Un arbore liniar poate funcționa în unele medii presurizate, dar un arbore standard nu trebuie tratat automat ca o componentă cu presiune nominală.Prima întrebare este dacă arborele rămâne complet în interiorul unei camere presurizate sau se mișcă prin peretele camerei. Aceste două aranjamente implică cerințe de inginerie foarte diferite.
Dacă arborele rămâne în interiorul camerei, presiunea ambientală poate avea un efect direct limitat asupra unui arbore solid din oțel, dar mediul de presiune, coroziunea, lubrifierea și etanșările lagărelor liniari trebuie încă evaluate. Dacă arborele traversează o limită de presiune, trecerea completă - inclusiv arborele, etanșarea dinamică, suportul lagărului, carcasa și recipientul sub presiune - trebuie proiectate și testate ca un singur sistem.
Ce înseamnă „mediu de înaltă presiune”?
Expresia „mediu de înaltă presiune” este prea largă pentru a selecta un arbore liniar de la sine. Poate descrie mai multe condiții de funcționare diferite:
- Un ax care funcționează în întregime în interiorul unei camere pline cu gaz sub presiune.
- Un arbore scufundat în ulei sub presiune, apă sau alt lichid.
- Un arbore alternativ care trece prin peretele unui recipient sub presiune.
- Un arbore care suportă o sarcină mecanică mare, dar care nu este expus la o presiune ridicată a fluidului.
Ultima condiție este o aplicație cu sarcină mare, nu neapărat un mediu de înaltă presiune. Sarcina mecanică trebuie verificată prin efortul arborelui, deformarea, distanța dintre suport și capacitatea portantă, în timp ce presiunea fluidului sau a gazului necesită o atenție suplimentară la etanșare, compatibilitate și siguranța sistemului.
Cazul 1: Arborele funcționează în interiorul unei camere presurizate
Un arbore liniar solid situat în întregime în interiorul unei camere sub presiune uniformă nu este în mod normal expus la o diferență mare de presiune pe suprafața sa. În acest aranjament, preocupările principale sunt de obicei mediul înconjurător și componentele care lucrează cu arborele.
Trebuie verificate următoarele condiții:
- Compatibilitate medie:Determinați dacă camera conține aer, gaz inert, ulei hidraulic, apă, abur sau un fluid chimic.
- Risc de coroziune:Umiditatea, sarea, substanțele chimice și fluidele de proces pot ataca suprafața arborelui.
- Comportamentul lubrifiantului:Lubrifiantul trebuie să rămână stabil și compatibil cu mediul de lucru, temperatura și materialele de etanșare.
- Performanța rulmentului și a etanșării:Garniturile și dispozitivele de reținere cu rulmenți liniari se pot comporta diferit la presiune sau la expunere la substanțe chimice.
- Ciclul de presiune:Presurizarea și depresurizarea repetată pot afecta etanșările, retenția de gaz și lubrifiant.
În acest caz, selectarea materialului adecvat pentru arbore și a tratamentului de suprafață poate fi suficientă pentru arborele în sine, dar rulmentul liniar, etanșările și sistemul de lubrifiere trebuie totuși revizuite.
Cazul 2: Arborele traversează o limită de presiune
O situație mai solicitantă apare atunci când un arbore liniar alternativ trece prin peretele unei incinte sub presiune. Diferența de presiune acționează apoi asupra zonei efective a arborelui și produce o forță axială:
F = forța generată de presiune, ΔP = diferența de presiune și A = aria efectivă a arborelui.
Pentru un arbore circular, aria efectivă poate fi estimată din:
De exemplu, un arbore de 20 mm expus la o diferență de presiune de 1 MPa dezvoltă o forță axială de aproximativ 314 N înainte ca frecarea, accelerația și sarcinile externe de lucru să fie adăugate. Acest calcul nu dovedește că un ansamblu este sigur, dar arată de ce presiunea trebuie inclusă în selectarea actuatorului, etanșării și suportului.
