Rulmenții sunt o componentă esențială a mașinilor moderne, iar majoritatea oamenilor sunt familiarizați cu rulmenții, care sunt probabil cel mai utilizat tip. Acești rulmenți joacă un rol crucial în diferite mașini și dispozitive mecanice. Dar ce este exact unrulment de aer?
Rulment de aer(lagăr de gaz): un rulment de aer este un tip de rulment de alunecare care utilizează gaz ca lubrifiant. Cel mai frecvent gaz folosit ca lubrifiant este aerul, dar în funcție de nevoile specifice, pot fi utilizate și alte gaze precum azotul, argonul, hidrogenul, heliul sau dioxidul de carbon. În compresoarele cu gaz, expansoarele și circulatoarele, mediul de lucru în sine servește adesea ca lubrifiant.
Un rulment de aer funcționează utilizând o peliculă de aer sub presiune care se formează între suprafețele de alunecare ale rulmentului pentru a susține sarcina. În timpul funcționării, suprafețele de alunecare sunt complet separate de această peliculă de aer. Rulmenții de aer sunt un tip de rulment de alunecare fluid, în care aerul acționează ca lubrifiant, iar operațiunea este, prin urmare, considerată lubrifiere fluidă.
Pe baza mecanismului de formare a peliculei de aer sub presiune, rulmenții de aer sunt împărțiți în principal în două tipuri:rulmenți cu aer hidrodinamicşirulmenți cu aer static.
Rulmenți cu aer hidrodinamic: În acești rulmenți, pelicula de aer sub presiune este generată de mișcarea relativă a suprafețelor de alunecare. Această mișcare aduce aer în regiunea convergentă dintre suprafețele de alunecare, creând o peliculă de aer în formă de pană. Rulmenții cu aer hidrodinamic nu necesită o alimentare externă cu aer și, prin urmare, sunt cunoscuți și sub denumirea de „lagăre cu acțiune automată”.
Rulmenți cu aer static: La rulmenții cu aer static, pelicula de aer sub presiune este formată din aer comprimat extern, care este direcționat în spațiul dintre suprafețele de alunecare printr-o supapă de accelerație. Rulmenții cu aer static necesită o alimentare externă cu aer curat.
Caracteristicile rulmenților de aer
Frecare extrem de scăzută
Rulmenții cu aer au o frecare semnificativ mai mică în comparație cu rulmenții tradiționali lubrifiați cu lichid. Acest lucru se datorează faptului că gazele au vâscozitate mult mai mică decât lichidele. La temperatura camerei, vâscozitatea aerului este de numai o cinci miimi din cea a uleiului mecanic nr. 10. Deoarece frecarea rulmenților este direct proporțională cu vâscozitatea, frecarea rulmenților cu aer este mult mai mică decât cea a rulmenților lubrifiați cu lichid.
Gamă largă de viteze de operare
Rulmenții de aer oferă o gamă largă de viteze de funcționare datorită frecării reduse și creșterii scăzute a temperaturii. Când funcționează la viteze de până la 50,000 rpm, creșterea temperaturii nu depășește de obicei 20–30 de grade . În unele cazuri, rulmenții de aer pot funcționa la viteze care depășesc 1,3 milioane rpm. În plus, rulmenții cu aer static pot funcționa chiar și la viteze extrem de mici, inclusiv la viteză zero, ceea ce îi face potriviti pentru aplicații foarte specializate.
Gamă largă de temperatură
Gazele își mențin starea gazoasă într-un interval larg de temperatură. Vâscozitatea gazelor este doar puțin afectată de temperatură; de exemplu, vâscozitatea aerului crește cu doar 23% atunci când temperatura crește de la 20 de grade la 100 de grade. Prin urmare, rulmenții de aer sunt capabili să funcționeze într-un interval de temperatură extrem de larg, de la -265 grade la 1650 de grade, făcându-i extrem de versatili pentru diferite medii de temperatură extremă.
Capacitate redusă de încărcare
Capacitatea de încărcare a rulmenților cu aer hidrodinamic este direct proporțională cu vâscozitatea gazului. Cu toate acestea, în comparație cu rulmenții hidrodinamici lichizi de aceeași dimensiune, capacitatea de încărcare a rulmenților cu aer este mult mai mică, de obicei doar o fracțiune. În plus, datorită compresibilității gazelor, lagărele hidrodinamice cu aer au o capacitate portantă limitată. În mod obișnuit, sarcina pe o unitate de suprafață proiectată poate ajunge doar până la 0,36 MPa.
Cerințe de producție de înaltă precizie
Pentru a îmbunătăți capacitatea de încărcare și rigiditatea peliculei de aer din rulmenții cu aer, se folosesc de obicei spații mai mici ale lagărelor în comparație cu rulmenții lubrifiați cu lichid (adesea mai puțin de 0,015 mm). Acest lucru necesită o precizie mai mare în fabricarea componentelor pentru a asigura funcționarea și performanța corespunzătoare.
