Tipurile de sisteme de ungere pot fi clasificate în trei grupe:
- Clasa I – rulmenți care necesită aplicarea unui lubrifiant dintr-o sursă externă (de ex, ulei, unsoare, etc.).
- Clasa II – rulmenți care conțin un lubrifiant în interiorul pereților rulmentului (de exemplu, bronz, grafit, etc.). De obicei, acești rulmenți necesită un lubrifiant exterior pentru a obține performanțe maxime.
- Clasa III – rulmenți realizați din materiale care reprezintă lubrifiantul. Acești rulmenți sunt în mod obișnuit considerați „autolubrifianți” și pot funcționa fără un lubrifiant extern.
Exemple de al doilea tip de rulmenți sunt rulmenții Oilites și rulmenții din plastic din poliacetal; exemple de al treilea tip sunt rulmenții din grafit metalizat și rulmenții din PTFE.
Cele mai multe rulmenți simpli au o suprafață interioară netedă; cu toate acestea, unii sunt cu caneluri, cum ar fi rulmenții cu caneluri spiralate. Canelurile ajută lubrifierea să pătrundă în rulment și să acopere întregul butuc.
Rulmenții cu alunecare automată au un lubrifiant conținut în pereții rulmentului. Există mai multe forme de rulmenți autolubrifianți. Prima, și cea mai comună, sunt rulmenții din metal sinterizat, care au pereți poroși. Pereții poroși atrag uleiul prin acțiune capilară și eliberează uleiul atunci când se aplică presiune sau căldură. Un exemplu de rulment din metal sinterizat în acțiune poate fi văzut în lanțurile autolubrifiante, care nu necesită lubrifiere suplimentară în timpul funcționării. O altă formă este o bucșă metalică solidă dintr-o singură bucată cu un canal cu canelură în formă de opt pe diametrul interior care este umplut cu grafit. Un rulment similar înlocuiește canelura în formă de opt cu găuri obturate cu grafit. Astfel, rulmentul este lubrifiat în interior și în exterior. Ultima formă este un rulment din plastic, care are lubrifiantul turnat în rulment. Lubrifiantul este eliberat pe măsură ce rulmentul este rulat.
Există trei tipuri principale de lubrifiere: condiția de film complet, condiția limită și condiția uscată. Condițiile de peliculă completă sunt atunci când sarcina rulmentului este purtată exclusiv de o peliculă de lubrifiant fluid și nu există contact între cele două suprafețe ale rulmentului. În condițiile mixte sau limită, sarcina este transportată parțial prin contactul direct al suprafețelor și parțial printr-o peliculă care se formează între cele două. În condiții de uscăciune, întreaga sarcină este purtată de contactul dintre suprafețe.
Rulmenții care sunt fabricați din materiale de calitate pentru rulmenți funcționează întotdeauna în condiții de uscăciune. Celelalte două clase de lagăre de alunecare pot funcționa în toate cele trei condiții; condiția în care funcționează un rulment depinde de condițiile de funcționare, de sarcină, de viteza relativă a suprafeței, de jocul din interiorul rulmentului, de calitatea și cantitatea de lubrifiant și de temperatură (care afectează vâscozitatea lubrifiantului). În cazul în care rulmentul simplu nu este proiectat să funcționeze în condiții uscate sau limită, acesta are un coeficient de frecare ridicat și se uzează. Condițiile uscate și limită pot fi experimentate chiar și la un rulment fluid atunci când funcționează în afara condițiilor normale de funcționare; de exemplu, la pornire și la oprire.
Lubrifiere fluidăEdit
Lubrifierea hidraulică are ca rezultat un mod de lubrifiere cu peliculă completă sau un mod de lubrifiere în condiții limită. Un sistem de rulmenți proiectat corespunzător reduce frecarea prin eliminarea contactului suprafață-suprafață dintre butuc și rulment prin efectele dinamicii fluidelor.
Rulmenții cu fluid pot fi lubrifiați hidrostatic sau hidrodinamic. Rulmenții lubrifiați hidrostatic sunt lubrifiați de o pompă externă care menține o cantitate statică de presiune. La un rulment hidrodinamic, presiunea din pelicula de ulei este menținută de rotația butucului. Rulmenții hidrostatici intră într-o stare hidrodinamică atunci când butucul se rotește. Rulmenții hidrostatici folosesc de obicei ulei, în timp ce rulmenții hidrodinamici pot folosi ulei sau unsoare, cu toate acestea, rulmenții pot fi proiectați pentru a folosi orice fluid este disponibil, iar mai multe modele de pompe folosesc fluidul pompat ca lubrifiant.
