Rulment

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare

Rulmentul este un element mecanic ce constrange miscarea relativa intr-o anumita miscare dorita si reduce frictiunea intre elementele mobile. Constructia rulmentului

poate, de exemplu, furniza miscare liniara libera a elementului mobil sau rotatie libera in jurul unei axe fixe; sau, poate preveni o miscare controland vectorii fortei normale ce apasa pe elementele mobile. Multi rulmenti de asemenea, faciliteaza miscarea dorita cat se poate de mult, prin minimizarea frictiunii. Rulmentii au o clasificare vasta, in concordanta cu tipul de activitate, miscarile permise sau cu directiile incarcaturilor (fortelor) aplicate elementelor.

Termenul englez "bearing" ( rulment ) este derivat din verbul "to bear"[1](a suporta/sustine); un rulment(bearing) fiind acel element mecanic ce permite unei componente sa o sustina ( suporte ) pe o alta. Cei mai simplii rulmenti sunt suprafete de sprijin, taiati sau formati dintr-o bucata, cu grad de control variat raportat la forma, dimensiune, duritate si locatie a suprafetei. Alti rulmenti sunt dispozitive separate instalate pe o masinarie sau pe un element mecanic. Cei mai sofisticati rulmenti pentru cele mai solicitante aplicatii sunt dispozitive foarte precise; manufactura lor necesita standarde dintre cele mai inalte ale tehnologiei contemporane.

Istorie[modificare | modificare sursă]

Rulment cu role conice
Schita a lui Leonardo da Vinci (1452-1519) Studierea unui rulment

Inventia rulmentului cu rostogolire, sub forma de role din lemn ce suporta , sau sustine, un obiect in miscare, este de mare antichitate si este posibil sa preceada inventia rotii.

Desi este des sustinut faptul ca egiptenii foloseau rulmenti de lemn sub forma de trunchiuri de copacsub placi,[1] aceasta este o speculatie a erei moderne [2] .Acestea sunt reprezentate in propriile schite in mormantul lui Djehutihotep [3] ca blocuri masive mobile de piatra pe sanii cu sine lubrifiate cu lichid, car constituie practic un rulment simplu. Exista, de asemenea, desene egiptene ale rulmentilor folositi cu bormasini[4].

Cel mai timpuriu exemplu de rulment pe rostogolire recuperat este un rulment cu bila de lemn ce sustine o masa rotativa gasita in ramasitele corabiilor Nemi ale romanilor gasite in Lacul Nemi, Italia. Epavele au fost datate 40 i. Hr.[5][6]

Leonardo da Vinci a incorporat schite ale rulmentilor cu biladin designul sau pentru un elicopter in jurul anului 1500. Acesta este inregistrat ca primul uz de rulment in designul aerospatial. Cu toate acestea, Agostino Ramelli este primul care a publicat schite ale tamburului si rulmentilor axiali.[1] Un inconvenient al rulmentilor cu bila sau tambur este ca bilele sau tamburii prezinta frictiune intre ele ,cauzand frictiune suplimentare ce poate fi prevenita prin inchiderea bilelor sau a tamburilor in carcasa.Rulmentul cu bile incastrate a fost descris initial de catre Galileo in secolul al saptesprezecelea(17-lea).[necesită citare]

Primii rulmenti cu tambur au fost inventati la jumatatea anilor 1740 de catre orologeristul John Harrison pentru ceasornicul naval H3 al acestuia. Acesta foloseste rulmentul pentru o miscare oscilatorie foarte limitata, dar Harrison a folosit un rulment asemanator intr-un sens cu adevarat rotativ, intr-un ceas regulator contemporan.

Era industriala[modificare | modificare sursă]

Prima patentare inregistrata a rulmentilor cu bila a fost acordata lui Philip Vaughan, un inventator Britanic si de asemenea fierar care a creeat primul design al unui rulment cu bila in Carmarthen in 1794. Designul acestuia a fost primul modernizat, cu bila rotindu-se de-a lungul santului arborelui.[7]

Rulmentii au jucat rol de pivat in nasterea Revolutiei industriale, permitand noilor masinarii industriale sa opereze eficient. De exemplu, au gasit folosinta pentru roata si osie ,pentru a reduce frictiunea rezultata la tractarea unui obiect, reducand frictiunea la distante mai mici pe masura ce roata se invirtea.

Acest prim element simplu, rulmentul prin rulare, era faurit din lemn imediat urmat de catre bronz. De-a lungul istoriei lor, rulmentii, au fost confectionati din diverse materiale incluzand ceramica, safirul, sticla, fierul, bronzulosi alte metale si plasticuri..gx.nylon, ulpolyoxymethylene,ulpolytetrafluoroethylene,ulansiHMWPE) whcare sunt folosite astazi.