Aplicații ale rulmenților de aer
Rulmenții de aer sunt un nou tip de rulment care utilizează energia potențială elastică a aerului pentru a oferi suport. Singurul lubrifiant folosit este aerul, ceea ce face ca tehnologia cu rulmenți cu aer să fie ideală pentru aplicații care necesită piese de prelucrat fără contaminare sau medii de operare curate.
Rulmenții de aer înlocuiesc elementele de rulare cu perne de aer. Una dintre cele mai cunoscute aplicații ale rulmenților cu aer este în aeroglisor.
La hovercrafts, ventilatoarele mari sufla aer sub ambarcațiune. Acest aer este reținut de „fusta” elastică din cauciuc care îl împiedică să scape. Aerul de înaltă presiune produs sub hovercraft susține greutatea vehiculului, permițându-i acestuia să plutească pe perna de aer.
Începând cu anii 1950, aplicarea rulmenților cu aer s-a extins foarte mult, iar acum sunt studiate și utilizate pe scară largă în diverse industrii. Rulmenții de aer sunt utilizați în mai multe domenii, cum ar fi mașini textile, mașini de cablu, mașini-unelte de precizie, giroscoape, centrifuge de mare viteză, burghie dentare, mașini de refrigerare care funcționează la temperaturi scăzute, expansoare de hidrogen și circulatoare de gaz care funcționează la temperaturi ridicate.
Acești rulmenți sunt deosebit de benefici în medii curate, deoarece nu necesită ulei sau alți lubrifianți tradiționali, reducând riscul de contaminare. Acest lucru le face perfecte pentru aplicații în industrii sensibile, cum ar fi producția de semiconductori, industria aerospațială și inginerie de înaltă precizie.
De exemplu, rulmenții de aer sunt utilizați înmașini-unelte de mare viteză, unde permit o mișcare fără frecare, ceea ce duce la o uzură minimă. Acest lucru îmbunătățește precizia și longevitatea mașinilor. Îngiroscoape, rulmenții cu aer ajută la asigurarea unei rotații stabile cu frecare minimă, oferind date de orientare foarte precise. Însisteme de măsurare de precizie, rulmenții de aer susțin instrumente delicate, asigurându-se că funcționează cu mare precizie fără a fi afectați de contactul mecanic.
Înindustria textila, rulmenții cu aer sunt utilizați la mașinile de filat de mare viteză, permițând o funcționare lină, fără riscul de contaminare cu ulei. În mod similar, înfabricarea cablurilor, rulmenții de aer ajută la menținerea mișcării line și eficiente a firelor și cablurilor prin mașini.
Înaerospațială, rulmenții de aer sunt utilizați la motoarele cu turbină, unde susțin piesele în mișcare fără a provoca uzură și frecare suplimentară. Acești rulmenți pot rezista la temperaturile și presiunile extreme experimentate în motoarele cu reacție și oferă performanțe de lungă durată și fiabile.
Domeniul medical beneficiază și de tehnologia purtării cu aer. De exemplu, înechipamente dentare, rulmenții de aer sunt utilizați în burghiile de mare viteză pentru a asigura o funcționare lină cu frecare minimă, îmbunătățind atât precizia echipamentului, cât și confortul pacientului.
În plus, rulmenții de aer sunt esențiali însisteme frigorifice la temperaturi joase, unde ajută la menținerea mișcării precise a componentelor în timp ce funcționează la temperaturi foarte scăzute. Înexpansori de hidrogen, rulmenții de aer sunt utilizați pentru a susține mișcarea utilajelor într-un mod foarte eficient și curat.
În cele din urmă, încirculatoare de gaz la temperatură înaltă, rulmenții de aer joacă un rol crucial în asigurarea mișcării line și stabile a componentelor în medii cu temperaturi care ar distruge lubrifianții tradiționali.
Concluzie
În concluzie, rulmenții cu aer sunt o tehnologie revoluționară care a lărgit domeniul de aplicare al rulmenților în industrii, de la mașini de mare viteză până la echipamente aerospațiale și medicale. Capacitatea lor de a funcționa fără lubrifianți tradiționali, combinată cu frecarea scăzută, intervalul larg de temperatură și performanța precisă, le face ideale pentru multe aplicații specializate.
Deși au unele limitări, cum ar fi capacitatea de încărcare mai mică în comparație cu rulmenții lubrifiați cu lichid, avantajele lor în medii curate, de mare viteză și de înaltă precizie îi fac indispensabili în multe domenii tehnologice moderne. Pe măsură ce cercetările continuă, este probabil ca rulmenții cu aer să găsească și mai multe aplicații, demonstrând în continuare versatilitatea și importanța lor în dezvoltarea mașinilor și echipamentelor avansate.
Dacă sunteți interesat de rulmenți pneumatici și produse conexe, vă rugăm să contactați lydia@welongchina.com.
