Kesan melekat-tergelincir
Selama lebih 25 tahun, Bornemann Gewindetechnik telah menghasilkan spindel berulir dan nat untuk hampir semua aplikasi yang boleh dibayangkan di semua sektor industri. Fokus utama pengeluaran ialah pembuatan pemacu ulir trapezoid siap dipasang, yang terdiri daripada spindel dan set nat untuk sistem pengangkatan tugas berat, seperti yang digunakan dalam sistem pengangkatan untuk kenderaan rel, dalam pembinaan teater dan pentas, dan dalam pembuatan mesin khas.
Untuk operasi peralatan pengangkat yang boleh dipercayai, permukaan poros berulir dan pemilihan pelincir yang sesuai amat penting. Adalah penting untuk mengelakkan kesan melekat-tergelincir yang terkenal. Hans Gereke-Bornemann (Bornemann-Gewindetechnik, Pengarah Urusan): “Apabila kami dimaklumkan tentang masalah dengan sistem skru jack, secara amnya boleh diandaikan bahawa salah satu daripada faktor berikut adalah sebahagian daripada puncanya: kemasan permukaan spindel, pencemaran, kedudukan pemasangan sistem, atau, sehingga tahap tertentu, pilihan pelincir. Walau bagaimanapun, dalam banyak kes, masalah itu adalah gabungan kompleks beberapa faktor ini. Oleh itu, adalah penting untuk mengambil kira setiap faktor ini dengan secukupnya semasa peringkat reka bentuk.”
Kesan melekat-melicinkan
Kesan melekat-melicinkan (daripada bahasa Inggeris ‘stick’ dan ‘slip’), juga dikenali sebagai kesan lekatan-lincin, menerangkan pergerakan gelongsor terencat pepejal yang meluncur antara satu sama lain. Kesan ini boleh berlaku apabila geseran statik melebihi geseran kinematik.
Bergantung pada sistem tribologi, ini menyebabkan pengujaan getaran, yang dipancarkan sebagai bunyi bising oleh permukaan resonan (‘spindel yang mencicit’ dan ‘berderit’). Kesan ini biasanya hilang sebaik sahaja pasangan geseran dipisahkan oleh bahan perantaraan atau pelincir. Kesan melekat-terlekat sering kali tidak diingini dalam aplikasi teknikal. Kesan negatif yang disebabkan oleh kesan melekat-meluncur boleh diperhatikan, sebagai contoh, dalam galas, panduan linear atau spindel berulir dalam teknologi pengangkatan.
Ralph Wuertele (Klüber Lubrication, Pengurus Kejuruteraan Aplikasi): “Terutamanya dalam peralatan pengangkatan tugas berat, pelincir yang tidak sesuai boleh dengan mudah menyebabkan keadaan pelinciran yang tidak mencukupi, yang menyebabkan peningkatan keausan dan seterusnya mengakibatkan kerosakan sistem secara pramatang.” Bunyi berderit dan berkerotok yang disebutkan tadi kemudian biasanya berlaku sebagai kesan sampingan yang dapat dirasai secara langsung akibat pelinciran yang tidak mencukupi ini.
Dalam senario terburuk, keadaan pelinciran yang tidak mencukupi boleh menyebabkan mikro-pengelasan atau pengelasan sejuk pada keseluruhan sistem pengangkat – yang dipanggil ‘seizing’ pada nat – mengakibatkan kerosakan susulan yang serius, termasuk kegagalan peralatan yang terjejas.
Di sini, padanan bahan sistem spindel-kenop memainkan peranan penentu. Dalam padanan bahan besi tuang kelabu dan keluli, kandungan besi dalam bahan boleh menggalakkan kimpalan sejuk. Dengan gabungan gangsa dan keluli, kimpalan sejuk umumnya boleh dielakkan. Jadi, apa yang perlu diambil kira untuk mengelakkan keadaan yang ditakuti ini iaitu pelinciran tidak mencukupi atau kesan ‘stick-slip’?
Keserasian bahan
Pelincir mesti terbukti serasi dengan bahan beg udara dan penyegelan. Sekiranya tidak, pelincir boleh menjejaskan bahan-bahan ini dan menyebabkan, contohnya, liat, retakan atau penonjolan. Akibatnya ialah kebocoran dengan kehilangan pelincir atau kemasukan kotoran. Dalam kedua-dua kes, bellows atau sistem penyegelan tidak lagi dapat melaksanakan fungsinya seperti yang dimaksudkan. Ujian keserasian antara pelincir dan bahan bellows serta penyegelan hendaklah dijalankan pada suhu operasi maksimum yang dibenarkan selama sekurang-kurangnya 168 jam untuk memastikan kebolehpercayaan.
Menurut pengeluar bellows MFB-Technik, pemilihan bahan bellows yang betul dan pertimbangan terhadap pengaruh persekitaran luaran adalah kriteria penting yang mempengaruhi jangka hayat bellows tetapi sering diabaikan oleh pelanggan.
Permukaan spindel berulir
Beberapa faktor memastikan pelincir kekal di tempat ia diperlukan. Ini termasuk topografi permukaan spindel berulir dan nat, yang dihasilkan oleh Bornemann-Gewindetechnik menggunakan proses pusaran. Ini mewujudkan poket pelinciran yang sangat kecil pada permukaan berulir. Kantong pelinciran ini memastikan bahan pelincir tidak terkeluar di bawah beban permukaan tinggi tetapi kekal di ‘lembah’ permukaan, kerana ia tidak disentuh oleh sisi-sisi menanggung beban profil ulir.
