Έδρανο: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Ένα '''έδρανο''' είναι ένα στοιχείο της [[Μηχανή|μηχανής]] που περιορίζει τη σχετική κίνηση μεταξύ των κινούμενων μερών στην επιθυμητή κίνηση. Ο σχεδιασμός του εδράνου μπορεί, για παράδειγμα, να παρέχει ελεύθερη γραμμική κίνηση του κινητού μέρους ή την ελεύθερη περιστροφή γύρω από έναν σταθερό [[Άξονας|άξονα]]. Τα ρουλεμάν ταξινομούνται ανάλογα με τον τύπο της λειτουργίας τους, τις κινήσεις που επιτρέπονται, ή με τις κατευθύνσεις των [[Δύναμη|δυνάμεων]] που εφαρμόζεται στα διάφορα μέρη του.

[[Αρχείο:Шарикоподшипники.jpg|leftthumb|frameright|200px|[[Λεονάρντο ντα Βίντσι]] (1452–1519)]]

[[Αρχείο:TaperedRadial-rollerdeep-groove-ball-bearing din720din625-t1 2rs 120.png|leftthumb|300pxright|frame130px|3D τομήtομή ενός κυλινδρικού ρουλεμάν]]

* απλά ρουλεμάν [[plain bearings]]

* έδρανα για τροχούς [[rolling-element bearings]]

* κόσμημα έδρανα [[jewel bearings]]

* ρευστού έδρανα [[fluid bearings]]

* μαγνητικά έδρανα [[magnetic bearings]]

* καπτικά έδρανα [[flexure bearings]]

* '''Από το σχήμα''', κερδίζει πλεονέκτημα συνήθως με τη χρήση σφαιρών ή κυλίνδρων, ή με σχηματισμό εύκαμπτα έδρανα (flexyre bearings).

* '''Από το υλικό''' , εκμεταλλεύοντας την ίδια τη φύση του υλικού του εδράνου. (Ένα παράδειγμα θα ήταν να χρησιμοποιούν πλαστικά που έχουν χαμηλή επιφανειακή τριβή.)

* '''Από ρευστό''' , εκμεταλλεύοντας το χαμηλό ιξώδες από ένα στρώμα ρευστού, όπως ένα λιπαντικό ή ως ένα πεπιεσμένο μέσο να διατηρήσει τους δύο στερεά μέρη να έρθουν σε επαφή.

Με* '''Από πεδία''' , εκμεταλλεύοντας ηλεκτρομαγνητικά πεδία, όπως τα μαγνητικά πεδία, για να κρατήσει στερεά μέρη να έρθουν σε επαφή.

Διαφορετικοί τύποι ρουλεμάν έχουν διαφορετικά όρια ταχύτητας λειτουργίας. [[Ταχύτητα|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|διάμετρος]] (συνήθως σε mm) του εδράνου και Ν είναι ο ρυθμός περιστροφής σε στροφές ανά λεπτό(rpm).

Σε γενικές γραμμές, υπάρχει σημαντική κάλυψη μεταξύ ενός εύρος στροφών που φέρουν τους τύπους. ΛείαΑπλά 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 [[Κεντρομόλος δύναμη|κεντρομόλο δύναμη]] υπερβαίνοντας την [[Αντοχή των υλικών|αντοχή των υλικών]].

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.

Μια δεύτερη πηγή κίνησης είναι η [[Ελαστικότητα|ελαστικότητας]] του ίδιου του εδράνου. Για παράδειγμα, οι σφαίρες σε ένα ρουλεμάν είναι σαν άκαμπτο [[Καουτσούκ|καουτσούκ]], και κάτω από το φορτίο παραμορφώνουν από στρογγυλό σε ένα ελαφρώς πεπλατυσμένο σχήμα. Ο δακτύλιος είναι επίσης ελαστικός και αναπτύσσει ένα μικρό βαθούλωμα, που πιέζονται από τις σφαίρες.