Producatorii de ceasuri fauresc ceasuri "bijuterie" folosind rulmenti cu safir neted pentru a reduce frecarea si astfel permitand pontajul mult mai precis.

Chiar si materialele fundamentale pot avea durabilitate buna. De exemplu, rulmentii din lemn inca pot fi vazuti astazi la ceasuri vechi sau morile de apa unde apa furnizeaza rol de racire si lubrifiere.

Rulmenti conici timpurii Timken cu roti dintate

Prima patentare pentru un stil radial alrulmentului cu bila a fost acordata lui Jules Suriray,un mecanic de biciclete parizian, la data de 3 August 1869. Rulmentii erau apoi potriviti pe bicicleta castigatoare, pe care pedala James Mooreila prima cursa de ciclism din lume,aris-Rouen, in Noveiembrie869.[8]

In 1883, Friedrich Fischer, fondator al FAG, a dezvoltat o abordare pentru slefuirea si buchisirea bilelor de dimensiuni egale si rotunjime exacta, prin intermediul unei masini suitabile si a format fundatia pentru creerea unei industrii independente de rulmenti.

Designul modern, ce se aliniaza de la sine, de rulmenti cu bilaieste atribuit luiven Wingquist ofdinKF bafabricant de rulnenti cu bila in907, whcand i s-a decernat patentul suedez . 25406 onpentru designul acestuia.

Henry Timken, un vizionar al secolului al nouasprezecelea (19-lea) si inovator al fabricarii de trasuri, a patentat rulmentul cu role conice in 1898. Urmatorul an a fondat o companie pentru a produce inovatiile acestea ale sale. Peste un secol compania s-a extins la a produce rulmenti de toate tipurile, incluzand fierul de specialitate si o serie de produse si servicii inrudite.

Erich Franke a inventat si patentat Rulment axial pe cablu cu bila in 1934. Acesta s-a concentrat pe designul unui rulment cu sectiune transversala cat de mica posibil ce ar fi putut fi integrata in designul implicit.. Dupa al Doilea Razboi Mondial acesta a fondat, impreuna cu Gerhard Heydrich compania Franke & Heydrich KG (astazi Franke GmbH) pentru a stimula evolutia si productia de rulmenti axiali pe cablu cu bila.

Richard Stribeck a efectuat o cercetare extinsa [9][10] legata de rulmentii cu bila de fier si a identificat metalurgia celor mai des utilizate 100Cr6 (AISI 52100) [11] dovedindu-se coeficient al frictiunii ca functie a presiunii.

Proiectat in 1968 si patentat mai tarziu, in 1972, co-fondatorul Bud Wisecarver al Bishop-Wisecarver a creeat rotile de ghidaj cu rulment V de canelura, un tip de rulment cu miscare liniara constand in unghi V de 90 de grade, atat intern cat si extern.[12]Format:Better source

La inceputul anilor 1980, fondatorul Pacific Bearing, Robert Schroeder, a inventat primul rulment bi-material a carui dimensiune permitea interschimbul cu rulmentii cu bila liniari. Acest rulment avea o carcasa din metal(aluminiu, fier sau otel inoxidabil) si un strat de material pe baza de teflon conectate printr-un strat adeziv subtire.[13]

Rulmentii cu bila sau rola de astazi sunt folositi in multe aplicatii ce includ o componenta rotativa. Exemplele includ rulmentii ultra-rapizi din burghiele dentare,rulmenti aerospatiali in Mars Rover, cutii de viteze si rulmenti cu bila la automobile, rulment radial cu role butoi in sistemele de aliniere optica, butucuri de bicicleta si rulmenti de aer folositi in Masinariile de masurat coordonate.

Generalitati[modificare | modificare sursă]

De departe, cel mai comun rulment este rulmentul plan, un rulment ce foloseste suprafetele aflate in contact,deseori cu un lubrifiant de ulei sau grafit. Un rulment plan poate fi sau nu un dispozitiv discret . Ar putea fi nimic mai mult decat suprafata de contact a unei gauri cu un ax trecand prin aceasta sau a unei suprafete plane ce o sustine(bear) pe cealalta (in aceste cazuri, nu este un dispozitiv discret); sau poate fi un strat de suprafata metalica fie fuzionata cu un substrat (semi-discret) sau sub forma de manson separabil (discret). Cu lubrifiere corespunzatoare, rulmentii plani ofera deseori acuratete acceptabila pe deplin, durata de viata si frictiune la cost minim. De aceea este folosit pe o scara larga.