Un arbore care traversează o limită de presiune necesită, de asemenea, un aranjament de etanșare dinamic adecvat. În funcție de mediu și de condițiile de funcționare, sistemul poate utiliza garnituri de tijă, garnituri, burduf, cuplaj magnetic sau un alt tip de trecere proiectat special. O etanșare standard a rulmentului liniar este proiectată în principal pentru a reține lubrifiantul și a reduce contaminarea; nu este automat o etanșare de reținere a presiunii.
Ce material de arbore ar trebui luat în considerare?
Alegerea materialului depinde mai mult de mediul de presiune și de expunerea la coroziune decât doar de numărul de presiune.
| Opțiunea arborelui | Avantaj potențial | Limitare principală |
|---|---|---|
| Carbon călit sau oțel pentru rulmenți | Duritate mare a suprafeței și rezistență bună la uzură pentru rulmenți liniari | Necesită protecție în medii umede sau corozive |
| Arbore placat cu crom dur | Durabilitate îmbunătățită a suprafeței și rezistență la umiditate sau la coroziune ușoară | Cromarea nu este o protecție completă împotriva substanțelor chimice agresive sau a stratului deteriorat |
| Arbore din oțel inoxidabil | Rezistență mai bună la coroziune în medii adecvate | Calitatea inoxului, duritatea și compatibilitatea chimică trebuie verificate |
Arborii liniari DLY pot fi fabricați din diferite materiale și cu diferite tratamente de suprafață în funcție de tipul de produs. Suprafețele arborelui liniar întărit standard sunt de obicei controlate pentru duritate, dreptate și finisare, deoarece arborele servește și ca șină de rulare pentru rulmentul liniar. Cu toate acestea, aceste caracteristici de producție nu ar trebui interpretate ca un nivel de presiune certificat.
Pentru mediile agresive din punct de vedere chimic, trebuie furnizate concentrația exactă, temperatura și timpul de expunere. Descrierea generală „oțel inoxidabil” nu este suficientă, deoarece diferitele clase de inox pot răspunde diferit la cloruri, acizi și alte substanțe chimice.
De ce este importantă finisarea suprafeței pentru etanșare
Când un arbore trece printr-o etanșare dinamică, starea sa de suprafață afectează scurgerile, frecarea și uzura etanșării. O suprafață prea aspră poate deteriora buza de etanșare, în timp ce zgârieturile, loviturile, rugina sau discontinuitățile unui strat pot crea căi de scurgere.
Prin urmare, arborele trebuie evaluat pentru:
- Diametrul și toleranța în zona de etanșare.
- Rugozitatea suprafeței cerută de producătorul de etanșare selectat.
- Dreptate și curgere în timpul mișcării alternative.
- Duritate și rezistență la uzură.
- Absența zgârieturilor, gropilor de coroziune și defecte de placare.
- Tratarea marginilor pentru a evita deteriorarea etanșării în timpul asamblarii.
Finisajul necesar pentru un rulment liniar cu rulare poate să nu fie identic cu finisajul cerut de o etanșare sub presiune. Ambele cerințe trebuie confirmate atunci când aceeași suprafață a arborelui îndeplinește ambele funcții.
Imagini existente ale arborelui linear DLY
Produsele prezentate mai jos sunt exemple de arbori liniari de precizie. Fotografiile demonstrează tipul arborelui și starea suprafeței, dar nu reprezintă o certificare de presiune sau un ansamblu complet de etanșare sub presiune.
Compatibilitate pentru lubrifiere și presiune-mediu
Alegerea lubrifiantului nu trebuie să se bazeze doar pe o etichetă precum „unsoare de înaltă presiune”. Lubrifiantul trebuie să fie compatibil cu fluidul sau gazul din jur, temperatura de funcționare, materialul rulmentului, materialul de etanșare și metoda de întreținere.
Problemele potențiale includ:
- Spălarea lubrifiantului într-un mediu lichid.
- Unsoare care se îngroașă, se separă sau reacţionează cu mediul de proces.