Dalam kes spindel berulir yang dihasilkan menggunakan proses penggelekan, ketiadaan poket pelincir pada cerun penahan beban profil ulir sering menghalang pelincir yang digunakan daripada kekal di tempatnya apabila profil kacang selipar di atas spindel di bawah beban permukaan tinggi. Sama ada pelincir itu diperah keluar dari cerun atau ia didorong ke hadapan kacang. Dalam kedua-dua kes, filem pelincir musnah, pada mulanya menyebabkan peningkatan suhu dan fenomena melekat-tergelincir (stick-slip) dengan bunyi yang kadang-kadang amat kuat, dan kemudiannya membawa kepada kemusnahan pemacu ulir. Moritz von Soden (Pengurus Jualan, Bornemann-Gewindetechnik): “Banyak pelanggan kami berada dalam sektor teknologi pengangkatan berat. Di sini, poros ulir beralur berkualiti tinggi sentiasa digunakan untuk mengelakkan masalah yang diketahui umum berkaitan pelinciran yang tidak mencukupi.”
Selain itu, lekatan pelincir itu sendiri memainkan peranan penting. Ini ditentukan oleh formulasi pelincir, khususnya jenis dan kuantiti bahan pemekat yang digunakan. Di samping itu, membersihkan permukaan sebelum menyapu pelincir adalah sangat penting. Sisa cecair kerja logam, sebagai contoh, tidak menyokong lekatan.
Tingkah laku merayap
Jejari ulir yang sesuai pada nat memastikan ia tidak menolak pelincir daripadanya tetapi sebaliknya menariknya dengan berkesan ke dalam celah pelinciran. Walau bagaimanapun, pelincir boleh dibawa lari atau terpelanting dengan cepat daripada titik geseran – tetapi ia seharusnya mengalir kembali secepat mungkin. Oleh sebab itu, Klüber Lubrication mengesyorkan penggunaan gris kelas konsistensi NLGI 0, atau lebih baik lagi 00. Sistem spindel mestilah, sudah tentu, disegel dengan secukupnya. Jumlah gris hendaklah mengisi sekurang-kurangnya 30% daripada isipadu antara spindel dan bellows.
Pelepasan minyak
Disebabkan kelajuan gelungan yang agak rendah dan tekanan sentuhan yang tinggi dalam sistem tribologi poros-kenop yang terdapat pada jek skru, filem pelincir hidrodinamik tidak dapat terbentuk – yang boleh menyebabkan pelinciran tidak mencukupi. Dalam keadaan operasi ini, bahan tambahan memainkan peranan yang menentukan dalam menentukan prestasi pelincir. Oleh kerana bahan tambahan larut dalam komponen minyak gris, gris mesti melepaskan minyak yang mencukupi di bawah beban. Terima kasih kepada kelikatan alirannya yang baik, minyak, termasuk bahan tambahan, dengan mudah sampai ke titik geseran sebenar, sekaligus memastikan pelinciran yang boleh dipercayai.
Perlindungan kakisan
Satu lagi keperluan bagi pelincir berpunca daripada sifat penyegelan sistem: memandangkan bellows biasanya tidak kedap udara, pembentukan kondensasi di dalamnya tidak dapat dielakkan sepenuhnya. Oleh sebab itu, pelincir mesti mempunyai ketahanan air yang tinggi dan menawarkan perlindungan kakisan yang cemerlang.
Marc Schillig (Pengarah Urusan MFB-Technik Schillig GmbH & Co. KG): “Kami juga sering berhadapan dengan masalah ‘kondensasi’. Secara prinsip, ‘kedap udara tidak berfungsi’.” Pertukaran udara mesti dijamin semasa pergerakan, kerana jika tidak, bellows pasti akan rosak. Skrin berkualiti tinggi atau injap flap digunakan untuk menangani masalah ini. Kondensasi dipindahkan ke luar melalui pemisah oleh lebihan tekanan yang terhasil apabila bellows ditutup. Kami telah melaksanakan pelbagai penyelesaian bersama pelanggan kami.”
Bornemann-Gewindetechnik GmbH, yang berpusat di Delligsen berhampiran Hildesheim, telah menghasilkan ulir dalam semua bentuk khas, serta bahagian berpusing dan bermesin, selama 25 tahun. Syarikat ini menggaji 40 kakitangan dan beroperasi dari premis seluas 3,800 meter persegi. Semua bahan yang boleh diproses digunakan sebagai bahan mentah. Syarikat ini juga menawarkan perkhidmatan pembaikan untuk spindel yang rosak. Saiz piawai untuk spindel berulir bermula dari 10 hingga 180 milimeter dalam diameter dan panjangnya sehingga 6 meter. Di pusat pemesinan moden, toleransi dimensi h6 boleh dikekalkan. Untuk diameter spindel 100 milimeter, h6 bersamaan dengan toleransi 99.978 hingga 100 milimeter, memastikan bahawa galas bola boleh dipasang dengan betul. Dengan menggunakan proses whirling, permukaan ulir dicapai dengan kemasan pengamplasan. Masa penghantaran ialah 2 hingga 3 minggu dari penerimaan pesanan.