Cu toate acestea, exista multe aplicatii in care rulmeti mult mai adecvati pot imbunatati eficienta, acuratetea, intervalele de service, fiabilitatea, viteza operatiunilor, dimensiunea, greutatea si costul achizitionarii si operativitatii masinariilor.

Asadar, exista multe tipuri de rulmenti, cu variate forme, materiale, lubrifiere, principiu de lucru si asa mai departe.

Tipuri[modificare | modificare sursă]

Animatia unui rulment cu rostogolire (fara carcasa). Inelul intern se roteste iar cel extern este stationar.

Sunt cel putin 6 tipuri comune de rulmenti,fiecare actionand pe principii diferite:

  • Rulment plan, cunoscut de asemenea pentru stilurile specifice: bucsa izolanta, journal bearing, sleeve bearing, rifle bearing
  • Rulment cu element rulant cum ar fi rulment cu bile sau cu role
  • Rulment bijuterie, in care incarcatura este purtata de un ax rotativ usor descentrat
  • Rulment fluid, in care incarcatura este purtata de un gaz sau lichid
  • Rulment magnetic, in care incarcatura este purtata de un camp magnetic
  • Rulment prin flexiune , in care miscarea este suportata de un element de incarcatura care se indoaie.
  • Rulment pe aer, in care incarcatura este purtata de presiunea aerului.

Miscarile[modificare | modificare sursă]

Miscarile permise de rulmenti sunt:

  • rotatie axiala ex. rotatie a axului
  • miscare liniara ex. sertar
  • rotatie sferica ex. articulatie sferica si soclu
  • miscare de pivotare(balama) ex. usa,umar,genunchi

Frictiune[modificare | modificare sursă]

Reducerea frictiunii la rulmenti este de asemenea importanta pentru eficienta, pentru a reduce uzura si pentru a facilitate utilitatea indelungata la viteze mari si pentru a evita supraincalzirea si defectiunea prematura a rulmentului.In esenta, un rulment poate reduce frictiunea prin forma sau materialul din care este confectionat sau prin introducerea si includerea unui fluid intre suprafete sau la suprafetele de separare cu un camp electromagnetic.

  • Prin forma, dobandeste avantaj prin utilizarea sferelor sau a rolelor, sau prin formarea de rulmenti de flexiune.
  • Prin material, speculeaza natura materialului folosit la rulment. (Un exemplu ar fi utilizarea plasticurilor cu frictiune mica la suprafete.)
  • Prin fluid, speculeaza vascozitatea scazuta din stratul unui fluid, asemenea lubrifiantilor sau a unor medii presurizate pentru a nu permite celor doua parti solide sa se atinga sau pentru a reduce forta normala dintre acestea.
  • Prin campuri, speculeaza campurile electromagnetice, asemenea celor magnetice, pentru a impiedica partile solide sa se atinga.
  • "Air pressure" speculeaza presiunea aerului pentru a impiedica partile solide sa se atinga.

Combinatii ale acestora pot chiar fi implicate in acelasi rulment. Un exemplu este carcasa facuta din plastic ce separa bilele/rolele, fapt ce reduce frictiunea in functie de forma si finisaj.

Sarcini[modificare | modificare sursă]

Rulmentii variaza foarte mult in functie de dimensiuni si directie a fortelor pe care acestia le pot suporta.

Fortele pot fi predominant radiale, axiale (rulment axial) sau momentele de indoire perpendiculare pe axa principala.

Viteze[modificare | modificare sursă]

Rulmentii au limite de viteze de operare diferite. Viteza este de obicei specificata ca viteze maxime de suprafata relative, des specificate in ft/s sau m/s. Rulmentii rotational, descriu randamentul in termeni DN unde D inseamna diametru ( in mm ) rulmentului si N rata de rotatii in revolutii/minut.

In general exista suprapunere considerabila de gama de viteza intre tipurile de rulmenti. Rulmentii plani opereaza de obicei doar viteze scazute, elementele cu rulment cu role suportand viteze mai mari, urmate de rulmentii cu fluid si camp magnetic, care sunt limitati in cele din urma de forta centripeta ce depaseste rezistenta materialului.

Jocul[modificare | modificare sursă]

Unele aplicatii aplica rulmentilor incarcator din diferite directii si accepta un joc limitat sau "pierdere" a rulmentului. De exemplu, pentru un ax de 10 mm intr-o gaura de 12mm, gaura are joc de 2 mm.

