خواه صفحه یاتاقان کامپوزیت فولادی می تواند با استفاده از شرایط شدید کار مانند دمای بالا و بار زیاد ، عمدتاً به نیازهای خاص ترکیب مواد ، فرآیند تولید ، طراحی و محیط کاربردی آن بستگی داشته باشد. ترکیبی از مواد کامپوزیت با کلاه فلزی به این نوع صفحه بلبرینگ برخی از مزایای منحصر به فرد را می دهد ، و این امکان را برای انجام خوب در برخی از درجه حرارت بالا و شرایط بار بالا فراهم می کند. با این حال ، تجزیه و تحلیل خاص نیز برای شرایط کار مختلف مورد نیاز است.
در شرایط دمای بالا ، پایداری حرارتی و مقاومت در برابر دمای بالا مواد تحمل بسیار مهم است. عملکرد صفحات یاتاقان کامپوزیت فولادی تحت تأثیر عوامل زیر است:
مس دارای هدایت حرارتی عالی است ، بنابراین مواد مبتنی بر مس می توانند به از بین رفتن گرما کمک کنند و به صفحات تحمل اجازه می دهد تا با مشکل تجمع گرما در محیط های درجه حرارت بالا بهتر مقابله کنند. به خصوص در مورد عملکرد پر سرعت و اصطکاک که باعث ایجاد گرمای بیشتر می شود ، هدایت حرارتی مس به انجام سریع گرما کمک می کند و از این طریق از گرمای بیش از حد بلبرینگ جلوگیری می شود.
مس دارای نقطه ذوب کم (حدود 1083 درجه سانتیگراد) است و در محیط های با دمای بسیار بالا ممکن است خطر نرم شدن و تغییر شکل مواد وجود داشته باشد. با این حال ، نقطه ذوب مواد فولادی زیاد است (در حدود 1370 درجه سانتیگراد) ، بنابراین مقاومت درجه حرارت بالا مواد کامپوزیت فلزی مس با ماتریس فولادی تا حد معینی افزایش می یابد. به طور کلی ، صفحه یاتاقان کامپوزیت فولادی برای شرایط کار با درجه حرارت بالا مناسب است ، اما هنگامی که از نقطه ذوب مس فراتر رود ، ممکن است تخریب عملکرد رخ دهد و باید توجه ویژه ای به کنترل دما باشد.
در محیط های درجه حرارت بالا ، گرمای ایجاد شده توسط اصطکاک ممکن است باعث بدتر شدن عملکرد روانکاری مواد سنتی شود و حتی باعث ایجاد مشکلاتی مانند فرسایش و چسبندگی شود. مس دارای خواص خودکشی خوبی است ، که باعث می شود صفحه یاتاقان کامپوزیت فولادی-مس نشان دهد عملکرد ضد اصطکاک خوبی را در شرایط خاص با دمای بالا و با بار بالا نشان می دهد. با این حال ، هنگامی که دما خیلی زیاد است ، برای جلوگیری از ساییدگی بیش از حد ممکن است به اقدامات روغن کاری اضافی نیاز باشد.
ظرفیت تحمل بار بالا صفحه یاتاقان کامپوزیت فولاد-مس به طور عمده به جنبه های زیر بستگی دارد:
ماده مبتنی بر فولاد استحکام و سختی صفحه یاتاقان کامپوزیت را فراهم می کند و باعث می شود که در برابر بارهای خارجی بالا مقاومت کند. مقاومت و سختی فشاری فولاد معمولاً می تواند نیازها را در شرایط بار سنگین ، به ویژه در مزارع ماشین آلات معدن ، تجهیزات متالورژی و غیره برآورده کند ، جایی که مواد کامپوزیت با کلاه فلزی اغلب در برنامه هایی که اشیاء سنگین تحت فشار قرار می گیرند استفاده می شود.
اگرچه مس از استحکام کم برخوردار است ، اما از نظر کشش و مقاومت در برابر سایش بسیار خوبی دارد که می تواند به طور موثری سایش ناشی از اصطکاک را کاهش دهد. در شرایط پر بار ، خواص خودآزانه کننده مس به کاهش ضریب اصطکاک کمک می کند و از این طریق از تجمع بیش از حد گرما و سایش خودداری می کند.
ساختار کامپوزیت صفحه یاتاقان کامپوزیت فولاد-مس ، عملکرد کلی مواد را تکمیل می کند. لایه فولادی پشتیبانی با استحکام بالا را فراهم می کند ، در حالی که لایه مس مقاومت سایش و عملکرد روغن کاری را بهبود می بخشد. چنین ساختار کامپوزیتی صفحه یاتاقان را قادر می سازد تا ظرفیت بار و دوام را در زیر بار بالا حفظ کند.