Η ακαμψίαδυσκαμψία ενός εδράνου είναι το πώς η απόσταση μεταξύ των τμημάτων του, που διαχωρίζονται από το έδρανο, ποικίλει ανάλογα με το εφαρμοζόμενο φορτίο. Σε κυλινδρικά έδρανα εξαρτάται από το υλικό κατασκευής. Σε έδρανα για ρευστά αυτό οφείλεται στην πίεση του ρευστού και ποικίλλει ανάλογα με το διάκενο (όταν φορτωθεί σωστά, τα έδρανα για ρευστά είναι τυπικά πιο άκαμπτα από τα κυλίνδρικάκυλινδρικά έδρανα).

;'''Ρευστό και μαγνητικά εφέδραναέδρανα'''

Ρευστό και μαγνητικά εφέδραναέδρανα μπορούν να έχουν πρακτικά απεριόριστη διάρκεια ζωής. Στην πράξη, υπάρχουν ρουλεμάν για ρευστά που στηρίζουν υψηλά φορτία υδροηλεκτρικών σταθμών που βρίσκονται σε σχεδόν συνεχή λειτουργία από το 1900 τα οποία δεν παρουσιάζουν σημάδια φθοράς.

RollingΗ στοιχείουζωή εδράνουτων ζωήςκυλινδρικών ρουλεμάν καθορίζεται από το φορτίο, την θερμοκρασία, τη συντήρηση, τη λίπανση, την αστοχία του υλικού, τη μόλυνση, το χειρισμό, την εγκατάσταση και άλλους παράγοντες. Αυτοί οι παράγοντες μπορεί να έχουν όλα σημαντική επίδραση στην διάρκεια ζωής των εδράνων. Για παράδειγμα, η διάρκεια ζωής των εδράνων σε μία εφαρμογή παρατάθηκε δραματικά αλλάζοντας τον τρόπο που τα έδρανα είχαν αποθηκευτεί πριν από την εγκατάσταση και τη χρήση, όπως δονήσεις που προκαλούνται κατά την αποθήκευση χωρίς χρήση λιπαντικού ακόμα και όταν το μόνο φορτίο στο εδράνου είναι το ίδιο του το βάρος? [14], οι ζημίες που προκύπτουν είναι συχνά φθορά στο βαθούλωμα του ([[false brinelling]]). Η διάρκεια ζωής των ρουλεμανρουλεμάν προκύπτει στατιστικά: πολλά δείγματα ενός δεδομένου ρουλεμάν συχνά παρουσιάζουν μια [[Κανονική κατανομή|κανονική κατανομή]] της ζωής, με μερικά δείγματα δείχνουν πολύ καλύτερα ή χειρότερα ζωή. Η διάρκεια ζωής ποικίλλει, διότι η μικροσκοπική δομή και η μόλυνση ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό, ακόμη και όταν μακροσκοπικά φαίνεται ίδια.

;'''Απλά έδρανα'''

Στα απλά έδρανα ορισμένα υλικά δίνουν πολύ μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από ό, τι άλλα. Μερικά από τα ρολόγια του [[John Harrison]] εξακολουθούν να λειτουργούν μετά από εκατοντάδες χρόνια, λόγω του ξύλου [[lignum vitae]] που απασχολούνται στην κατασκευή τους, λαμβάνοντας υπόψη ότι τα μεταλικάμεταλλικά ρολόγια σπάνια λειτουργούν λόγω της πιθανής φθοράς.

;'''Καμπτικά έδρανα'''

Καμπτικά έδρανα βασίζονται στις ελαστικές ιδιότητες των υλικών.Τα καμπτικά έδρανα λυγίζουν ένα κομμάτι του υλικού επανειλημμένα. Μερικά υλικά φθίρονταιφθείρονται μετά από επανειλημμένες κάμψεις, ακόμα και σε χαμηλά φορτία, αλλά η προσεκτική επιλογή των υλικών και το σχεδιασμό των ρουλεμάν μπορεί να τους προσδώσει απεριόριστη διάρκεια ζωής.

