Awaria smarowania granicznego: podstawowa przyczyna zarysowań w tłoczyskach cylindrów

Czy jest coś bardziej przygnębiającego niż sprawdzanie nieszczelnego cylindra i odkrywanie głębokich, pionowych rowków wyżłobionych w tłoczysku? Te “blizny” nie są tylko kosmetycznym problemem – niszczą uszczelki, powodują ogromne wycieki powietrza i ostatecznie doprowadzają do całkowitego zatrzymania maszyny. Można za to winić jakość uszczelek lub zanieczyszczenia, ale niewidzialnym winowajcą jest często awaria fizyczna zachodząca na poziomie mikroskopowym. 😟

Awaria smarowania granicznego występuje, gdy ochronna warstwa płynu między tłoczyskiem a powierzchnią łożyska ulega zniszczeniu, umożliwiając bezpośredni kontakt między nierówności¹. Tarcie to powoduje intensywne miejscowe nagrzewanie i ścieranie, które są główną przyczyną powstawania rys na tłoczyskach cylindrów.

Niedawno konsultowałem się z Marią, właścicielką specjalistycznej firmy produkującej maszyny pakujące w Niemczech. Jej marże zysku były znacznie zmniejszane, ponieważ cylindry w jej paletyzatorach ulegały awarii co trzy miesiące z powodu zarysowań prętów. Uważała, że potrzebuje droższych uszczelnień, ale prawdziwym problemem była awaria smarowania w warunkach obciążenia bocznego. Przyjrzyjmy się, jak rozwiązaliśmy ten problem. 🔧

Spis treści

• Czym dokładnie jest smarowanie graniczne w układach pneumatycznych?
• Dlaczego awaria smarowania prowadzi do zarysowania tłoczyska cylindra?
• Jak skutecznie zapobiegać awariom smarowania granic?
• Wnioski
• Często zadawane pytania dotyczące rysowania tłoczyska cylindra

Czym dokładnie jest smarowanie graniczne w układach pneumatycznych?

Aby zrozumieć porażkę, musimy najpierw zrozumieć, jak do niej doszło. powinien praca. Często zakładamy, że pręt “unosi się” na oleju, ale nie zawsze tak jest.

Smarowanie graniczne² jest to reżim, w którym warstwa smaru jest zbyt cienka, aby całkowicie oddzielić powierzchnie ślizgowe, co zmusza system do polegania na właściwościach chemicznych smaru i wykończeniu powierzchni w celu zapobiegania zużyciu podczas faz dużego obciążenia lub niskiej prędkości.

Trzy reżimy

1. Smarowanie hydrodynamiczne: Gruba warstwa, powierzchnie nigdy się nie stykają. Idealne rozwiązanie, ale rzadko spotykane w powolnych/ciężkich układach pneumatycznych.
2. Smarowanie mieszane: Przerywany kontakt.
3. Smarowanie granic: Stały kontakt o wysokiej szorstkości (szczytowa chropowatość powierzchni). Dzieje się tak na początku skoku lub przy dużych obciążeniach bocznych.

W przypadku Marii w Niemczech jej cylindry były narażone na duże obciążenia boczne pod koniec skoku. Powodowało to wyciskanie smaru, co zmuszało system do przejścia w stan smarowania granicznego, w którym standardowy smar nie był w stanie chronić metalu.

Dlaczego awaria smarowania prowadzi do zarysowania tłoczyska cylindra?

Jest to reakcja łańcuchowa. Gdy warstwa graniczna ulega uszkodzeniu, fizyka przybiera destrukcyjny obrót.

Kiedy folia ochronna znika, mikroskopijne wypukłości na powierzchni metalu zderzają się, generując lokalne ciepło, które powoduje mikrospawanie i rozrywanie materiału. Te rozdarte cząsteczki stają się ściernymi odłamkami, które rysują powierzchnię pręta i tworzą głębokie zadrapania znane jako zarysowania.

Mechanizm zniszczenia

• Zużycie kleju³: Metal styka się z metalem, chwilowo się zgrzewa, a następnie rozrywa.
• Zużycie ścierne: Rozdrobnione cząsteczki metalu zostają uwięzione w uszczelce, działając jak papier ścierny na wypolerowany pręt.
• Awaria uszczelnienia: Nacinany pręt działa jak pilnik, rozdrabniając miękkie krawędzie uszczelki przy każdym pociągnięciu.

Bepto a zamienniki generyczne

Wiele cylindrów OEM wykorzystuje standardowe chromowanie. W Bepto Pneumatyka, Rozumiemy, że warunki brzegowe są nieuniknione.

• Ogólne: Standardowa twarda powłoka chromowa (20 μm), często porowata.
• Rozwiązanie Bepto: Używamy wysokiej jakości polerowanej stali o zoptymalizowanej chropowatość powierzchni (Ra)⁴ który lepiej zatrzymuje smar, utrzymując warstwę graniczną przez dłuższy czas.

Dla Marii przejście na wzmocnione butle firmy Bepto nie tylko zapobiegło wyciekom, ale także zmniejszyło koszty konserwacji o 30%, ponieważ pręty przestały się rysować pod wpływem dużego obciążenia. 📉

Jak skutecznie zapobiegać awariom smarowania granic?

Nie można wyeliminować tarcia, ale można zarządzać systemem smarowania, aby zapobiec awariom.

Zapobieganie polega na zapewnieniu prawidłowego ustawienia prętów w celu zminimalizowania obciążenia bocznego, doboru smarów o dodatki do smarów ekstremalnie ciśnieniowych (EP)⁵, oraz wykorzystanie tłoczysk cylindrów o doskonałej twardości powierzchni i wykończeniu.

1. Wyeliminuj obciążenie boczne

Obciążenie boczne jest zabójcze dla #1. Przesuwa pręt przez warstwę oleju.

• Rozwiązanie: Należy stosować połączenia pływające lub łączniki wyrównujące.
• Sprawdź: Jeśli ślady są tylko po jednej stronie pręta, to znaczy, że masz problem z wyrównaniem.

2. Wykończenie powierzchni ma znaczenie

Lustrzane wykończenie nie zawsze jest najlepszym rozwiązaniem. Aby utrzymać olej, potrzebna jest określona chropowatość.

3. Wymień smar

Jeśli Twoje zastosowanie wymaga niskich prędkości lub dużych obciążeń (warunki brzegowe), standardowy smar pneumatyczny nie wystarczy. Potrzebujesz smaru z dodatkiem stałych dodatków, takich jak MoS2 lub PTFE, które zapewniają ochronę nawet wtedy, gdy warstwa oleju zostanie wyciśnięta.

Wnioski

Zarysowania nie są tylko “pechowym przypadkiem”; są one symptomem niewydolności smarowania granicznego. Rozumiejąc ograniczenia warstwy smaru i eliminując obciążenia boczne, można znacznie wydłużyć żywotność cylindrów.

W Bepto Pneumatyka, projektujemy nasze części zamienne tak, aby wytrzymały te trudne warunki. Niezależnie od tego, czy znajdujesz się w Niemczech, czy w Japonii, zapewniamy trwałe i ekonomiczne rozwiązania, których potrzebujesz, aby zachować swoją reputację i sprawność maszyn. 💪

Często zadawane pytania dotyczące rysowania tłoczyska cylindra