del desgast del coixinet llis
El funcionament normal dels coixinets ordinaris depèn de la formació d'una pel·lícula lubricant estable per mantenir la fricció fluida o la lubricació del límit entre l'eix i la superfície del coixinet. Un cop danyades les condicions de lubricació, el contacte directe entre metall i metall accelerarà el desgast.
En condicions de funcionament reals, la fallada de la lubricació sol manifestar-se com a subministrament d'oli insuficient, deteriorament de l'oli lubricant (envelliment) o bloqueig intern del sistema de lubricació. Això és especialment comú en equips amb altes temperatures, càrregues pesades o un funcionament continu prolongat; en aquest cas, els lubricants són susceptibles a la degradació oxidativa, la qual cosa redueix la resistència de la pel·lícula d'oli, provocant una fricció seca localitzada i fins i tot que s'enganxin els coixinets (comunament anomenats "coixinets cremats").
La solució d'aquest problema requereix un sistema robust de gestió de la lubricació, inclosa la selecció de lubricants adequats per garantir un subministrament continu d'oli i un manteniment regular del sistema de lubricació. Per als equips-de gamma alta, els sistemes de lubricació automàtica s'han convertit en una mesura clau per minimitzar el desgast dels coixinets.
II. Fatiga i fallada estructural dels materials d'operació de sobrecàrrega
Tot i que els coixinets lliscants tenen una gran capacitat de càrrega, estan dissenyats per funcionar dins d'un rang de càrrega específic. Quan l'equip està en condicions de sobrecàrrega durant molt de temps, el coixinet està sotmès a tensions de contacte constants elevades, la qual cosa condueix a la fatiga del material.
Aquest fenomen és especialment freqüent en maquinària pesada com ara trituradores de mineria, laminadors metal·lúrgics i equips d'elevació de construcció. L'exposició a càrregues d'impacte durant un temps prolongat pot provocar abollaments, deformacions plàstiques i fins i tot peladura de la superfície. Des del punt de vista de l'enginyeria, la clau per resoldre el problema de la sobrecàrrega no només rau en la substitució dels coixinets, sinó també en la reanàlisi de la càrrega i l'optimització del disseny de l'estructura segons el funcionament real. Si cal, escolliu sistemes de materials de major resistència, com ara coixinets de bronze d'estany o d'aliatge Babbitt, per millorar la capacitat de càrrega general.
III. L'eliminació incorrecta condueix a la ruptura de la pel·lícula d'oli
El disseny d'espai lliure dels coixinets lliscants influeix directament en la formació i l'estabilitat de la pel·lícula lubricant. Si la bretxa és massa petita, l'oli lubricant no pot entrar a la zona de fricció amb eficàcia, la qual cosa condueix a la fricció seca local del funcionament del sistema d'eix.
A la pràctica, aquests problemes sovint resulten d'errors de disseny o canvis d'espai causats per un desgast prolongat. Un cop l'espai lliure superi el límit òptim, no només accelerarà el desgast, sinó que també augmentarà la vibració de l'equip, augmentarà el soroll de funcionament i disminuirà la precisió.
Per tant, el disseny i el manteniment dels coixinets han de tenir en compte l'expansió tèrmica, les fluctuacions de càrrega i la compensació del desgast, i s'han de supervisar regularment els espais lliures de funcionament reals per assegurar-se que es mantenen dins del rang adequat.
IV. INTRODUCCIÓ Desgast abrasiu causat per l'entrada de contaminants
En sistemes mecànics oberts o semi-oberts, la principal causa de fallada dels coixinets lliscants és l'entrada de contaminants externs al sistema de lubricació. La pols, els residus metàl·lics i els productes d'oxidació formen partícules abrasives en els lubricants; aquestes partícules dures interactuen repetidament entre l'eix i el coixinet, provocant rascades importants i danys a la superfície.
Aquest desgast sol prendre la forma de ranures o ratlles i s'acompanya d'un deteriorament addicional del rendiment de la lubricació, formant un cercle viciós. El problema és especialment greu en equips que funcionen en entorns industrials durs.
