Έδρανο: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Το αρχαιότερο δείγμα, που έχει ανακτηθεί από τα ερείπια του ρωμαϊκού πλοία [[Nemi]] στα 40 μ.Χ., είναι ένα ξύλινο ρουλεμάν που υποστηρίζει ένα περιστρεφόμενο τραπέζι.

 

 

Γύρω στα 1500μ.Χ. εντοπίστηκαν σχέδια από ρουλεμάν για το σχεδιασμό ενός ελικοπτέρου του [[Λεονάρντο ντα Βίντσι]], ενώ τα πρώτα σχέδια κυλινδρικού ρουλεμάν ήταν του [[Agostino Ramelli]] [ 2 ]. Ένα θέμα με τα σφαιρικά και κυλινδρικά ρουλεμάν είναι ότι οι σφαίρες ή οι κύλινδροι τρίβονται μεταξύ τους προκαλώντας επιπλέον τριβή που μπορεί να προληφθεί εσωκλείοντας τις σφαίρες ή τους κυλίνδρους στην κλωβό. Το “εγκλωβισμένο” ρουλεμάν περιγράφεται από το Galileo τον 17ο αιώνα. Το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας σφαιρικού με δακτυλίους ήταν από τους [Philip Vaughan] και [Carmarthen] το 1794.

Στο βάθος των χρόνων αλλά και σήμερα έχουν χρησιμοποιηθεί πολλά υλικά κατασκευής όπως [ξύλο] (παλιά έδρανα, νερόμυλους), [μπρούτζο], [κεραμικά] , [ζαφείρι] (σε ρολόγια) , [γυαλί] , [χάλυβα] , [ορείχαλκο] , άλλα μέταλλα και πλαστικά (π.χ., [νάιλον] , [πολυοξυμεθυλένιο] , [πολυτετραφθοροαιθυλένιο] , και [UHMWPE] ).

 

 

Σύμφωνα με πληροφορίες το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για ρουλεμάν απονεμήθηκε στον [[Jules Suriray]] , έναν Γάλλο μηχανικό ποδηλάτων, στις 3 Αυγούστου 1869. Στη συνέχεια τα έδρανα τοποθετήθηκαν στο νικητήριο ποδήλατο του αναβάτη τον [James Moore] στον πρώτο αγώνα ποδηλασίας του κόσμου, Παρίσι-Ρουέν , το Νοέμβριο του 1869. [ 8 ]

Ο [Erich Franke] κατωχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας την εφεύρεση του για ρουλεμάν με σύρμα το 1934. Μετά το Β 'Παγκόσμιο Πόλεμο ίδρυσε μαζί με τον Gerhard Heydrich την εταιρεία Franke & Heydrich KG (σήμερα Franke GmbH) για να ωθεί την ανάπτυξη και την παραγωγή των ρουλεμάν αυτών.

Στις αρχές της δεκαετίας του 1980, ο ιδρυτής του Pacific Bearing, Robert Schroeder, εφηύρε το πρώτο ρουλεμάν με δύο δακτύλιους που ήταν εναλλάξιμο ως προς το μέγεθος με τα γραμμικά ρουλεμάν. Αυτό το έδρανο είχε ένα μεταλλικό κέλυφος (αλουμίνιο, χάλυβα ή ανοξείδωτο χάλυβα), και ένα στρώμα από Teflon που συνδέεται με ένα λεπτό στρώμα κόλλας. [ 13 ]

 

Σήμερα τα ρουλεμάν που χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές οι οποίες περιλαμβάνουν ένα περιστρεφόμενο εξάρτημα. Παραδείγματα περιλαμβάνουν υπερ-υψηλής ταχύτητας ρουλεμάν για εργαλεία οδοντιάτρων, [έδρανα για την αεροδιαστημική] (aerospace bearings) της Mars Rover, το κιβώτιο ταχυτήτων και τα ρουλεμάν των τροχών για αυτοκίνητα, εύκαπτικα ρουλεμάν σε συστήματα οπτικής ευθυγράμμισης(τηλεσκόπια) και ρε ζάντες τροχών ποδηλάτου.