در شرایط پر بار ، صفحه یاتاقان معمولاً گرمای زیادی ایجاد می کند و در نتیجه باعث انبساط حرارتی می شود. مس از ضریب انبساط حرارتی بزرگتر نسبت به فولاد برخوردار است ، بنابراین ممکن است این ماده تحت عملکرد طولانی مدت با سرعت بالا تغییر کند. برای رفع این مشکل ، طراحی صفحه تحمل کامپوزیت فولاد-مس معمولاً ویژگی های انبساط مواد را در نظر می گیرد تا از تغییر شکل یا آسیب ناشی از گسترش حرارتی ناهموار جلوگیری شود.
در شرایط شدید درجه حرارت بالا و بار بالا ، عملکرد صفحه یاتاقان کامپوزیت فولادی-مس معمولاً به هم افزایی این دو بستگی دارد. در چنین شرایط شدید ، مواد کامپوزیت فلزی مس می توانند ظرفیت بار و عملکرد اصطکاک بهتری را فراهم کنند ، اما اقدامات اضافی نیز مانند بهینه سازی سیستم روغن کاری یا کنترل دمای محیط لازم است تا از تخریب مواد جلوگیری شود.
صفحات یاتاقان کامپوزیت فولادی که اغلب در محیط های با درجه بالا و درجه حرارت بالا مانند متالورژی ، ماشین آلات معدن ، تولید انرژی باد و سکوهای حفاری دریایی استفاده می شود. در این شرایط ، صفحه یاتاقان نه تنها باید در برابر فشار سنگین مقاومت کند ، بلکه باید برای مدت طولانی در دمای بالا نیز کار کند. بنابراین ، انتخاب یک صفحه یاتاقان کامپوزیت با کلاه فلزی مناسب و ترکیب آن با یک روش روغن کاری مناسب می تواند عمر و ثبات خدمات خود را در این شرایط شدید کار بهبود بخشد.
به منظور فعال کردن صفحه یاتاقان کامپوزیت فولادی برای مقابله بهتر با شرایط کار شدید مانند دمای بالا و بار زیاد ، تولید کنندگان معمولاً جنبه های زیر را بهینه می کنند:
با بهینه سازی نسبت ضخامت لایه مس و لایه پایه فولادی ، می توان ظرفیت تحمل و مقاومت در برابر دمای بالا صفحه یاتاقان را بهبود بخشید. به عنوان مثال ، یک لایه مس نازک تر می تواند ضمن افزایش هدایت گرما ، وزن را بهتر کند. در حالی که یک لایه فولادی ضخیم تر پشتیبانی قوی تری را فراهم می کند.
از طریق پوشش سطح ، عملیات حرارتی و سایر روشها ، مقاومت در برابر دمای بالا ، مقاومت سایش و مقاومت در برابر خوردگی صفحه یاتاقان کامپوزیت فولادی-مس می تواند بیشتر بهبود یابد. به عنوان مثال ، استفاده از پوشش محافظ درجه حرارت بالا می تواند در شرایط کار شدید ، ثبات مواد را بهبود بخشد.
به منظور کاهش تأثیر منفی محیط دمای بالا بر روی صفحه یاتاقان کامپوزیت فولاد-مس ، معمولاً لازم است با یک سیستم روغن کاری و خنک کننده مناسب همکاری کنیم. روغن کاری و خنک کننده منظم نه تنها می تواند عمر سرویس صفحه یاتاقان را افزایش دهد بلکه مشکل تجمع گرما ناشی از اصطکاک را کاهش می دهد.
صفحه یاتاقان کامپوزیت فولادی می تواند در شرایط کار شدید مانند دمای بالا و بار زیاد عملکرد بسیار خوبی را نشان دهد ، اما کاربرد آن هنوز محدودیت های خاصی دارد. استحکام بالا ، عملکرد اصطکاک خوب و هدایت حرارتی آن را برای اکثر محیط های با درجه حرارت بالا و بار بالا مناسب می کند ، اما برای دمای فوق العاده بالا یا شرایط بار فوق العاده سنگین ، طراحی بهینه سازی اضافی و اقدامات کمکی هنوز مورد نیاز است. از طریق طراحی خوب و بهینه سازی فرآیند مناسب ، صفحات تحمل کامپوزیت فولاد-مس می توانند در این شرایط شدید به عملکرد بهتری دست یابند و نیازهای مهندسی را برآورده کنند .