La clau per resoldre aquest problema rau en millorar el segellat del sistema afegint dispositius de filtració al sistema de lubricació i substituint l'oli lubricant periòdicament per minimitzar l'acumulació d'impureses.
La selecció dels materials no coincideix amb les condicions de funcionament.
El rendiment dels coixinets lliscants depèn en gran mesura dels sistemes de materials utilitzats. Els diferents materials presenten diferències òbvies en la resistència a l'abrasió, la capacitat de suport, la resistència a la temperatura i l'autolubricació.
Si s'utilitzen materials de casquilles de coure estàndard en condicions de càrrega pesada o d'alt impacte, la taxa de desgast es pot accelerar molt, possiblement provocant una fallada prematura. A més, en entorns calents o corrosius, una mala selecció del material també pot provocar una degradació ràpida del rendiment.
Per tant, en el curs de la selecció d'enginyeria, el sistema de materials s'ha de seleccionar segons el funcionament real. Per exemple, els coixinets de bronze d'estany són adequats per a aplicacions de càrrega pesada, els aliatges d'alta-temperatura són adequats per a entorns d'alta-temperatura i els materials compostos auto-lubricants són adequats per a una lubricació deficient.
VI. INTRODUCCIÓ Concentració de tensions locals per errors d'instal·lació
La precisió de la instal·lació afecta directament la vida útil dels coixinets lliscants. La dislocació o la deflexió entre l'eix i el coixinet produeixen una distribució desigual de càrrega i concentracions d'estrès a les zones locals.
És possible que el problema no sigui immediatament evident durant l'etapa inicial de funcionament de l'equip, però a mesura que continua el funcionament, el desgast local pot accelerar-se ràpidament i, finalment, provocar una fallada del coixinet.
Per tant, és essencial garantir la precisió de l'alineació de l'eix durant la instal·lació i verificar la qualitat de la instal·lació mitjançant proves de càrrega d'aire per controlar la vibració i l'augment de la temperatura.
Conclusió:
En resum, el desgast del coixinet lliscant no és causat per un sol factor, sinó per la combinació de condicions de lubricació, nivell de càrrega, precisió d'ajust, contaminació ambiental i selecció de materials. En l'aplicació pràctica d'enginyeria, per allargar la vida útil dels coixinets lliscants i millorar l'estabilitat de funcionament dels equips, cal optimitzar el disseny, la selecció del tipus, la instal·lació i el manteniment.
Per als fabricants, la selecció adequada dels coixinets i la gestió estandarditzada del manteniment sovint són més importants que simplement actualitzar les qualitats dels materials.
Preguntes freqüents
P 1: Quines són les principals formes de fallada dels coixinets lliscants?
R: El desgast de l'adhesiu a causa d'una fallada de lubricació és el més comú, seguit del desgast abrasiu i el trencament per fatiga.
P2: Per què els coixinets lliscants depenen tant de la lubricació?
R: Com que depenen de la pel·lícula d'oli per evitar el contacte directe entre metall i metall, el desgast pot augmentar ràpidament un cop es trenqui la pel·lícula.
P3: Com saber si un coixinet lliscant ha entrat a l'etapa de fallada?
R: Els símptomes típics inclouen temperatura anormalment alta, augment de la vibració, soroll anormal i buits significativament més grans.
P4: Quin és el material més adequat per a coixinets de lliscament-resistents?
R: El bronze d'estany, el metall Babbitt i alguns compostos-d'alta resistència són ideals per a condicions de càrrega pesada.
P5: Quin impacte té la lubricació en la vida útil dels coixinets lliscants? R: L'estat de lubricació és un factor clau per determinar la vida útil. una lubricació adequada pot allargar molt la vida útil, sovint diverses vegades.
P6: Els errors d'instal·lació afecten realment la vida útil del coixinet?
Resposta: Sí. Les desviacions durant la instal·lació poden conduir a una concentració d'estrès local, donant lloc a una fallada prematura a causa del desgast.