A sima csapágyakat a repülés és űrkutatás széles körében használják, hogy elősegítsék a jobb üzemanyag-hatékonyságot, meghosszabbítsák a karbantartási időközöket és csökkentsék a szén-dioxid-kibocsátást. Ezek az alkalmazások magukban foglalják a repülőgép szárnyrendszerekbe (szárnyak, spoilerek és lécek) történő felszerelést, repülési irányítást, pilótafülke kezelőszerveit, segédhajtóműveket, futóművet, ajtórendszereket és a repülőgép belső részeit (ülések, tartályok, reteszek és csuklópontok). "A siklócsapágyainknak még a lábnyomuk van a Marson" - mondta Brett Ricci, a GGB Aerospace stratégiai ügyvezető igazgatója Észak-Amerikában. "-200 ° C és +280 ° C közötti hőmérsékleten üzemelve, siklócsapágyaink 2012 óta szolgálnak a NASA Curiosity Mars Rover robotfúrókarának elsődleges felfüggesztési elemeiként."
Ugyanolyan lenyűgözően, hogy ezeket az alkalmazásokat mindössze két típusú siklócsapágy szolgálja fel: fém-polimer és szálerősítésű kompozitok (FRC).
Fém-polimer siklócsapágyak
A fém-polimer csapágyak porózus bronz belső szerkezettel ellátott külső fém hordozóból állnak, amelyet polimer-gyanta béléssel borítanak. Ennek a szerkezetnek minden egyes része hozzájárul ezen csapágyak általános jellemzőihez: a polimer bélés kenési tulajdonságokat biztosít alacsony súrlódással és kopással; a bronz belső szerkezete biztosítja a polimer bélés tárolására szolgáló mechanizmust, miközben a terhet és a hőt is átadja; és a fém hátlap mechanikai szilárdságot biztosít. A fém-polimer csapágyak kétféle változatban készülnek: önkenő és előkenő.
Az önkenő csapágyaknak sima, PTFE-alapú bélése van, amelyet a működés során a párosító felületre továbbítanak, és így kenőfóliát képeznek. Ez nagyon jó kopást és alacsony súrlódási teljesítményt eredményez széles terhelési tartományban, sebességnél és hőmérsékleten száraz üzemi körülmények között. Az előkenő csapágyak különböző anyagokat használnak ehhez a béléshez, és kör alakú behúzásokat tartalmaznak, amelyeket működés előtt töltenek be zsírral.
„Az önkenő fém polimer csapágyak a GGB legnépszerűbb termékei az űr- és űriparban - különösen a DU-B” - mondja Kim Evans, a GGB egyik repülőgép-alkalmazásmérnöke. "Azt mondanám, hogy ez az ipari szabvány a repülőgépek leszállófelszereléseinek."
Szálerősített kompozit (FRC) csapágyak
Az FRC csapágyak egy önkenő bélésből állnak, amelyet folyamatosan tekercselt, nagy szilárdságú üvegszál támogat. Annak biztosítása érdekében, hogy különféle alkalmazásokhoz illeszkedjenek, az FRC csapágyak két különböző formájú bélést használnak: rost és szalag. A szálas bélés nagy kopásállóságot és javított képességet nyújt az ütések és az eltérések kezelésére. A nagyobb PTFE-tartalom miatt a szalagbetét nagyobb sebességgel és jobb megmunkálhatósággal is rendelkezik. A betétről függetlenül az összes FRC csapágy száraz kenőanyagok segítségével önkenő. Ez a kenési módszer alacsony súrlódási együtthatót, alacsony kopási sebességet és meghosszabbított karbantartási időközöket eredményez, mivel az újrakenés nem szükséges. Ezen felül az FRC csapágyak széles hőmérsékleti tartományban működnek, és ellenállnak savakkal, lúgokkal, sóoldatokkal, olajokkal, üzemanyagokkal, alkoholokkal, oldószerekkel és gázokkal szemben is.
Az FRC csapágyak belső vagy külső átmérőjében lehetnek az önkenő betétek, és karimákat vagy hornyokat tartalmazhatnak, béléssel vagy anélkül is. Az FRC alátétek, tányérok és más egyedi formák szintén rendelkezésre állnak a különböző alkalmazások kiszolgálására. "Ezeknek az FRC termékeknek a sokoldalúsága és specifikációi kiváló választást kínálnak a legtöbb nehéz terhelésű, alacsony sebességű, rezgő alkalmazáshoz" - mondta Yuri Klepach, a GGB FRC termékmenedzsere.
Siklócsapágy gyártás
A fém-polimer csapágyakat egy sor technológia felhasználásával állítják elő, amelyek ötvözik az acél vagy a bronz fém hátlapját, a bronz port és a polimer bélést. A kezdethez egy fémrács tekercset vezetnek be egy gépen, amely hő alkalmazásával az egyik oldalára bronzport ad - ezt egy „szinterelésnek” nevezett eljárásnak vetik alá. A szinterelt csíkot ezután lehűtjük és készen áll az impregnálásra. Az impregnálás egy polimer bélés felhordása a szinterezett csíkra, és ezt a polimerrel is el lehet végezni vagy szalag formájában. Evans szerint: „A GGB saját kenésű csapágyainak esetében egy mechanikus kar ejti a polimert a szinterezett csíkra, amelyet ezt követően a gépeken hengerelnek ki, hogy sima, önkenő bélést hozzanak létre. A GGB előkenéssel ellátott csapágybetéteket egy polimer szalaggal készítik, amelyet közvetlenül a szinterezett szalagra helyeznek. ”
Az impregnálási eljárás mindkét formában a polimert magában foglalja a hengerléses hengerelési, melegítési és hűtési műveleteket annak érdekében, hogy sima felületű fém-polimer csíkot hozzunk létre. Impregnálás után a szalagot készen állítják és feltekercselik, hogy később csapágytermékekké alakítsák. Amint Evans kifejti: "Ez a formázási eljárás hengeres formázást vagy sajtolást végez, a csapágy méretétől függően, sima, hengeres alakú termék létrehozásához."