Jocul admisibil variaza foarte mult in functie de utilizare. De exemplu, o roaba suporta incarcaturi radiale si axiale. Incarcaturile axiale pot avea sute de newtoni forta stanga sau dreapta si este de obicei acceptabil ca roata sa se clatine pana in 10 mm sub incarcatura fluctuanta. In contrast, un strung poate pozitiona unealta de taiere ka ±0.02 mm folosind un surub cu bila de plumb tinut de rulmenti rotativi. Rulmentii suporta incarcaturi axiale de sute de newtoni in orice directie, si trebuie sa tina surubul cu bila de plumb la ±0.002 mm de-a lungul gamei de incarcaturi.

Rigiditate[modificare | modificare sursă]

O sursa secundara de miscare este elasticitatea rulmentului propriu-zis.De exemplu, bilele dintr-un rulment sunt ca plasticul tare, iar sub incarcatura maxima se pot deforma de la forma rotunda la una usor turtita. Cursa este de asemenea elastica si dezvolta o usoara adancitura can bila preseaza pe ea.

Duritatea rulmentului este modul in care distanta dintre partile separate de rulment variaza sub incarcatura aplicata. La rulmenti cu elemente rulante, acest factor se datoreaza tensiunii bilelor si cursei. Cu rulmentii cu fluid se datoreaza variatiei de presiune din bresa.( cu incarcatura corecta, rulmentii cu lichid sunt mai rigizi decat cei cu elemente rulante).

Durata de viata[modificare | modificare sursă]

Rulmenti magnetici si cu fluid

Rulmentii magnetici si cu fluid pot avea practic durata de viata nedefinita. In practica, exista rulmenti cu fluid ce suporta incarcaturi mari in centrale hidroelectrice ce sunt in folosinta aproape continua din aproximativ 1900 si care nu arata semne de uzura.

Rulmenti cu elemente rulante

Durata de viata a acestora este determinata de incarcatura, temperatura, maintenanta, lubrifiere, defectele materialului, contaminare, manipulare, instalare si alti factori. Acesti factori pot avea individual un efect semnificativ in durata de viata a rulmentului. De exemplu ,durata de viata a rulmentului intr-o aplicatie a fost extinsa foarte mult schimband modul in care rulmentii erau depozitati inainte de instalare si punere in functiune, intrucat vibratiile din timpul depozitarii cauzau caderea lubrifiantului chiar si cand singura incarcatura de pe rulment era propria-i greutate. [14] Dauna rezultata este deseori repaus fals. Durata de viata a rulmentilor este statistica: mai multe mostre ale unui anumit tip de rulment vor arata o distributie normala a duratei de viata, iar putine mostre vor arata durata de viata mai indelungata sau mai scurta.Aceasta durata de viata variaza pentru ca structura microscopica si contaminarea variaza foarte mult chiar si atunci cand microscopic, par identice.

L10 durata de viata[modificare | modificare sursă]

Rulmentii sunt deseori inscrisi ca oferind o durata de viata "L10" (in afara USA, se poate referi la "B10" ). Aceasta este durata de viata la care 10% dintre rulmentii din aplicatia respectiva se asteapta sa esueze din cauza clasicii oboseli(si nu alt mod de esec cum ar fi lipsa de lubrifiere, montaj gresit etc. ) sau alternativ, durata de viata la care 90% dintre rulmenti inca opereaza. Durata de viata L10 a unui rulment este teoretica si poate sa nu fie durata de viata exacta a rulmentului. Rulmentii sunt de asemenea evaluati folosind C0 (incarcatura statica) ca valoare. Acesta este modul de baza de evaluare, ca referinta si nu o valoare concreta a incarcaturii.

Rulmenti plani

Pentru acestia, unele materiale ofera o durata de viata mai indelungata decat altele. Unele ceasuri ale lui John Harrison inca functioneaza dupa sute de ani datorita lignum vitae lemn implicat in constructia acestora, unde ceasurile metalice ale acestuia rareori functioneaza datorita uzurii potentiale.

Rulmenti prin inconvoiere

Se bazeaza pe proprietatile plastice ale materialului. Acestea indoaie o bucata de material in mod repetat. Unele materiale se uzeaza dupa cateva cicluri, chiar si la incarcaturi joase, dar selectia atenta de material si design al rulmentului poate rezulta in durata de viata nedefinita.

Rulmenti cu durata de viata scurta

Desi durata de viata lunga este deseori dorita, cateodata nu este necesara. Tedric A. Harris descrie un rulment pentru o pompa de oxigen de la un motor de racheta care a oferit mai multe ore de viata, cu mult in exces fata de zecile de minute necesare.[14]

Factori externi[modificare | modificare sursă]

Durata de viata a rulmentilor este afectata de multiplii parametrii ce nu sunt controlati de producatori. De exemplu, montarea, temperatura, expunerea la mediul inconjurator, puritatea lubrifiantului si curentii electrici ce ii parcurg etc.