Rulmenții hidrodinamici necesită o mai mare atenție la proiectare și funcționare decât rulmenții hidrostatici. Ei sunt, de asemenea, mai predispuși la uzură inițială deoarece lubrifierea nu are loc până când nu există o rotație a arborelui. La viteze mici de rotație, este posibil ca lubrifierea să nu atingă o separare completă între arbore și bucșă. Prin urmare, rulmenții hidrodinamici pot fi ajutați de rulmenți secundari care susțin arborele în timpul perioadelor de pornire și oprire, protejând suprafețele prelucrate cu toleranță fină ale rulmentului. Pe de altă parte, rulmenții hidrodinamici sunt mai simplu de instalat și sunt mai puțin costisitori.
În starea hidrodinamică se formează o „pană” de lubrifiere, care ridică butucul. De asemenea, butucul se deplasează ușor pe orizontală în direcția de rotație. Amplasarea butucului se măsoară prin unghiul de atitudine, care este unghiul format între verticală și o linie care trece prin centrul butucului și centrul rulmentului, și raportul de excentricitate, care este raportul dintre distanța dintre centrul butucului și centrul rulmentului, și jocul radial total. Unghiul de atitudine și raportul de excentricitate depind de direcția și viteza de rotație și de sarcină. În cazul rulmenților hidrostatici, presiunea uleiului afectează, de asemenea, raportul de excentricitate. În echipamentele electromagnetice, cum ar fi motoarele, forțele electromagnetice pot contracara sarcinile gravitaționale, determinând ca butucul să ia poziții neobișnuite.
Un dezavantaj specific rulmenților cu butuci hidrodinamici, lubrifiați cu fluid, din mașinile de mare viteză este vârtejul de ulei – o vibrație autoexcitată a butucului. Vârtejul uleiului apare atunci când cuza de lubrifiere devine instabilă: mici perturbații ale butucului au ca rezultat forțe de reacție din partea peliculei de ulei, care provoacă o mișcare suplimentară, determinând atât pelicula de ulei, cât și butucul să se „învârtă” în jurul carcasei rulmentului. În mod obișnuit, frecvența de vârtej este de aproximativ 42% din viteza de rotație a butucului. În cazuri extreme, vârtejul de ulei duce la un contact direct între butuc și rulment, ceea ce uzează rapid rulmentul. În unele cazuri, frecvența vârtejului coincide cu și se „blochează” la viteza critică a arborelui mașinii; această condiție este cunoscută sub numele de „biciuire a uleiului”. Loveala de ulei poate fi foarte distructivă.
Vârtejul de ulei poate fi prevenit printr-o forță de stabilizare aplicată pe butuc. Un număr de modele de rulmenți încearcă să utilizeze geometria rulmentului fie pentru a oferi un obstacol pentru fluidul care se învârte, fie pentru a oferi o sarcină de stabilizare pentru a minimiza vârtejul. Unul dintre acestea se numește alezaj cu lămâie sau alezaj eliptic. În acest proiect, se instalează șaibe între cele două jumătăți ale carcasei rulmentului și apoi alezajul este prelucrat la dimensiune. După ce sunt îndepărtate șaibele, alezajul seamănă cu o formă de lămâie, ceea ce scade jocul într-o direcție a alezajului și crește preîncărcarea în direcția respectivă. Dezavantajul acestui tip de construcție este capacitatea de încărcare mai mică, în comparație cu rulmenții cu butuc tipic. De asemenea, este încă susceptibil la vârtejuri de ulei la viteze mari, însă costul său este relativ scăzut.
Un alt design este barajul de presiune sau canelura barată, care are o tăietură de relief puțin adâncă în centrul rulmentului peste jumătatea superioară a acestuia. Canelura se oprește brusc pentru a crea o forță descendentă care să stabilizeze butucul. Acest design are o capacitate de încărcare mare și corectează majoritatea situațiilor de vârtej de ulei. Dezavantajul este că funcționează doar într-o singură direcție. Decalarea jumătăților de rulment face același lucru ca și barajul de presiune. Singura diferență este capacitatea de încărcare crește pe măsură ce crește decalajul.
Un design mai radical este designul cu plăcuțe înclinate, care utilizează mai multe plăcuțe care sunt proiectate să se deplaseze odată cu schimbarea sarcinilor. Acesta este utilizat de obicei în aplicații foarte mari, dar își găsește, de asemenea, o aplicare extinsă în turbomașinile moderne, deoarece elimină aproape complet vârtejul de ulei.
.