Klizni ležajevi koriste se u širokom rasponu zrakoplovnih aplikacija kako bi se postigla bolja ekonomičnost goriva, produžili intervali održavanja i smanjili emisije ugljika. Te aplikacije uključuju ugradnju u sisteme krila zrakoplova (zakrilci, spojleri i letvice), komande za upravljanje letom, upravljačke kabine, pomoćne jedinice za napajanje, priručnik za slijetanje, vrata i interijere zrakoplova (sjedala, kante, zasunice i šarke). "Naši obični ležajevi čak imaju i trag na Marsu", rekao je Brett Ricci, upravnik strateškog računa GGB Aerospace za Severnu Ameriku. "Radeći na temperaturama između -200 ° C i -80 ° C, naši obični ležajevi služili su kao primarne komponente ogibljenja u robotskoj ruci za bušenje NASA-ovog Curiosity Mars Rovera od 2012. godine."
Kao što je impresivno, sve ove aplikacije služe samo dvije vrste običnih ležajeva: metal-polimer i kompozit ojačan vlaknima (FRC).
Metalno-polimerni ležajevi na običan način
Metalno-polimerni ležajevi sastoje se od vanjske metalne podloge s poroznom brončanom unutrašnjom strukturom koja je obložena oblogom od polimerne smole. Svaki dio ove strukture doprinosi ukupnim karakteristikama ovih ležajeva: polimerna obloga pruža svojstva podmazivanja s malim trenjem i habanjem; brončana unutarnja struktura pruža mehanizam da sadrži polimernu oblogu, a istovremeno prenosi opterećenje i toplinu; a metalna podloga pruža mehaničku čvrstoću. Metalno-polimerni ležajevi proizvode se u dvije vrste: samopodmazujuće i prethodno podmazujuće.
Ležajevi za podmazivanje imaju glatku podlogu na bazi PTFE-a koja se tokom rada prenosi na površinu za spajanje, tvoreći podmazujući film. To rezultira vrlo dobrim trošenjem i niskim performansama trenja pri širokom rasponu opterećenja, brzina i temperatura u uvjetima suhog rada. Podmazani ležajevi koriste različite materijale za ovu oblogu i uključuju kružne udubljenja koja su prije rada napunjena mastima.
„Samopodmazujući metalni polimerni ležajevi su najpopularniji proizvodi GGB-a u svemirskoj industriji - posebno DU-B“, kaže Kim Evans, jedan od inženjera za vazduhoplovnu primenu GGB-a. "Rekao bih da je to industrijski standard za nosače opreme za slijetanje."
Vlaknasto ojačani kompozitni ležajevi (FRC) ležajevi
FRC ležajevi se sastoje od samopodmazujuće obloge potpomognute kontinuirano namotanim fiberglasom visoke čvrstoće. Da bi osigurali da odgovaraju raznim primjenama, FRC ležajevi koriste dva različita oblika obloge: vlakna i trake. Obloga od vlakana nudi visoku otpornost na abraziju i poboljšanu sposobnost podnošenja udaraca i neusklađivanja. Zbog većeg sadržaja PTFE-a, obloga trake dodatno nudi veću brzinu i poboljšanu obradivost. Bez obzira na oblogu, svi FRC ležajevi se samo podmazuju upotrebom suhih maziva. Ova metoda podmazivanja rezultira niskim koeficijentom trenja, niskim stopama habanja i produženim intervalima održavanja, jer ponovno podmazivanje nije potrebno. Pored toga, FRC ležajevi mogu raditi u širokom rasponu temperatura, a otporni su i na kiseline, baze, otopine soli, ulja, goriva, alkohole, otapala i plinove.
FRC ležajevi mogu imati samopodmazujuću oblogu unutrašnjeg ili vanjskog promjera, a mogu sadržavati i prirubnice ili utore sa ili bez košuljice. FRC podloške, ploče i drugi prilagođeni obrasci također su dostupni za posluživanje različitih aplikacija. "Svestranost i specifikacije ovih FRC proizvoda čine ih odličnim izborom za najteže opterećenje, male brzine, oscilirajuće aplikacije", kaže Yuri Klepach, GGB-ov FRC-ov menadžer proizvoda.
Plain Bearing Manufacturing
Metalno-polimerni ležajevi proizvedeni su korištenjem niza tehnologija koje kombiniraju čeličnu ili brončanu metalnu podlogu, brončani prah i polimernu oblogu. Za početak, zavojnica metala za podlogu se puni kroz mašinu koja nanosi bronzani prah na jednu stranu upotrebom toplote - proces poznat kao „sinterovanje“. Sinterirana traka se tada hladi i spremna je za impregnaciju. Impregnacija je nanošenje polimernog sloja na sinterovani trak, a polimer se može obaviti bilo u obliku kaše ili trake. Prema Evansu, „Za GGB-ove podmazane ležajeve mehanička ruka spušta polimer na sinteriranu traku, koja se zatim izvadi kroz mašine nizvodno da bi stvorio glatku podlogu za podmazivanje. GGB podmazane noseće obloge izrađene su polimernom trakom koja se nanosi direktno na sinterovani trak. "
Postupak impregnacije za oba oblika polimera uključuje niz operacija valjanja, grijanja i hlađenja kako bi se stvorila metalno-polimerna traka sa glatkom površinom. Nakon impregnacije traka je gotova i namotana je radi kasnijeg oblikovanja u ležajne proizvode. Kao što Evans objašnjava, "Ovaj postupak oblikovanja koristi oblikovanje ili prešanje kotrljanja, zavisno od veličine ležaja, kako bi se stvorio glatki proizvod u obliku cilindričnog oblika."