Τα πιο κοινά ρουλεμάν είναι μακράν τα απλά έδρανα, που χρησιμοποιεί επιφάνειες σε επαφή τριβής, συχνά με ένα [λιπαντικό] όπως λάδι ή γραφίτη. Ένα απλό έδρανο μπορεί ή δεν μπορεί να είναι ένα διακριτή συσκευή. Μπορεί να είναι τίποτα περισσότερο από την φέρουσα επιφάνεια μιας οπής με έναν άξονα που διέρχεται μέσα από αυτό, ή μίας επίπεδης επιφάνειας η οποία φέρει μία άλλη (σε αυτές τις περιπτώσεις, όχι σε μια διακριτή συσκευή)

ή μπορεί να είναι ένα στρώμα από φερόμενο μέταλλο , είτε ενωμένη με το υπόστρωμα (ημι-διακριτά) ή υπό την μορφή ενός χωριζόμενου χιτωνίου (διακριτά). Με την κατάλληλη λίπανση, τα απλά έδρανα δίνουν συχνά εντελώς αποδεκτή ακρίβεια, τη ζωή, και την τριβή με ελάχιστο κόστος. Επομένως, είναι πολύ διαδεδομένη.

* μαγνητικά έδρανα [magnetic bearings]

* καπτικά έδρανα [flexure bearings]

== Προτάσεις ==

Κοινές κινήσεις που επιτρέπονται από τα έδρανα είναι οι εξής:

αξονική περιστροφή (axial rotation) π.χ. περιστροφή του άξονα

 

Συνδυασμοί από αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν ακόμη και εντός του ίδιου του εδράνου. Ένα παράδειγμα αυτού είναι όταν ο κλωβός, που διαχωρίζει τους κυλίνδρους από τις σφαίρες, και είναι κατασκευασμένο από πλαστικό και μειώνουν την τριβή με το σχήμα και το φινίρισμα τους.

== Φορτία ==

Ρουλεμάν ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό πάνω από το μέγεθος και τις κατευθύνσεις των δυνάμεων που μπορούν να υποστηρίξουν.

Δυνάμεις μπορούν να είναι κατά κύριο λόγο ακτινικά, αξονική ( ωστικά έδρανα - thrust bearings ) ή ροπές κάμψεως (bending moments) κάθετα προς τον κύριο άξονα.

== Ταχύτητες ==

Διαφορετικοί τύποι ρουλεμάν έχουν διαφορετικά όρια ταχύτητας λειτουργίας. Ταχύτητα τυπικά ορίζεται ως μέγιστη σχετική επιφανειακές ταχύτητες, συχνά ορίζεται ft / s ή m / s. Περιστροφικά έδρανα περιγράφουν τυπικά επιδόσεις από την άποψη του προϊόντος DN όπου D είναι η διάμετρος (συνήθως σε mm) του εδράνου και Ν είναι ο ρυθμός περιστροφής σε στροφές ανά λεπτό.

Σε γενικές γραμμές, υπάρχει σημαντική κάλυψη μεταξύ ενός εύρος στροφών που φέρουν τους τύπους. Λεία έδρανα χρησιμοποιούνται συνήθως για χαμηλότερες ταχύτητες, τα κυλινδρικά έδρανα είναι πιο γρήγορα,καθώς και τα ρουλεμάν για ρευστά και τελικά μαγνητικά έδρανα που περιορίζονται τελικά από την κεντρομόλο δύναμη υπερβαίνοντας την αντοχή των υλικών.

== Play ==

Ορισμένες εφαρμογές που έχουν ρουλεμάν από διαφορετικές κατευθύνσεις και δέχεται μόνο περιορισμένες play ή "έρμα", όπως εφαρμόζεται στις αλλαγές φορτίου. Μια πηγή της κίνησης είναι κενά ή "παίζουν" στο έδρανο. Για παράδειγμα, ένας άξονας 10 χιλιοστών σε μία οπή 12 χιλιοστών έχει 2 χιλιοστά play.

Το επιτρεπόμενο play διαφέρει σημαντικά ανάλογα με τη χρήση. Για παράδειγμα, ένας τροχός ενός καροτσιού στηρίζει ακτινικές και αξονικές καταπονήσεις. Αξονικά φορτία μπορεί να είναι εκατοντάδες newtons αναγκάζουν αριστερά ή δεξιά, και είναι συνήθως αποδεκτό για τον τροχό να ταλαντεύονται κατά τόσο πολύ όσο 10 χιλιοστά κάτω από το μεταβαλλόμενο φορτίο. Σε αντίθεση, ένας τόρνος δύναται να τοποθετήσει ένα εργαλείο κοπής με ± 0,02 mm με τη χρήση ενός κοχλία μολύβδου μπάλα κατέχονται από περιστρεφόμενα έδρανα. Τα έδρανα υποστηρίζουν αξονικά φορτία χιλιάδων newtons σε κάθε κατεύθυνση, και πρέπει να συγκρατεί την βίδα μολύβδου μπάλα να ± 0,002 χιλιοστά σε όλη αυτή την περιοχή των φορτίων.