Temperatura si structura micro-suprafetei vor determina cantitatea de frictiune la contactul dintre partile solide.

Anumite elemente si campuri reduc frictiunea, in timp ce cresc vitezele.

Rezistenta si mobilitatea ajuta la determinarea cantitatii de incarcatura pe care tipul de rulment o poate purta.

Factori de aliniere pot juca rol in uzura si rupere, si totusi se pot corecta cu ajutorul semnalizarii pe computer si non-frecarea tipurilor de rulmenti, ca de exemplu levitatie magnetica si presiunea campului de aer.

Intretinere si lubrifiere[modificare | modificare sursă]

O multitudine de rulmenti necesita maintenanta periodica pentru a preveni esecul prematur, dar alti rulmenti necesita foarte putina atentie.Acestea din urma includ diferite tipuri de fluide si rulmenti magnetici, precum și rulmenți cu elemente de rulare, care sunt descrise cu termenii inclusiv rulment sigilat și sigilat pe viață. Acestea conțin garnituri pentru a indeparta murdăria și unsoarea. Functioneaza cu succes în multe aplicații, oferind operare fără întreținere. Unele aplicații nu le pot utiliza în mod eficient.

Rulmenți ne-sigilati au adesea o potrivire cu unsoare, pentru lubrifierea periodică cu un pistol cu unsoare, sau o cana de ulei pentru umplerea periodică cu ulei. Înainte de 1970, rulmenții sigilati nu erau întâlniti la cele mai multe mașini, și ungere și gresare erau activitati mai frecvente decât sunt astăzi. De exemplu, șasiul auto obisnuia sa "lubrifieri" aproape la fel de des ca schimbarea uleiului de motor, dar șasiul mașinilor de astăzi sunt, de regulă sigilate pe viață. De la sfârșitul anilor 1700,pana prin mijlocul anilor 1900, industria s-a bazat foarte mult pe muncitori numiti oilers pentru a lubrifia frecvent utilaje cu doze de ulei.

Masinile de fabrică de astăzi au de obicei sisteme de ungere, în care o pompă centrală servește ungeri periodice de ulei sau grăsime de la un rezervor prin linii de lubrifiant la diversele puncte de ungere în suprafețe de lagăr ale aparatului, axul scurt, lagar principal, și așa mai departe. Momentul și numărul de astfel de cicluri de ungere este controlată de partea computerizata a masinariei, cum ar fi PLC sau CNC, precum și prin funcții manuale suprascrise ocazional , cand este necesar. Acest proces automatizat este modul în care sunt lubrifiate toate masini-uneltele moderne CNC și multe alte mașini de industriale moderne. Sistemele de lubrifiere similare sunt de asemenea, utilizate pe masini ne-automate, caz în care există o pompă de mână la care un operator ar trebui să pompeze o dată pe zi (pentru utilizare constantă) sau o dată pe săptămână. Acestea sunt numite sisteme de one-shot de la punctul lor de vânzare: o tragere de un mâner pentru a lubrifia întreaga mașină, în loc de o duzină de pompari la un tun alemite sau ulei turnat într-o duzină de diferite poziții în jurul mașinii.

Sistemul de ungere din interiorul unui motor de automobil sau de camion modern este un concept similar cu sistemele de lubrifiere menționate mai sus, cu excepția faptului că uleiul este pompat continuu. O mare parte din acest ulei se scurge prin pasaje găurite sau turnate în blocul motor și capetele cilindrului, scăpând prin porturi direct pe rulmenți, și stropind altă parte pentru a oferi o baie de ulei. Pompa de ulei, pur și simplu pompeaza in mod constant, iar orice exces de ulei pompat scapă continuu printr-o supapă de iesire în gura de colectare.

Multe lagăre din marile cicluri de operatiuni industriale necesita lubrifiere periodică și curățire, iar altele necesita ajustare ocazionala, cum ar fi ajustarea pre-definita, pentru a minimiza efectele de uzură.

Durata de viata a rulmentilor este adeseori mult mai buna daca se pastreaza curat si lubrifiat. Insa multe aplicatii fac dificila o buna maintenanta. De exemplu, rulmentii dintr-o banda rulanta de la un zdrobitor de pietresunt expusi in mod continuu la particule dure, abrazive. Curatarea este aproape inutila, deoarece este scumpa si rulmentii se vor contamina imediat ce banda va reporni. Desi, o maintenanta potrivita ar putea lubrifia rulmentii frecvent, dar ar putea sa nu includa dezasamblarea pentru curatare. Lubrifierea frecventa, prin natura sa, ofera o curatare limitata, prin dislocarea uleiului si grasimii vechi ( pline cu pietris ) cu o incarcatura proaspata, dar prin care va colecta de asemenea pietris inainte de a fi dislocata de celalalt ciclu.

