自己潤滑式電気機械部品の開発

はじめに:電気機械システムにおけるメンテナンスの低減の必要性

現代の産業機器は、ますますます要求の厳しい条件下で動作します。高速、高温、および継続的なデューティサイクル。並列では、メーカーは、所有のダウンタイムと総コストを削減するために圧力に直面しています。伝統的な潤滑方法、定期的なグリースや油の塗布に依存し、労働コスト、環境廃棄物、および過給のリスクを導入します。自己潤滑電気機械部品は、これらの課題に、潤滑剤を埋め込むか、または統合することにより、直接、ブッシュや長期にわたるメンテナンス、および効率的な作業を可能にし、この分野を促進します。

自己潤滑の基礎

動作中のコンポーネントの構造内で、固体または液体潤滑剤を継続的に放出することにより、自己潤滑システム機能。外部の貯水池と配送メカニズムを必要とする従来のシステムとは異なり、これらの設計は、その耐用年数に潤滑を提供するコンポーネント自体に依存しています。メカニズムは、気孔率、化学分解、または、固体潤滑剤フィルムのグラデーション転送に基づいていることができます。

固体潤滑油

グラファイト、モリブデン硫化モリブデン(MoS2)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、タングステン硫化物(WS2)などの固体潤滑剤が広く使用されています。これらの材料は、低剪断強度を有し、金属表面に付着し、摩擦や摩耗を低減する保護フィルムを形成しています。グラファイトは、真空または乾燥条件&mdashでより良いを実行しながら、湿気のある環境で効果的に動作します。航空宇宙用途に適したようにします。 PTFEは、非常に低い静的摩擦能力を提供しますが、耐荷重が制限されています。

複合材料

自己潤滑成分は、ポリマー複合材料や金属ポリマーハイブリッドから製造されています。一般的な基材ポリマーには、ポリエーテルケトン(PEEK)、ポリアミド(ナイロン)、およびフェノール樹脂が含まれており、固体潤滑剤と炭素やガラスなどの補強繊維が充填されています。これらの複合材料は、射出成形または圧縮成形成形成形品、ベアリング、ブッシュ、およびギアにすることができます。メタル合金、青銅や銅合金などの金属や金属を溶着させるかし、自動車や金属を含んだり、金属や金属を溶着したり、金属を溶着したり、金属を溶着したりすることができます。液体や金属を燃焼したり、金属を溶着したり、金属を溶着したり、金属を溶着したり、金属を溶着したり、金属を溶着したり、金属を溶着したり、金属をしたり、金属をしたり、金属をしたり、金属を溶着したり、金属を溶着したり、金属を溶着したり、金属をしたり、金属を溶着したり、金属を溶着したり、金属を溶着したり、金属をしたり、金属を溶着したり、金属を溶着したり、金属を溶着したり、金属を溶着したり、金属

コーティング技術

ダイヤモンドのようなカーボン(DLC)、モリブデンのdisulfide、PTFEベースのペンキのような薄膜のコーティングは物理的な蒸気の沈殿(PVD)、化学蒸気の沈殿(CVD)、またはスプレーおよびキュアプロセスを使用して部品表面に加えることができます。これらのコーティングは基質のバルク特性を変えないでstictionおよび摩耗を減らす低摩擦層を提供します。[FLT]のような高度のコーティングシステム、これらの材料は、これらの材料のスケールのスケールの変形を点検するのに役立ちます。[FLT]を自己のコーティングは、これらのメカニズムを確かめます:[A]::: アークを塗られたメカニズムを:::::::::::::::::::::::::: 極端のコーティングは、これらの材料は、これらの材料は、これらの材料の基質を、材料の基質を、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、材料の材料の基質を、または、または、または、材料の基質を、または、または、または、または、または、または、または

重要な利点および性能のメートル

自己潤滑電気機械部品を採用することで、いくつかの性能次元にわたって測定可能な利点が得られます。

[メンテナンス間隔を拡張:[]]]定期的な再潤滑の必要性を排除することにより、これらのコンポーネントは、サービスなしで10万時間動作させることができます。一部の設計では、潤滑剤は、コンポーネントの寿命を持続するように設計されています。
[] 密閉またはアクセス不能な場所における改善された信頼性:[[[]]) 、カプセル化または危険な領域に位置するギアボックス、アクチュエータ、センサー、セルフ潤滑は、外部グリース継手と油線の要件を削除します。
耐衝撃性とトルク:[ 潤滑剤のグラデーションリリースは、摩擦の安定した係数を維持し、始動摩耗とエラスティック運動を削減します。
] 汚染リスクを低減:] 固体潤滑剤は、油として埃や汚れを誘致しません。クリーンルームや食品加工環境に理想的です。
より低いシステム重量:]]]油貯水器、ポンプ、シールを除去することで、全成分の質量と水陸および自動車設計の重要な要因が減少します。

これらの利点を定量化するには、アプリケーション固有の条件下でテストする必要があります。主な性能メトリックには、摩擦係数(通常0.05–0.15固体潤滑システム用)、PV(圧力速度)制限、摩耗率、動作温度範囲が含まれます。高度な複合体は、10万psi・ft /分を超えるPV値と、低温から+300°Cまでの温度に耐えることができます。