;'''Σύντομης ζωής ρουλεμάν'''

Αν και συνήθως επιθυμούμε μακράς ζωής εδράναέδρανα, μερικές φορές δεν είναι απαραίτητη. Περιγράφεται ένα ρουλεμάν για μία αντλία οξυγόνου για κινητήρα πυραύλου που είχε αρκετές ώρες ζωής, οι οποίες υπερβαίνανείχαν υπερβεί κατά πολύ τα προαπαιτούμενα λεπτά ζωής. [14]

Ρουλεμάν συχνά προσδιορίζονται για να δώσει ένα "L10" ζωή (εκτός των Η.Π.Α., μπορεί να αναφέρεται ως "Β10" ζωή.) Αυτό είναι η ζωή κατά την οποία το 10%των εδράνων σε αυτην την εφαρμογή αναμένεται να έχουν αποτύχει λόγω κλασικής αστοχίας κοπώσεως (και όχι με οποιοδήποτε άλλο τρόπο αποτυχίας όπως έλλειψη λίπανσης, λάθος τοποθέτηση κλπ.), ή στο 90% θα λειτουργύνλειτουργούν ακόμα. Το L10 είναι η θεωρητική ζωή του και δεν μπορεί να εκπροσωπεί τη διάρκεια ζωής του εδράνου. Τα ρουλεμάν επίσης κατηγοριοποιούνται βασηβάση της τιμής C0C₀ (στατική φόρτιση). Αυτό είναι το βασικό φορτίο ως σημείο αναφοράς, και όχι η πραγματική αξία του φορτίου.

Τα έδρανα μπορούν να λιπαίνονται από ένα μεταλλικό δακτύλιο που οδηγεί το λιπαντικό χαλαρά στο κεντρικό περιστρεφόμενο άξονα του εδράνου. Ο δακτύλιος κρέμεται από ένα θάλαμο που περιέχει λιπαντικό έλαιο. Καθώς περιστρέφεται το έδρανο, το παχύρρευστο και κολλώδες λάδι κινείται από το δακτύλιο πάνω στον άξονα, όπου το έλαιο πάει στο έδρανο για να τη λιπαίνει. Η υπερβολική λιπαρότητα δεν προτιμάται και συλλέγει και πάλι αποθέματα. [ 16 ]

Μερικά μηχανήματα περιέχουν ένα απόθεμα του λιπαντικού στον πυθμένα, με γρανάζια μερικώς βυθισμένα στο υγρό, ή στρόφαλο ράβδους που μπορεί να ταλαντεύεται μέσα στην αποθέματα, καθώς η συσκευή λειτουργεί. Οι περιστρεφόμενοι τροχοί εκτοξεύουν λάδι γύρω τους, ενώ οι ράβδοι στροφάλου χαστούκι στην επιφάνεια του λαδιού, πιτσιλώντας προς τυχαία κατεύθυνση πάνω στις εσωτερικές επιφάνειες της μηχανής. Μερικές μικρές μηχανές εσωτερικής καύσης περιέχουν ειδικούς πλαστικούς τροχούς οι οποίοι σκορπάν έλαιο σε τυχαία κατεύθυνση γύρω από το εσωτερικό του μηχανισμού. [ 17 ]

Για μηχανές υψηλής ταχύτητας και ισχύος, μια απώλεια λιπαντικού μπορεί να οδηγήσει σε ταχεία θέρμανση του εδράνου και σε βλάβες λόγω τριβής. Επίσης σε βρώμικο περιβάλλον το έλαιο μπορεί να μολυνθεί με σκόνη ή υπολείμματα που αυξάνουν την τριβή. Σε αυτές τις εφαρμογές, μία νέα παροχή λιπαντικού μπορεί να τροφοδοτεί συνεχώς τα ρουλεμάν και όλες τις άλλες επιφάνειες επαφής, και η περίσσεια μπορεί να συλλεχθεί για διήθηση, ψύξη, και ενδεχομένως επαναχρησιμοποίηση. Η λίπανση πίεσης χρησιμοποιείται συνήθως σε μεγάλες και πολύπλοκες [μηχανές εσωτερικής καύσης] σε μέρη του κινητήρα, όπου το έλαιο που πιτσιλίζεται δεν μπορεί να φθάσει απευθείας, όπως επάνω σε εναέρια συγκροτήματα βαλβίδας. [ 18 ] Υψηλής ταχύτητας στροβιλοσυμπιεστές απαιτούν επίσης τυπικά ένα πεπιεσμένο σύστημα ελαίου να ψυχθεί τα έδρανα και να αποφευχθεί η καύση λόγω της θερμότητας από το στρόβιλο.