Detectarea avariei cursei exterioare a rulmentului cu element rulant[modificare | modificare sursă]

Format:Unsourced section Rulmentii cu element rulant sunt vast folositi in industrie astazy si decimaintenanta acestora devine un task important pentru profesionisti. Acest tip de rulmenti se uzeaza user din cauza contactului metal-metal, ceea ce creeaza avarie in cursa exterioara, interioara si la bila. Este de asemenea o componenta foarte vulnerabila deoarece este deseori sub incarcatura mare si la viteze mari. Diagnostice regulate ale avariilor rulmentilor de acest tip sunt critice pentru siguranta industriala si operatiuni ale masinariilor impreuna cu reducerea costului de intretinere sau reducerea timpului de oprire. In domeniul cursei exterioara, interioara si a bilei, cursa exterioara tinde sa fie mai vulnerabila la avarii si defecte.

Ramane insa spatiupentru a discuta daca elementul rulant provoaca frecvente naturale ale rulmentului cand trece prin avaria cursei exterioare. Asadar trebuie sa identificam frecventa naturala a cursei exterioare si armonica acesteia. Defectele rulmentului creeaza impulsuri si rezulta armonice puternice ale frecventei de defect in spectrul de vibratie al semnalelor. Aceste frecvente de defect sunt uneori mascate de frecventele adiacente din spectru datorita energie lor mici.Asadar, o rezolutie spectrala foarte ridicata este deseori necesara pentru a identifica aceste frecvente in timpul analizei FFT . Frecventele naturale ale rulmentului cu element rulant in conditii de lipsa a granitelor este 3 kHz. De aceea, pentru a putea utiliza lungimea de banda a rezonantei acestui element pentru a detecta avaria intr-un stagiu initial, un accelerometrusde frecventa inalta este necesar, iar date de pe o durata indelungata trebuiesc inregistrate. Frecventa caracteristica a unui defect poate fi identificata doar cand defectul este foarte sever, cum ar fi o gaura in cursa exterioara.Aonics eleffrecventei defectului este un indicat r mult mai sensibil a defectului cursei exterioare.fPentru o detectare mult mai riguroasa a defecteloraundaspectrum lnsinpliculesunc tehnici ce vor ajuta la descoperirea acestor defecte.Cuftoate acestea, daca o modulatiresde nalta frecventa este folosita in analiza plic, pentru a detecta frecventa caracteristica a rulmentului defect,aprofesionistii in maintenanta trebuie sa abordeze o analiza mai riguroasa datorita sozanceteiasintruc t ar putea sau nu sa contina frecventa respectivei componente avariate

Folosind analiza spectrala ca o unealta pentru a identifica defectele rulmentilor, se intampina provocari datorita problemelor de genul : energy slaba, petelor de semnal,cyclostationaritate etc.Resolutie inalta este deseori dorite pentru a diferentia frecventa componentelor avariate de celelalte amplitudini inalte adiacente.Asadar,cand semnalul este generat prin analiza FFT , lungimea mostrei trebuie sa fie indeajuns incat sa ofere frecvente adecvate resolutiei in spectru.De asemenea, pastrand timpul de calcul si memoria intre limite si evitand tehnici de calculmgresite, pot fi necesareHoInsa o resolutie minima a frecventei necesare poate fi obtinuta estimand frecventele rulmentului avariat si alte frecvente de vibratie ale componentelor si armonica acestora datorate vitezei axului, alinierii gredite, frecve,ta liniei, cutia de viteze etc.n line frequency, gearbox etc.

Ticsirea[modificare | modificare sursă]

Unii rulmenti folosesc grasime mai vascoasa pentru lubrifiere, care este impinsa in spatiile dintre suprafetele rulmentului,cunoscut sub numele de ticsire. Grasimea este tinuta in loc de catre plastic, piele, sau garnitura (de asemenea numita glanda) ce acopera marginile din interiorul si exteriorul cursei rulmentului pentru a nu permite grasimii sa iasa.

Rulmentii trebuiesc de asemenea ticsiti si cu alte materiale.Istoria arata ca rotile de la masinile pe sine foloseau rulmenti cu manson ticsiti cu deseuri sau resturi libere de bumbac sau fibra de lana imbibate in ulei, folosite apoi ca tampoane solide de bumbac.[15]

Uleierea inelului[modificare | modificare sursă]

Pentru mai multe detalii despre acest subiect, vedeți Ring oiler.

