Almindelige lejer bruges i en lang række luft- og rumfartsapplikationer for at hjælpe med at opnå bedre brændstofeffektivitet, forlænge vedligeholdelsesintervaller og lavere kulstofemissioner. Disse applikationer inkluderer installation i flyvingesystemer (klapper, spoilere og lameller), flyvningskontroller, cockpit-kontroller, hjælpestyrkeenheder, landingsudstyr, dørsystemer og flyindretninger (sæder, skraldespand, spærrer og hængselspunkter). ”Vores glidelejer har endda et fodaftryk på Mars,” sagde Brett Ricci, GGB Aerospace Strategic Account Manager for Nordamerika. ”Vi arbejder i temperaturer mellem -200 ° C og +280 ° C og vores glidelejer har fungeret som de primære ophængskomponenter i robotborearmen fra NASAs Curiosity Mars Rover siden 2012.”
Lige så imponerende serveres alle disse applikationer af kun to typer glidelejer: metalpolymer og fiberarmeret komposit (FRC).
Metal-polymere glidelejer
Metal-polymerlejer består af en ydre metalunderstøtning med en porøs bronze indvendig struktur, der er belagt med en polymerharpiksfor. Hver del af denne struktur bidrager til de overordnede egenskaber ved disse lejer: polymerforingen giver smøreegenskaber med lav friktion og slid; den indre bronzestruktur tilvejebringer mekanismen til at indeholde polymerforingen, mens den også overfører belastning og varme; og metalstøtten giver mekanisk styrke. Metal-polymerlejer er fremstillet i to sorter: selvsmørende og forsmurt.
Selvsmørende lejer har en glat, PTFE-baseret foring, der overføres til parringsoverfladen under drift og danner en smøremiddelfilm. Dette resulterer i meget god slid og lav friktionsydelse over en lang række belastninger, hastigheder og temperaturer under tørre kørselsforhold. Præsmørede lejer bruger forskellige materialer til denne foring og inkluderer cirkulære fordybninger, der er fyldt med fedt inden drift.
”Selvsmørende metalpolymerlejer er GGBs mest populære produkter inden for rumfartsindustrien - især DU-B,” siger Kim Evans, en af GGBs ingeniører til rumfartsapplikationer. ”Jeg vil sige, at det er industristandarden for landingsredskaber til fly.”
Fiberforstærket komposit (FRC) lejer
FRC-lejer består af en selvsmørende foring, der støttes af kontinuerligt viklet højstyrkefiberglas. For at sikre, at de passer til forskellige anvendelser, bruger FRC-lejer to forskellige former for foringer: fiber og tape. En fiberforing tilbyder høj slidstyrke og forbedret evne til at håndtere stød og forkert justering. På grund af et større PTFE-indhold tilbyder en båndforing desuden højere hastighedskapacitet og forbedret bearbejdelighed. Uanset foringen smøres alle FRC-lejer ved hjælp af tørre smøremidler. Denne smøremetode resulterer i en lav friktionskoefficient, lave slidhastigheder og forlængede vedligeholdelsesintervaller, da gensmøring er unødvendig. Derudover er FRC-lejer i stand til at arbejde i en lang række temperaturer og er også resistente over for syrer, baser, saltopløsninger, olier, brændstoffer, alkoholer, opløsningsmidler og gasser.
FRC-lejer kan have den selvsmørende foring på den indvendige eller ydre diameter og kan også indeholde flanger eller riller med eller uden en foring. FRC skiver, plader og andre brugerdefinerede former er også tilgængelige til at betjene forskellige applikationer. ”Alsidigheden og specifikationerne af disse FRC-produkter gør dem til et fremragende valg til mest svær belastning, lav hastighed, oscillerende applikationer,” siger Yuri Klepach, GGB's FRC Product Manager.
Plain Bearing Manufacturing
Metal-polymerlejer fremstilles ved hjælp af en række teknologier, der kombinerer stål- eller bronzemetalunderstøtning, bronzepulver og polymerforing. For at starte, føres en spole af støttemetall gennem en maskine, der påfører bronzepulver på den ene side ved hjælp af varme - en proces, der kaldes "sintring." Den sintrede strimmel afkøles derefter og er klar til imprægnering. Imprægnering er påføring af en polymerforing på den sintrede bånd og kan udføres med polymeren i enten svamp eller tapeform. Ifølge Evans, “For GGBs selvsmurte lejer, slipper en mekanisk arm polymeren ned på den sintrede bånd, der derefter rulles ud gennem nedstrømsmaskiner for at skabe en glat selvsmørende foring. GGB-forsmurte lejeforinger fremstilles med et polymerbånd, der påføres direkte på den sintrede bånd. ”
Imprægneringsprocessen for begge former af polymer inkluderer en række møllevalsnings-, opvarmnings- og afkølingsoperationer for at skabe en jævn overfladebehandlet metalpolymerbånd. Efter imprægnering afsluttes strimlen og rulles op til senere formning til bærende produkter. Som Evans forklarer, "Denne formningsproces anvender rulleformning eller presning, afhængigt af lejestørrelsen, til at skabe et glat, cylindrisk formet produkt."