- Umflarea sau întărirea etanșărilor din elastomer.
- Pierderea lubrifierii în timpul ciclurilor repetate de presiune.
- Contaminarea unui proces curat cu grăsime sau particule de uzură.
Sistemele alimentare, medicale, bogate în oxigen sau sensibile chimic pot necesita lubrifianți specifici aplicației și o evaluare suplimentară a siguranței. O unsoare industrială standard nu trebuie considerată adecvată fără verificarea compatibilității.
Ce trebuie testat?
Dacă un arbore face parte dintr-un ansamblu care conține presiune sau care traversează presiunea, testarea ar trebui să fie efectuată pe întregul sistem și nu numai pe arbore.
| Verifica | Scop |
|---|---|
| Test de presiune și scurgere | Confirmați că întreaga carcasă și aranjamentul de etanșare păstrează mediul |
| Test de anduranță reciprocă | Evaluați scurgerile, uzura etanșării și starea suprafeței arborelui pe cicluri repetate |
| Test de compatibilitate a materialelor | Verificați coroziunea, umflarea, degradarea sau reacția lubrifiantului |
| Ciclul temperatură-presiune | Evaluați modificarea dimensională și stabilitatea etanșării în condiții schimbătoare |
| Inspecția arborelui | Confirmați diametrul, dreptatea, duritatea, finisarea suprafeței și starea de acoperire |
Presiunea de încercare necesară, factorul de siguranță și certificarea depind de mașină, jurisdicție, mediu și standardul aplicabil pentru echipamentele sub presiune. Aceste cerințe trebuie confirmate de către proiectantul responsabil pentru echipamentul complet.
Informații de furnizat înainte de a selecta un arbore
O întrebare comună a clientului este: „Poate acest arbore să reziste la 5 MPa?” Numai această valoare a presiunii nu este suficientă pentru a recomanda un arbore. Trebuie furnizate următoarele informații:
- Arborele rămâne în interiorul camerei sau trece prin peretele acesteia?
- Care sunt diferențele de presiune normală și maximă?
- Mediul este aer, gaz, ulei, apă, abur sau un fluid chimic?
- Care sunt temperaturile de funcționare și de curățare?
- Ce diametrul arborelui, cursa, viteza și frecvența ciclului sunt necesare?
- Ce sarcini radiale, axiale și de moment acționează asupra arborelui?
- Ce rulment liniar și ce etanșare dinamică vor fi utilizate?
- Sunt necesare certificări pentru recipient sub presiune sau industrie?
Pentru selecția generală a arborelui - inclusiv materialul, diametrul, duritatea, metoda de suport și potrivirea rulmenților - consultațighid de selectare a arborelui liniar. Dacă umiditatea sau coroziunea ușoară este principala preocupare, comparați aarbore cromat cu un arbore liniar obișnuit. Tipurile de arbore disponibile ale DLY pot fi, de asemenea, revizuite pepagina produsului cu arbore liniar.
Concluzie
Un arbore liniar poate fi utilizat în anumite medii presurizate atunci când materialul său, tratamentul suprafeței, rulmentul, lubrifiantul și mediul înconjurător sunt compatibile. Cu toate acestea, atunci când arborele trece printr-o limită de presiune, acesta devine parte a unui sistem de etanșare dinamic și nu poate fi selectat doar din specificațiile arborelui.
Nu descrieți un arbore liniar standard ca presiune nominală decât dacă întregul ansamblu a fost proiectat și verificat pentru o presiune, temperatură, mediu și ciclu de operare definite.
Aveți nevoie de ajutor pentru a confirma specificația unui arbore liniar?
Trimiteți DLY diametrul arborelui, lungimea, modelul rulmentului, desenul, mediul de operare și cerințele de mediu pentru selectarea inițială a arborelui. Aprobarea sistemului de presiune trebuie finalizată pentru întregul ansamblu de echipamente.
E-mail:export@dlybearing.com
Contactați DLY