Rulmentii pot fi lubrifiati la inelul de metal care se roteste liber in centrul axului.Inelul se tine de camera ce contine ulei de lubrefiere. Pe masura ce rulmentul se roteste, adeziunea vascoasa trage uleiul spre inel catre ax, unde uleiul migreaza in rulment pentru a il lubrifia.Uleiul in exces este aruncat si colectat din nou in baia de ulei.[16]

Lubrifiere prin stropire[modificare | modificare sursă]

Unele masinarii contin un depozit de lubrifiant la baza, cu angrenaje partial imersate in lichid sau manivele care pot balansa in depozite in timp ce aparatul functioneaza. Rotile care se invart arunca uleiul in aer si in jurul lor, in timp ce manivelele lovesc la suprafata uleiului, stropind aleatoriu in interiorul suprafetelor motorului.Unele motoare prin combustie interna contin in mod specific roti aruncatoare ce arunca la intamplare ulei pe interiorul mecanismului.[17]

Lubrifiere prin presiune[modificare | modificare sursă]

Pentru lubrifierea masinariilor cu viteze si puteri mari, pierderile de lubrifiat pot resulta in supra-incalzirea si avarierea rulmentilor datorita frictiunii. De asemenea, in medii murdare, uleiul se poate contamina cu praf si ramasite care cresc frictiunea, In aceste aplicatii, o rezerva noua de lubrifiant poate fi aprovizionata in mod continuu rulmentului si tuturor suprafetelor in contact, iar cel in exces poate fi colectat pentru filtrare, racire si posibila refolosire. Aceasta metoda este folosita in mod obisnuit in marea si complexa arie a motoarelor cu combustie interna in parti ale motorului in care lubrifierea prin stropire nu poate ajunge, cum ar fi in ansamblele valvelor supraincalzite.[18] Turbochargere de mari viteze de asemenea necesita un sistem de lubrifiere prin presiune pentru a raci rulmentii si pentru a-i proteja de la ardere datorita caldurii de la turbina.

Tipuri[modificare | modificare sursă]

Sunt foarte multe tipuri diferite de rulmenti. Noile versiuni au designuri mai permisive si sunt sub dezvoltare si testare, vor reduce frictiunea, vor mari incarcatura suportata si vor mari momentumul implicit si viteza.

Tipul Descriere Frictiune Rigiditate Viteza Durata de viata Note
Rulment plan Suprafete in frictiune, de obicei cu lubrifiere, unele folosesc lubrifiant pompat si se comporta similar cu rulmentii cu fluid. Depinde de material si constructie, PTFE are coeficient de frictiune ~0.05-0.35, depinzand de filtrele adaugate uzura celor bine aprovizionate este scazuta, dar o mica flexibilitate este prezenta de la mica la foarte mare scazuta catre foarte ridicata, depinde de aplicatie si lubrifiere Vast folosita, frictiune relativ ridicata, sufera de stictiune in unele aplicatii.In functie de plicatie, durata de viata poate fi mai mare sau mai mica decat a celor cu element rulant.
Rulment cu element rulant Bile sau role sunt folosite pentru a preveni sau minimiza frictiunea Coeficientul de rulare al frictiunii cu fierul poate fi ~0.005 (adaugand rezistenta datorita sigiliilor, grasimilor ticsite, preincarcare si nealinierea pot mari frictiunea pana la 0.125) Buna, dar o mica flexibilitate este prezenta Moderata catre mare(deseori necesita racire) Moderata catre mare (depinde de lubrifiere, deseori necesita maintenanta) Folosita pentru incarcaturi cu moment mai mare decat a celor cu frictiune mai mica
Rulment bijuterie Rulment descentrat in asezare Scazuta Scazuta datorita flexiunii Scazuta Adecvata (necesita maintenanta) In mare parte folosita cu incarcaturi scazute, munca cu precizie ridicata ca de exemplu ceasornicarie. Rulmentele bijuterie pot fi foarte mici.
Rulment lichid Fluidul este fortat intre doua fete si tinut de sigiliul de pe margine Zero frictiune la zero viteza, scazuta Foarte mare Foarte mare (de obicei limitata la cativa sute de ft/secunda at/by sigiliu) Virtual infinita in unele aplicatii, s-ar putea uza in startup/shutdown in unele cazuri. Deseori intretinere neglijabila. Se poate avaria repede datorita pietrisului sau prafului sau altor contaminanti. Nu necesita maintenanta la uz continuu. Poate face fata incarcaturilor mari cu frictiune redusa.
Rulmenti magnetici Fetele rulmentului sunt separate prin magnetism (electromagneti sau eddy currents) Zero frictiune la zero viteza, dar putere constanta de levitare, curenti eddy sunt deseori indusi cand apare miscarea, dar poate sa nu fie neglijabil daca campul magnetic este qvasi-static Scazuta Nici o limita practica Nedefinita. Nu necesita maintenanta ( cu electromagnetsi) Rulmenti magnetici activi (AMB) necesita putere considerabila . Rulmentii electrodinamici (EDB) nu necesita putere externa.
Rulmenti prin flexiune Materialul flexeaza si ingreuneaza miscarea Foarte scazuta Scazuta Foarte ridicata Foarte ridicata sau scazuta in functie de materiale si tensiune in aplicatie. De obicei nu necesita ingrijire. Raza limitata de miscare,nici o reactiune, miscare extrem de lina
Rigiditatea este cantitatea cu care spatiul variaza cand incarcatura pe rulment se schimba, este diferita de frictiunea rulmentului.

