Многие пользователи сообщают об общей проблеме: их вращающиеся соединения отлично работают на низких скоростях, но как только они достигают номинальной скорости, они перегреваются, протекают или даже полностью заклинивают. Основная причина этой проблемы-в 90% случаев- кроется в уплотнениях и подшипниках.
I. Уплотнения: тепловое равновесие на высоких скоростях определяет успех или неудачу
Во время работы на высоких-скоростях линейная скорость уплотняемых поверхностей увеличивается экспоненциально, что приводит к резкому увеличению тепла,-вызванного трением. Часто наблюдаются три распространенные ошибки:
1. Чрезмерное давление на уплотнительную поверхность: усилие предварительного натяга, прикладываемое пружиной или сильфоном, слишком велико; следовательно, температура резко возрастает на высоких скоростях, что приводит к выгоранию уплотняющих поверхностей.
2. Материалы, непригодные для высоких скоростей. Стандартные графитовые или резиновые материалы быстро изнашиваются в условиях высоких-скоростей. Правильный выбор предполагает использование пар твердого трения,-таких как карбид кремния (SiC) или карбид вольфрама (WC)-в сочетании с высоко-температурными-вторичными уплотнениями из ПТФЭ.
3. Превышение пределов PV: произведение давления на поверхность уплотнения и скорости («значение PV») не было рассчитано должным образом, что привело к тому, что условия эксплуатации превышают допустимые пределы для материала.
II. Подшипники: недостаточная точность неизбежно приводит к вибрации на высоких скоростях
Точность вращения вращающегося шарнира полностью зависит от его подшипников:
Недостаточный класс точности. Стандартные подшипники класса P0- имеют значительное радиальное биение, которое приводит к сильной вибрации во время работы на высоких скоростях. Обязательно следует выбирать прецизионные радиально-упорные шарикоподшипники класса Р5 или выше.
Неправильный зазор: чрезмерный внутренний зазор приводит к смещению уплотняющих поверхностей (эксцентрик), а недостаточный зазор (отрицательный зазор/предварительный натяг) приводит к перегреву и заклиниванию. Для высокоскоростных-приложений рекомендуется зазор C3.
Неправильная смазка. Стандартная смазка имеет тенденцию выбрасываться из подшипника на высоких скоростях; поэтому вместо этого необходимо использовать специальную-смазку для высокоскоростных подшипников.
Резюме: Уплотнения и подшипники служат «сердцем» и «скелетом» поворотного соединения. Для высокоскоростных-приложений важно использовать сбалансированную конструкцию уплотнения в сочетании с прецизионными подшипниками. В нашей следующей статье мы проанализируем распространенные заблуждения относительно динамической балансировки, систем охлаждения и выбора конструкции.