業界横断のアプリケーション

航空宇宙・防衛

航空機の着陸装置では、飛行制御アクチュエーターおよび衛星メカニズム、維持のアクセスは限られ、信頼性はパラマウントです。自己潤滑球面軸受および編まれたPTFEの生地およびフェノール樹脂からなされるブッシュは、真空環境のために不可欠であるガスを使わずに低い摩擦を、渡します。企業のようなSKFは重要な気体の適用のためのそのような部品を作り出します。

自動車・電気自動車

電動パワーステアリングシステム、フロントガラスワイパーモーター、シートアジャスターは、車両の寿命を静かに作動させるために、自己潤滑焼結軸受に依存しています。 EVパワートレインが進化するにつれて、自己潤滑ギアとベアリングは、麻薬のドラッグを減らし、効率性を向上させます。トランスミッションコンポーネントのソリッド潤滑コーティングは、高速シフト中にスキャフを防ぐのに役立ちます。

産業機械・ロボット工学

自動化されたガイドされた車、ピクルス・アンド・プレイスのロボットおよび包装装置は手入れ不要の接合箇所および線形ガイドからの利点を提供します。オイルの霧が生地を汚れる織物の機械類では、自動注油するポリマー軸受けは好まれた解決です。食糧処理のコンベヤーは頻繁に腐食か潤滑油の汚染なしで洗浄ダウン周期に抗するためにPTFEによって並べられるブッシュを使用します。

医療機器

自己潤滑成分は、従来のグリースを劣化させる手術ロボット、注入ポンプ、およびイメージング機器でますます使用されています。 PEEKベースの軸受は、グラファイトフィラーにより、MRI対応システムに放射線可溶性および生体的安定性を提供します。

製造・品質に関する検討

一貫した自己潤滑の部品を作り出すことは物質的な公式、焼結変数、またはコーティングの厚さの堅い制御を要求します。ポリマー合成物のために、潤滑油の注入口の分散は局所的な摩耗を避けるために均一でなければなりません。焼結させた金属軸受けでは、気孔率およびオイルの容積は粉の粒子のサイズおよび圧縮圧力によって正確に管理されます。品質保証方法は次のとおりです。

:]を塗ります。摩耗率と摩擦を測定するために、ASTM G99ごとのピンオンディスクまたはブロックオンリングテスト。
]オイル含有確認:]油含浸軸受、潤滑剤重量の抽出および測定。
熱解析:]]ポリマー熱安定性を確認する差動スキャンのcalorimetry (DSC)。
[寸法と実行チェック:[]]アセンブリの適切なクリアランスとアライメントを確保します。

鉛メーカー(])GGB Bearing Technology[)は、セルフ潤滑ソリューションの広範な材料選択ガイドを提供します。

課題と現状の研究の努力

利点にもかかわらず、自己潤滑コンポーネントは、ブロッカーの採用を制限するいくつかのハードルに直面しています。

寿命を延ばす贅沢な枯渇:[] 転送フィルムが補充されていない場合は、固体潤滑剤を着用できます。エンジニアは、必要に応じて固体潤滑剤粒子を保存し、放出する微孔構造を探索しています。
摩擦と負荷容量のトレードオフ:]多くの固体潤滑剤は、低圧縮強度を持っています。強化複合体は、機械的堅牢性と潤滑性のバランスをとらなければなりません。
温度制限:[250–300°C上のポリマーベースのシステム劣化、一部のコーティングは400°C上の有効性を失います。 []]マックスフェーズセラミックス[]の上昇研究は、高温タービンエンジン用のセルフ潤滑面を作成することを目指しています。
製造コスト:]]]高度なコーティングPVDプロセスと高性能ポリマーは、標準材料よりも高価ですが、総所有コストは、多くの場合、プレミアム正当化します。

現在の研究は、以下の摩擦と長寿命のためのグラフェンまたはMoS2ナノプレートを組み込む]ナノ構造潤滑剤]を組み込むことに重点を置いています。添加剤の製造]適応性複合材料[[[]]]])は、摩擦熱に対応する潤滑剤を解放します。 添加剤製造[[]]は、内部閉塞栓構造が潤滑剤として機能します。

未来展望

業界は、予測保守と条件に基づいた監視に向けるにつれて、自己潤滑コンポーネントは、残留潤滑油の寿命をワイヤレスで報告するセンサーシステムと統合されます。負荷または速度に基づいて潤滑剤の放出速度を変更する「スマート」ブッシュの開発は、水平線上にあります。さらに、持続可能性の目標は、バイオベースの固体潤滑剤および再生可能なポリマー複合材に関心をもたらします。次の10年間に、セルフ潤滑電気機械部品は、新しい機器や機器のアップグレード、および効率的なメンテナンスのために、より効率的な設計に適していると、より効率的な設計、および設計を向上するために期待されています。

コンテンツ

自己潤滑電気機械部品の開発は、メンテナンスと信頼性を高める上で重要なエンジニアリングの達成を表しています。高度な材料と水面の統合;ポリマー複合材料と焼結金属から薄膜コーティング&水路への統合;これらのシステムは、より長い操作寿命、低摩擦、要求の厳しい環境での一貫した性能を提供します。課題は、コストと寿命予測可能性に残りながら、継続的な研究とフィールドの成功は、アプリケーション封筒を拡大し続けます。どんな設計をしようとしても、実証済みのコンポーネントを検証することなく、より洗練されたパフォーマンスを最小限に抑えることができます。