!knife edge bearings

Se pot vedea[modificare | modificare sursă]

Referinte[modificare | modificare sursă]

  1. ^ a b American Society of Mechanical Engineers (1906), Transactions of the American Society of Mechanical Engineers, 27, American Society of Mechanical Engineers, p. 441, http://books.google.com/books?id=aWd1G50m8WEC&pg=RA1-PA441. 
  2. ^ Bryan Bunch, The history of science and technology.
  3. ^ Steven Blake Shubert, Encyclopedia of the archaeology of ancient Egypt
  4. ^ Guran, Ardéshir; Rand, Richard H. (1997), Nonlinear dynamics, World Scientific, p. 178, ISBN 978-981-02-2982-5, http://books.google.com/books?id=ttBQ1k8MYZ4C&pg=PA178&lpg=PA178. 
  5. ^ Purtell, John (1999/2001). Project Diana, chapter 10: http://nemiship.multiservers.com/nemi.htm
  6. ^ Bearing Industry Timeline, http://www.americanbearings.org/?page=bearing_timeline, accesat la 21 octombrie 2012. 
  7. ^ Double- Row Angular Contact Ball Bearings. http://www.intechbearing.com/5200Series-DoubleRowAngularContactBallBearings-SealsandShields-Shop.html. 
  8. ^ Bicycle History, Chronology of the Growth of Bicycling and the Development of Bicycle Technology by David Mozer”. Ibike.org. http://www.ibike.org/library/history-timeline.htm. Accesat la 30 septembrie 2013. 
  9. ^ R. Stribeck, Kugellager für beliebige Belastungen Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure, 1901, Nr. 3, Band 45, p. 73-79
  10. ^ N.N. (R. Stribeck), Kugellager (ball bearings), Glasers Annalen für Gewerbe und Bauwesen, 1901, No. 577, p. 2-9, Published 01. July 1901
  11. ^ A. Martens, Schmieröluntersuchungen (Investigations on oils) Part I: Mitteilungen aus den Königlichen technischen Versuchsanstalten zu Berlin, Ergänzungsheft III 1888, p. 1-37, Verlag von Julius Springer, Berlin and Part II: Mitteilungen aus den Königlichen technischen Versuchsanstalten zu Berlin, Ergänzungsheft V, 1889, p. 1-57, Verlag von Julius Springer, Berlin, (Note: These files can be downloaded from the website of BAM: http://www.bam.de/de/ueber_uns/geschichte/adolf_martens.htm)
  12. ^ Machine Design (2007), Did You Know: Bud Wisecarver, Machine Design, p. 1, http://www.bwc.com/pdf/news/1737_MSD_BIWI_eprint_.pdf. 
  13. ^ Design News Magazine - July 1995. http://www.designnews.com/article/9409-Prime_mover_in_custom_bearings.php. 
  14. ^ a b Harris, Tedric A. (2000). Rolling Bearing Analysis (ed. 4th). Wiley-Interscience. ISBN 0-471-35457-0 
  15. ^ Format:White-Passenger-1985
  16. ^ Steam Power Plant Engineering, by George Frederick Gebhardt, published by J. Wiley & sons, Incorporated, 1917, p 791 Google Books scanned ref
  17. ^ The gasoline automobile, George William Hobbs b. 1887, Ben George Elliott, Earl Lester Consoliver, University of Wisconsin. University Extension Division, McGraw-Hill Book Company, Inc., 1919 - 483 pages, pp 111-114 Google Books scanned ref
  18. ^ Pressure Lubricating Characteristics, by Paul Dumas, Motor age, Volume 42, Class Journal Co., 14 Sep 1922 Google Books scanned ref

Linkuri externe[modificare | modificare sursă]

Commons
Wikimedia Commons conține materiale multimedia legate de Rulment