Борьба с трением и снижение затрат с помощью технологии управления смазкой

Машина для литья под давлением
Конструкторы придают большое значение роли смазочных материалов в вопросе повышения срока службы гидравлических систем; однако с увеличением сложности, эффективности и точности современных систем, от системы смазки требуется несколько больше.
Исследования показали, что смазочные материалы в среднем составляют около 1% от общих эксплуатационных затрат оборудования (по некоторым оценкам остальные затраты составляют: накладные расходы 35%, техническое обслуживание 30%, коммунальные услуги 19% и амортизация 15%).

В то же время, отсутствие эффективной смазки является основной причиной преждевременного выхода из строя подшипников машины (36 случаев из 100). Поэтому величина в 1% кажется совсем недостаточной.
Это несоответствие между потраченными деньгами и потенциальным влиянием на работу оборудования следует рассматривать в контексте более масштабной задачи, стоящей перед проектировщиками.

Оборудование должно работать надежно и долго, но давление экономических факторов приводит к бесконечному стремлению к снижению стоимости.
Решением этой проблемы является технология управления смазкой, которая использует целостный подход к обслуживанию оборудования, для уменьшения трения и создания лучших условия работы для уплотнений, значительно продлевая срок службы всей системы.
Конструкторы придают большое значение роли смазочных материалов в вопросе повышения срока службы гидравлических систем; однако с увеличением сложности, эффективности и точности современных систем, от системы смазки требуется несколько больше.
Исследования показали, что смазочные материалы в среднем составляют около 1% от общих эксплуатационных затрат оборудования (по некоторым оценкам остальные затраты составляют: накладные расходы 35%, техническое обслуживание 30%, коммунальные услуги 19% и амортизация 15%).

В то же время, отсутствие эффективной смазки является основной причиной преждевременного выхода из строя подшипников машины (36 случаев из 100). Поэтому величина в 1% кажется совсем недостаточной.
Это несоответствие между потраченными деньгами и потенциальным влиянием на работу оборудования следует рассматривать в контексте более масштабной задачи, стоящей перед проектировщиками.

Оборудование должно работать надежно и долго, но давление экономических факторов приводит к бесконечному стремлению к снижению стоимости.
Решением этой проблемы является технология управления смазкой, которая использует целостный подход к обслуживанию оборудования, для уменьшения трения и создания лучших условия работы для уплотнений, значительно продлевая срок службы всей системы.

Общие сведения о технологии управления смазкой.

Технология управления смазкой предполагает не просто выбор смазки и ее применение, а управление условиями смазывания и их настройку для каждого элемента в системе.

В комплексном решении каждый элемент системы рассматривается как дополняющий компонент целого. Этот подход проистекает из многолетнего опыта решения проблем, вызванных трением в гидравлических системах, в том числе:

Общие сведения о технологии управления смазкой.

Технология управления смазкой предполагает не просто выбор смазки и ее применение, а управление условиями смазывания и их настройку для каждого элемента в системе.

В комплексном решении каждый элемент системы рассматривается как дополняющий компонент целого. Этот подход проистекает из многолетнего опыта решения проблем, вызванных трением в гидравлических системах, в том числе:
  • Достижения в области технологий привели к созданию более компактных и легких машин. Однако это имеет и негативные последствия — увеличение давления и скорости в гидравлическом оборудовании вынуждают полиуретановые уплотнения работать на пределе возможностей материала.
  • Покрытия на ответных поверхностях выбираются исходя из технический причин и не учитывают создаваемые условия для работы уплотнений. В результате они могут сильно ограничивать срок службы уплотнений и/или всего оборудования.
  • Микродефекты на ответных поверхностях действуют как лезвия на уплотнения, нарушая их целостность.
  • Покрытие, обработка и модификации, предотвращающие износ, являются распространенным решением для повышения срока службы уплотнений. Однако здесь проблема заключается в высокой стоимости.
  • Достижения в области технологий привели к созданию более компактных и легких машин. Однако это имеет и негативные последствия — увеличение давления и скорости в гидравлическом оборудовании вынуждают полиуретановые уплотнения работать на пределе возможностей материала.
  • Покрытия на ответных поверхностях выбираются исходя из технический причин и не учитывают создаваемые условия для работы уплотнений. В результате они могут сильно ограничивать срок службы уплотнений и/или всего оборудования.
  • Микродефекты на ответных поверхностях действуют как лезвия на уплотнения, нарушая их целостность.
  • Покрытие, обработка и модификации, предотвращающие износ, являются распространенным решением для повышения срока службы уплотнений. Однако здесь проблема заключается в высокой стоимости.
Опорно-направляющие кольца из композитного материала.
Композитные кольца на основе термореактивных смол армированных тканью обладают выдающимися свойствами износостойкости и способны компенсировать большие нагрузки на низких скоростях. Они отлично подходят к применению в оборудовании требующем прочных, легких и долговечных колец. Хотя термореактивные кольца жесткие, они обладают повышенной эластичностью по сравнению с металлическими кольцами.
Мировые лидеры в производстве уплотнений изготавливают опорно-направляющие кольца диаметром до 1500 мм, а из ленты могут быть изготовлены кольца большего диаметра. Большинство колец могут сочетаться со сталью, твердыми хромированными поверхностями и чугуном. Примеры применения включают цилиндры натяжителя, гидравлические цилиндры в аппаратах литья под давлением и самолетные шасси.