FRC-lejer fremstilles gennem en viklingsproces, der bruger automatiserede viklingsmaskiner. For lejer med foringen på den indvendige diameter skal foringsmaterialet først påføres på en dorns længde. For sårforingsprodukter udføres dette af en viklingsmaskine, der kontinuerligt tilføres strenge af højstyrkefibre indkapslet i en internt smurt epoxyharpiks. For båndforingsprodukter påføres et PTFE-bånd på en dorn. Efter påføring af denne basisforing vikles glasfiberunderstøtningen rundt om dornen ved hjælp af automatiserede viklingsmaskiner. Når denne bagside når den krævede tykkelse, fjernes doren og hærdes senere i en ovn. Denne proces hærder viklingen omkring doren til et fast rør. På dette tidspunkt er den indvendige diameter glat og færdig, mens den udvendige diameter er ujævn og stor. For at afslutte den udvendige diameter slibes den ned til den ønskede endelige størrelse. Røret skæres derefter til frembringelse af flere færdige lejer, hvis kanter afgraves efter behov. "Længden og diameteren på de mandreller, der bruges i denne proces, kan variere," siger Klepach, "for at opnå forskellige dimensioner baseret på kundens behov."
Trenden mod selvsmørende lejer
Som nævnt tidligere bruges mange glidelejermodeller til rumfartsapplikationer - de fleste af dem selvsmørende. Selvsmørende lejer anvender et på forhånd påført tørt smøremiddel, normalt PTFE, i stedet for traditionelle flydende smøremidler. Tørre smøremidler kræver ikke genanvendelse og medfører derfor mindre vedligeholdelse end traditionelle lejer. Dette gør dem ekstremt effektive i applikationer, hvor vedligeholdelse af smøring ville vise sig vanskeligt. Tørre smøremidler er også i stand til at fungere under forhold, hvor flydende smøremidler er ineffektive, såsom miljøer, der er modtagelige for ætsende gasser, snavs og støv; høje temperaturer; kryogene temperaturer; stråling; ekstreme pres; eller støvsugere - alt sammen er farer, der findes i luftfartsindustrien. På grund af disse fordele er det ikke overraskende, at selvsmørende lejer bruges i forhold til traditionelle metallejer både her på Jorden og videre i følgende anvendelser:
I landingsudstyr til fly,eller støddæmpere, hvor de eliminerer stigen revner og varmeskader på stagstangens overflade. GGB's DU-B bronze-støttede metalpolymerlejer blev valgt af en af verdens førende kommercielle flyproducenter til at blive brugt i al nuværende produktion af deres landingsstivere på grund af deres høje belastningsevne, modstand mod korrosion og øget komponentlevetid.
I jordbundens støtte,hvilket kræver pålideligt udstyr for at sikre, at flyvninger forlader sikkert og til tiden. Ifølge Klepach, “GGB's HSG [GAR-MAX med høj styrke®] FRC-lejer findes i applikationer af sakselift-type, der håndterer betydelige belastninger under periodisk drift, ofte mens de udsættes for barske miljøforhold. ” Denne type lejer tilbyder ultimativ trykstyrke op til 620 MPa (90.000 PSI) og mere konsistent friktion end smurt bronzelejer - med den ekstra fordel at være både slid- og korrosionsbestandig. Dette hjælper med at forlænge vedligeholdelsesintervaller og forbedre effektiviteten af luftfartøjets jordstøttetjenester.
I NASAs Curiosity Rover,den hittil største og mest succesrige Mars Rover. Som Ricci siger, “Curiosity's armboring krævede lejer, der kunne modstå de hårde Mars-temperaturer - mellem -153 ° C og 20 ° C - og atmosfæren. DU®lejer blev valgt på grund af deres høje slidstyrke, evne til at betjene komfortabelt i Mars temperaturer og modstandsdygtighed over for støv og snavs. ” Betjeningen af denne armbore var kritisk for opdagelsen af, at Mars engang havde forhold, der var egnede til mikrobiel liv.
GGB har også samarbejdet med Airbus, Airbus Helicopters, Boeing, Lockheed Martin, private rumfartfirmaer, militæret og andre private flyproducenter for at skabe tilpassede løsninger til deres almindelige bærende behov.
Almindelige bærende løsninger giver luftfartsindustrien vægt og pladsreduktion, forbedret energieffektivitet, forbedret styrke og sikkerhed og øgede driftstemperaturer til dens applikationer på jorden, luft og rummet.