Az FRC csapágyakat egy olyan tekercselési eljárással állítják elő, amely automatikus tekercselőgépeket használ. Olyan csapágyak esetén, ahol a bélés belső átmérőjén van, a bélésanyagot először a tüske hosszára kell felvinni. A sebbetétes termékeknél ezt egy tekercselőgép végzi, amelyet folyamatosan táplálnak nagy szilárdságú szálak húrjaiba, amelyek be vannak burkolva egy belsőleg kenhető epoxigyantába. Szalagos béléstermékek esetén PTFE szalagot kell felvenni a tüskére. Miután ezt az alapbélést felvitték, az üvegszálas hátlapot a tüske körül automatizált tekercselőgépek segítségével feltekercselik. Amint ez a háttér eléri a kívánt vastagságot, a tüskét eltávolítják, majd később kemencében kikeményítik. Ez a folyamat a tüske körül a tekercset szilárd csőbe keményíti. Ezen a ponton a belső átmérő sima és kész, míg a külső átmérő durva és túlméretezett. A külső átmérő befejezése érdekében daráljuk le a kívánt végső méretre. A csövet ezután vágjuk, hogy több kész csapágyat kapjunk, amelyek éleit szükség szerint porlasztják le. "Az ebben a folyamatban alkalmazott tüske hossza és átmérője változhat" - mondja Klepach, "az ügyfelek igényei alapján különböző méretek elérése érdekében."
A tendencia az önkenő csapágyak felé
Mint korábban említettük, sok siklócsapágy-modellt használnak az űrhajózási alkalmazásokban - ezek többsége önkenő. Az önkenő csapágyak előzetesen felhordott száraz kenőanyagot, általában PTFE-t használnak a hagyományos folyékony kenőanyagok helyett. A száraz kenőanyagok nem igényelnek újrahasznosítást, így kevesebb karbantartást igényelnek, mint a hagyományos csapágyak. Ez rendkívül hatékonnyá teszi őket olyan alkalmazásokban, ahol az újrakenés karbantartása nehéznek bizonyul. A száraz kenőanyagok olyan körülmények között is működnek, ahol a folyékony kenőanyagok nem hatékonyak, például a korrozív gázokra, szennyeződésre és porra érzékeny környezetben; magas hőmérséklet; kriogén hőmérsékletek; sugárzás; extrém nyomás; vagy porszívók - ezek mindegyike veszélyt jelent a repülés és űrkutatás területén. Ezeknek az előnyöknek köszönhetően nem meglepő, hogy az önkenő csapágyakat hagyományos fémcsapágyakon használják mind a Földön, mind azon túl a következő alkalmazásokban:
A légi járművek futómű-támaszaiban,vagy lengéscsillapítók, amelyek kiküszöbölik a létrák repedését és a hőkárosodást a rugóstag rúd felületén. A GGB DU-B bronz hátlapú fém-polimer csapágyait a világ egyik vezető kereskedelmi repülőgépgyártója választotta úgy, hogy nagy teherbírási képességük, korrózióállóságuk és megnövelt alkatrészek élettartamuk miatt használják a leszálló támaszok minden jelenlegi gyártásában.
Repülőgép földi támogatása,amely megbízható felszerelést igényel a repülések biztonságos és megfelelő időben történő elindításához. Klepach szerint: „A GGB HSG [nagy szilárdságú GAR-MAX®] Az FRC csapágyak ollós emelő típusú alkalmazásokban találhatók, amelyek időszakos műveletek során jelentős terheléseket kezelnek, miközben súlyos környezeti feltételeknek vannak kitéve. " Az ilyen típusú csapágyak maximális nyomószilárdságot nyújtanak 620 MPa-ig (90 000 PSI) és következetesebb súrlódást biztosítanak, mint a zsíros bronzcsapágyak - azzal a további előnnyel, hogy mind kopásnak, mind korróziónak ellenállnak. Ez elősegíti a karbantartási időközök meghosszabbítását és a repülőgépek földi támogatási szolgáltatásainak hatékonyságának javítását.
A NASA Curiosity Rover-bena mai napig a legnagyobb és legsikeresebb Mars Rover. Ricci szerint: „A Curiosity karfúrójához olyan csapágyakra volt szükség, amelyek ellenállnak -153 ° C és 20 ° C közötti - a -153 ° C és 20 ° C közötti - durva marsi hőmérsékletnek és a légkörnek. DU®a csapágyakat a nagy kopásállóságuk, a Mars hőmérsékleteken történő kényelmes működési képességük, valamint a por és a törmelék ellenálló képességük miatt választottuk. ” Ennek a fúrógépnek a működése kritikus volt annak felfedezéséhez, hogy a Marsnak egyszerre voltak a mikrobiális életre alkalmas feltételek.
A GGB az Airbus, az Airbus Helikopterek, a Boeing, a Lockheed Martin, a magán űrrepülési társaságok, a katonaság és más magánrepülőgépek gyártóival is együttműködött, hogy egyedi megoldásokat hozzon létre sima csapágy igényeikhez.
A síkcsapágy-megoldások súly- és tércsökkentést, fokozott energiahatékonyságot, jobb szilárdságot és biztonságot, valamint megnövekedett üzemi hőmérsékletet biztosítanak az űrhajózás számára a földi, a levegőben és a világűrben történő alkalmazáshoz.