FRC ležajevi se proizvode postupkom namotavanja koji koristi automatizirane mašine za namatanje. Kod ležajeva s košuljicom na unutarnjem promjeru, materijal košuljice se prvo mora nanijeti na duljinu rebra. Kod proizvoda za obloge za rane to se izvodi strojem za namatanje koji se kontinuirano napaja žicama vlakana visoke čvrstoće, kapsuliranim u interno podmazanu epoksidnu smolu. Za proizvode s oblogom od trake, PTFE traka nanosi se na trn. Nakon nanošenja ove osnovne obloge, podloga od stakloplastike namotana je oko trbuha pomoću automatiziranih mašina za namatanje. Nakon što ova podloga postigne potrebnu debljinu, klatna se uklanja i kasnije otvrdne u rerni. Ovaj postupak očvršćuje navijanje oko rebra u čvrstu cijev. U ovom je trenutku unutarnji promjer gladak i gotov, dok je vanjski promjer hrapav i prevelik. Da bi se završio vanjski promjer, on se uzemljuje do željene konačne veličine. Zatim se cijev reže kako bi se proizveli više gotovih ležajeva čije su ivice po potrebi uklonjene. "Duljina i promjer vretena koji se koriste u ovom procesu mogu varirati", kaže Klepach, "kako bi se postigle različite dimenzije na osnovu potreba kupca."
Trend prema samopodmazujućim ležajevima
Kao što je ranije spomenuto, mnogi se modeli s ravnim ležajevima koriste u svemirskim aplikacijama - većina ih je samomazujuća. Podmazujući ležajevi koriste prethodno naneseno suvo mazivo, obično PTFE, umjesto tradicionalnih tečnih maziva. Suva maziva ne zahtijevaju ponovnu primjenu i tako zahtijevaju manje održavanja nego tradicionalni ležajevi. To ih čini izuzetno učinkovitim u aplikacijama u kojima bi održavanje ponovnog podmazivanja bilo teško. Suva maziva takođe mogu da rade u uslovima gde tečna maziva nisu efikasna, poput okruženja podložnog korozivnim gasovima, prljavštini i prašini; visoke temperature; kriogene temperature; zračenje; ekstremni pritisci; ili vakuumi - sve su to opasnosti u vazduhoplovnoj industriji. Zbog ovih prednosti, nije iznenađenje da se samopodmazujući ležajevi koriste u odnosu na tradicionalne metalne ležajeve, kako ovdje na Zemlji, tako i šire, u sljedećim primjenama:
U letvama za sletanje aviona,ili amortizere, gdje eliminiraju pucanje ljestvi i oštećenja topline na površini šipke potpornja. GGB-ovi DU-B brončani metalni-polimerni ležajevi izabrani su od strane jednog od vodećih svjetskih proizvođača komercijalnih zrakoplova koji će se koristiti u svim trenutnim proizvodima njihovih podmetača zbog svojih mogućnosti opterećenja, otpornosti na koroziju i produženog vijeka trajanja komponenata.
U vazduhoplovnoj podršci,koja zahtjeva pouzdanu opremu za osiguranje letova sigurno i na vrijeme. Prema Klepachu, “GGB-ov HSG [High-Strength GAR-MAX®] FRC ležajevi nalaze se u aplikacijama tipa makazica, koje podnose značajna opterećenja tokom povremenih operacija, često dok su izloženi teškim uslovima okruženja. " Ova vrsta ležaja nudi vrhunsku čvrstoću na pritisak do 620 MPa (90.000 PSI) i više ujednačeno trenje od masnih ležajeva od masti - uz dodatnu prednost da su otporni na habanje i koroziju. To pomaže produžiti intervale održavanja i poboljšati efikasnost usluga podrške zrakoplovima na tlu.
U NASA-inom Curiosity Roveru,najveći i najuspješniji Mars Rover do danas. Kako kaže Ricci, „Curiosity-ovoj bušilici su bili potrebni ležajevi koji su mogli izdržati oštre marsovske temperature - u rasponu između -153 ° C i 20 ° C i atmosfere. DU®ležajevi su odabrani zbog njihove visoke otpornosti na habanje, sposobnosti udobnog rada na temperaturama Marsa i otpornosti na prašinu i nečistoće. “ Rad ove bušilice bio je presudan za otkriće da je Mars jednom imao uvjete pogodne za život mikroba.
GGB je također surađivao s Airbusom, Airbusom helikopterima, Boeingom, Lockheed Martinom, privatnim kompanijama za svemirske letove, vojskom i drugim privatnim proizvođačima zrakoplova u stvaranju prilagođenih rješenja za njihove potrebe ležaja.
Ravna rešenja pružaju vazduhoplovnoj industriji smanjenje težine i prostora, poboljšanu energetsku efikasnost, poboljšanu čvrstoću i sigurnost i povećane radne temperature za njegove primene u zemlji, vazduhu i svemiru.