Опорно-направляющие кольца из термопластика.
Кольца из полиацеталя или полиамида являются рабочими лошадками гидравлических систем, они устойчивы к температурам и могут обеспечить высокий уровень производительности по более доступной цене, чем термореактивные кольца или кольца на основе ПТФЭ.
Большинство из них могут сочетаться со сталью, твердыми хромированными поверхностями и чугуном. Два популярных применения данных колец — клапаны и компоненты компрессоров.

Выбор материала — ключевой момент при проектировании уплотнительной системы. Выбор наилучшего материала для конкретного применения зависит от условий применения, величины нагрузки в системе, места установки и сопрягаемой поверхности.
Обычно опорно-направляющие кольца поставляются в виде разрезных колец или лент, предлагаемых в рулоне или предварительно нарезанных по размеру. Скошенные кромки — это вариант, который облегчает установку и предотвращает слишком большие усилия на кромках в угловых радиусах канавок.

Дефекты опорно-направляющих колец из термопласта.
Поскольку термопластичные кольца изготавливаются литьем под давлением, нередко можно наблюдать неравномерную усадку деталей в процессе охлаждения. Усадка может привести к тому, что кольцо в сечении в центре будет тоньше, чем по краям (так называемый эффект «собачьей кости»).

Один из способов быстро проверить опорно-направляющее кольцо на наличие дефектов от литья — это положить его на плоскую поверхность и визуально оценить, проникает ли свет под ним. Кольца с эффектом «собачьей кости» можно легко обнаружить. Для работы в сложных условиях кольца с таким дефектом не подходят. В менее сложных условиях они вызывают большее трение и/или действуют как грязесъёмник, поэтому гидравлическая жидкость не течёт должным образом.

Качество литья под давлением является важным аспектом, который следует учитывать при выборе поставщика опорно-направляющих колец. Постоянство характеристик таких колец означает более быструю установку и увеличение срока службы между заменами, к чему стремятся производители гидроцилиндров. Правильный выбор опорно-направляющих колец может значительно повысить эффективность оборудования в целом.

С точки зрения затрат, применение высокоточных и более дорогих колец может принести свои дивиденды. Например, в системах, которые будут продаваться как высокопроизводительные и оцениваться по их долговечности. Для систем, которые, как ожидается, будут использоваться в течение короткого времени, экономия средств может быть достигнута за счёт применения колец с большим допуском, а не прецизионных колец.
Опорно-направляющие кольца из композитного материала.
Композитные кольца на основе термореактивных смол армированных тканью обладают выдающимися свойствами износостойкости и способны компенсировать большие нагрузки на низких скоростях. Они отлично подходят к применению в оборудовании требующем прочных, легких и долговечных колец. Хотя термореактивные кольца жесткие, они обладают повышенной эластичностью по сравнению с металлическими кольцами.
Мировые лидеры в производстве уплотнений изготавливают опорно-направляющие кольца диаметром до 1500 мм, а из ленты могут быть изготовлены кольца большего диаметра. Большинство колец могут сочетаться со сталью, твердыми хромированными поверхностями и чугуном. Примеры применения включают цилиндры натяжителя, гидравлические цилиндры в аппаратах литья под давлением и самолетные шасси.

Опорно-направляющие кольца из термопластика.
Кольца из полиацеталя или полиамида являются рабочими лошадками гидравлических систем, они устойчивы к температурам и могут обеспечить высокий уровень производительности по более доступной цене, чем термореактивные кольца или кольца на основе ПТФЭ.
Большинство из них могут сочетаться со сталью, твердыми хромированными поверхностями и чугуном. Два популярных применения данных колец — клапаны и компоненты компрессоров.

Выбор материала — ключевой момент при проектировании уплотнительной системы. Выбор наилучшего материала для конкретного применения зависит от условий применения, величины нагрузки в системе, места установки и сопрягаемой поверхности.
Обычно опорно-направляющие кольца поставляются в виде разрезных колец или лент, предлагаемых в рулоне или предварительно нарезанных по размеру. Скошенные кромки — это вариант, который облегчает установку и предотвращает слишком большие усилия на кромках в угловых радиусах канавок.

Дефекты опорно-направляющих колец из термопласта.
Поскольку термопластичные кольца изготавливаются литьем под давлением, нередко можно наблюдать неравномерную усадку деталей в процессе охлаждения. Усадка может привести к тому, что кольцо в сечении в центре будет тоньше, чем по краям (так называемый эффект «собачьей кости»).

Один из способов быстро проверить опорно-направляющее кольцо на наличие дефектов от литья — это положить его на плоскую поверхность и визуально оценить, проникает ли свет под ним. Кольца с эффектом «собачьей кости» можно легко обнаружить. Для работы в сложных условиях кольца с таким дефектом не подходят. В менее сложных условиях они вызывают большее трение и/или действуют как грязесъёмник, поэтому гидравлическая жидкость не течёт должным образом.

Качество литья под давлением является важным аспектом, который следует учитывать при выборе поставщика опорно-направляющих колец. Постоянство характеристик таких колец означает более быструю установку и увеличение срока службы между заменами, к чему стремятся производители гидроцилиндров. Правильный выбор опорно-направляющих колец может значительно повысить эффективность оборудования в целом.

С точки зрения затрат, применение высокоточных и более дорогих колец может принести свои дивиденды. Например, в системах, которые будут продаваться как высокопроизводительные и оцениваться по их долговечности. Для систем, которые, как ожидается, будут использоваться в течение короткого времени, экономия средств может быть достигнута за счёт применения колец с большим допуском, а не прецизионных колец.

Автор: Алексей Асташов

Инженер ООО "ЭКСПЕРТСИЛ"