Olejový film je základním médiem pro snížení tření, -odolnost proti opotřebení a zatížení- kluzných ložisek. Stabilní, stejnoměrná tloušťka olejového filmu a rozumné rozložení tlaku jsou klíčem k zajištění spolehlivého provozu ložiska při vysoké rychlosti a dlouhodobém-zátěži. V procesu použití tloušťka olejového filmu určuje účinnost separace třecích ploch, zatímco tlak olejového filmu přímo určuje nosnost-ložiska. Oba parametry jsou ovlivněny vazebnými faktory, jako jsou pracovní podmínky, konstrukční parametry, mazací olej a provozní prostředí. V kombinaci se skutečným provozem průmyslových zařízení tento dokument klasifikuje a analyzuje klíčové faktory ovlivňující tloušťku a tlak olejového filmu a poskytuje technické reference pro návrh ložisek, výběr typu a optimalizaci provozu a údržby zařízení.
1. Faktory provozního zatížení
Zatížení je hlavním dynamickým faktorem pro změnu tlaku a tloušťky olejového filmu, který přímo ovlivňuje provozní stav olejového filmu ložiska. Za podmínky konstantní rychlosti a mazání, vyšší radiální zatížení, tím větší je kompresní účinek krku nápravy na mazací film, což má za následek výrazné zvýšení špičkového tlaku olejového filmu a koncentraci rozložení tlaku pro vyrovnání vnějšího zatížení. Zvyšující se zatížení však stlačuje průtokový prostor mazacího oleje, což vede přímo ke snížení tloušťky olejového filmu. Pokud zatížení překročí kritickou mez, dojde k nadměrnému stlačení olejového filmu, což způsobí místní kontakt mezi hrdlem hřídele a pánví ložiska, což způsobí hraniční tření a dokonce i suché tření. Naopak při poklesu zatížení se extruzní napětí na olejovém filmu snižuje, takže tloušťka olejového filmu se mírně zvětšuje a rozložení tlaku je rovnoměrnější. Náhlé výkyvy zatížení-běžné při spouštění, zavírání a provozu těžkých průmyslových zařízení-jsou také hlavní příčinou nestability olejového filmu a zrychleného opotřebení ložisek.
2.Faktory rychlosti otáčení
Rychlost hrdla nápravy je předpokladem pro vytvoření hydrodynamického olejového filmu a hraje důležitou roli při zvyšování tloušťky olejového filmu. Podle principu hydrodynamického mazání vyšší rychlost urychlí mazivo poháněné hrdlem hřídele ke klínové- sbíhavé mezeře. To zvyšuje hydrodynamický efekt, umožňuje nasát více maziva do mezery mezi třecími plochami a zvyšuje tloušťku olejového filmu. Současně zvýšení rychlosti podporuje rovnoměrnější rozložení tlaku olejového filmu a účinně zvětšuje aktivní ložiskovou plochu. Vyšší rychlost však není vždy lepší, v podmínkách hyperrychlosti povede odstředivá síla ke ztrátě maziva, tření při vysokých-rychlostech vytvoří velké množství tepla a zvýší teplotu oleje. To nepřímo snižuje viskozitu maziva, což může vést k mírnému ztenčení olejového filmu a mírnému poklesu špičkového tlaku. Naopak při nízkých otáčkách nebo v klidu hydrodynamický efekt mizí a brání vytvoření účinného olejového filmu, který činí ložiska náchylná k opotřebení při startování.
3.Charakteristika mazacího média
Viskozita maziva olej je základním parametrem, který určuje stabilitu olejového filmu a přímo ovlivňuje tvorbu olejového filmu a schopnost udržet tvar olejového filmu. Maziva s vysokou-viskozitou mají nízkou tekutost, ale vynikající odolnost proti vytlačování. Není snadné uniknout z vůle ložiska. Maziva s nízkou-viskozitou mají dobrou tekutost a odvod tepla a jsou ideálním materiálem pro aplikace s vysokou rychlostí a nízkou zátěží. Jeho odolnost vůči vytlačování je však slabá, což má tendenci způsobit tenčí film a menší tlak. Kromě toho má vliv i čistota a kvalita mazacího oleje, přítomnost znečištění nebo nečistot naruší kontinuitu olejového filmu, zvýší tření a opotřebení, zatímco stárnutí a degradace viskozity mazacího oleje přímo sníží nosnost, poškodí rozložení tlaku.
4. Parametry konstrukční vůle ložiska
Vůle ložiskové sestavy je klíčovým statickým parametrem ve fázi návrhu a hraje důležitou roli při vytváření kvality olejového filmu. Vhodná vůle poskytuje dostatečný prostor pro průtok mazacího oleje a tvorbu filmu a vytváří rovnoměrné a stabilní tlakové pole filmu. Nadměrná vůle vede k rychlé ztrátě mazacího oleje, nerovnoměrné tloušťce filmu, rozptylu tlaku, značně snížené nosnosti, často způsobuje vibrace a hluk během používání. Nedostatečná světlost naopak zvyšuje průtokový odpor a omezuje prostor pro odvod tepla; nedostatečná difúze olejového filmu vede k lokálnímu vysokému tlaku, rychlému nárůstu teploty oleje, prasknutí olejového filmu a možnému vyhoření ložiskové skříně. Kromě toho přesnost obrábění klínovité{4}}vůle ložiska a konstrukce olejové drážky také ovlivní konvergující tok mazacího oleje, čímž se změní tloušťka a rozložení tlaku olejového filmu.
5. Pracovní teplota a stav povrchu
Provozní teplota zařízení změní viskozitu mazacího oleje, což nepřímo ovlivní výkon olejového filmu. Zvýšení teploty způsobí rychlé snížení viskozity olejového filmu, což povede ke snížení tloušťky olejového filmu, snížení stability tlaku a selhání olejového filmu bude často způsobeno dlouhodobým provozem při vysoké teplotě. Důležitá je také drsnost povrchu krčku nápravy a pánve ložiska; příliš velká drsnost může narušit integritu olejového filmu, protože mikrozhrubnutí může film propíchnout a způsobit místní kontaktní opotřebení, zatímco vhodná mikrotextura povrchu může zadržet malé množství maziva a pomoci udržet stabilitu filmu. Kromě toho odchylky souososti a deformace ložiskové pánve v procesu montáže povedou k nerovnoměrnému rozložení vůle, což bude mít za následek příliš tenké místní oblasti olejového filmu a příliš vysoký tlak, místní přetížení může způsobit opotřebení.
Závěrem lze říci, že tloušťka olejového filmu a tlak kluzných ložisek jsou výsledkem více faktorů a provozní parametry, mazací olej, konstrukční řešení a provozní podmínky se vzájemně ovlivňují. Rozměr průmyslového provozu vyžaduje rychlost, zatížení a kvalitu mazacího oleje, aby odpovídaly konkrétním provozním podmínkám, při přesném řízení montážních vůlí, přísném řízení provozních teplot, zajištění komplexní stability olejového filmu a prodloužení životnosti ložisek.