Cosa succederebbe alle attrezzature industriali se non ci fossero cuscinetti auto-lubrificanti?

Immagina che se l'asse di un'auto non avesse lubrificante, fuma e si rompesse dopo aver guidato per qualche chilometro; O se le cerniere di una porta a casa erano arrugginite e scricchiolavano ogni volta che veniva aperta e chiusa - questa è l '"artrite" del mondo della macchina. In fabbriche, migliaia di cuscinetti delle attrezzature sono come le "articolazioni" di macchine. Una volta che non sono lubrificati correttamente, l'efficienza sarà ridotta nella migliore delle ipotesi e persino gli incidenti di interruzione della produzione si verificheranno nel peggiore dei casi.

Nell'ultimo decennio, l'industria ha fatto affidamento sui lubrificanti tradizionali per mantenere queste "articolazioni", ma i problemi sono emersi uno dopo l'altro: la manutenzione del riempimento dell'olio provoca spese di attrezzatura frequenti, l'inquinamento delle perdite di olio rende il pavimento del seminario come una bottiglia di olio rovesciata e i lubrificanti diventeranno inefficaci a temperatura elevata e alta pressione. La cosa più problematica è che in ambienti estremi come lo spazio e il mare profondo, i lubrificanti non sono affatto utili.

L'emergere di cuscinetti auto-lubrificanti è equivalente all'installazione di "giunti permanentemente lubrificati" sulle macchine. Incorpora lubrificanti solidi in metallo come "capsule di energia" per liberare apparecchiature dalla dipendenza dalla lubrificazione esterna. Questo articolo utilizzerà casi reali per rivelare il tipo di situazione in cui la fabbrica cadrà senza questa tecnologia - dalla combustione di decine di miliardi di lubrificanti yuan ogni anno all'invecchiamento prematuro e alla demolizione delle attrezzature e persino a far perdere l'opportunità di sviluppo della produzione di fascia alta.

1. Surge in funzionamento e costi di manutenzione: reazione a catena causata da fallimento della lubrificazione

La frequenza di manutenzione manuale è raddoppiata

l Caso: una determinata linea di timbratura automobilistica utilizza i tradizionali cuscinetti della manica in rame, che devono essere fermati per oliatura due volte per turno (8 ore), ogni volta che assumono 35 minuti, con conseguente perdita giornaliera di capacità di produzione del 18%. Se invece vengono utilizzati cuscinetti auto-lubrificanti, può funzionare continuamente per 72 ore senza manutenzione.

l Dati: le statistiche dell'Associazione internazionale di manutenzione mostrano che il costo di manutenzione dei cuscinetti tradizionali rappresenta il 23% del costo totale dell'attrezzatura, che è 4,7 volte quello della soluzione auto-lubrificante.

Il consumo di lubrificante è fuori controllo

l Consumo: un'unica attrezzatura mineraria pesante consuma 3,5 tonnellate di olio lubrificante all'anno (per un valore di $ 12.000), mentre i cuscinetti auto-lubrificanti possono ridurre l'importo del 90%.

l Costi associati: il costo del trattamento dell'inquinamento del terreno causato dalla perdita di lubrificante è compreso tra $ 85/m² (dati dell'Agenzia europea per la protezione ambientale).

2. Affidabilità dell'attrezzatura Crolla: modalità di guasto dalla modifica quantitativa alla modifica qualitativa

La tolleranza alle condizioni di lavoro estreme diminuisce bruscamente

l Fuggire ad alta temperatura: quando il cuscinetto di collegamento di un motore a combustione interna è a 200 ° C, la viscosità delle tradizionali cadute di olio lubrificante dell'80%e il tasso di usura aumenta a 7 volte quello della soluzione auto-luminosa.

l Abbraccioso a bassa temperatura: quando le attrezzature di ricerca scientifica polare sono a -50 ° C, la solidificazione del grasso tradizionale provoca un aumento del 300% della coppia di avvio, mentre il cuscinetto auto-lubrificante a base di MOS₂ mantiene ancora un coefficiente di attrito di 0,08.

Il tasso di fallimento improvviso aumenta

l Confronto dei dati: quando la soluzione tradizionale viene utilizzata per i cuscinetti dell'albero principale della turbina eolica, il fallimento medio annuo improvviso è di 2,3 volte; Dopo il passaggio alla lubrificazione solida, scende a 0,2 volte (rapporto DNV GL).

l Costo del fallimento: l'improvviso inceppamento dei cuscinetti per leminatori nelle acciaierie può causare l'arresto dell'intera linea di produzione per 48 ore, con perdite dirette superiori a $ 1,5 milioni.

3. Il soffitto del processo di produzione è solidificato: l'aggiornamento della tecnologia viene ostacolato

La capacità di elaborazione ad alta velocità è limitata

l GIECCHIO DI SPEED: La velocità massima dei tradizionali cuscinetti di rotolamento in acciaio è di 45.000 giri / min, mentre i cuscinetti auto-lubrificanti in ceramica a nitruro di silicio possono raggiungere i 120.000 giri / min, il che aumenta l'efficienza della perforazione del micro-buco del 400%.

l Degradazione di precisione: quando un mandrino della macchina utensile CNC non ha una tecnologia auto-lubrificante, l'aumento della temperatura fa sì che il runout assiale aumenti da 2μm a 8μm e l'accuratezza dell'elaborazione diminuisce di 3 livelli.

Dilemma di elaborazione del nuovo materiale

l Caso: quando si stampando i materiali compositi in fibra di carbonio, il lubrificante tradizionale residuo provoca il calo della resistenza al taglio interlaminario del 27%, mentre i cuscinetti a lubrificazione solida ottengono una formazione di inquinamento zero.

l Dati: la vita degli stampi in lega in lega di alluminio sono crollati da 150.000 stampi a 40.000 stampi a causa della scarsa lubrificazione (dati di produzione di Tesla).

4. I rischi ambientali e di sicurezza sono in aumento esponenzialmente

L'inquinamento industriale sta aumentando

l Emissioni VOC: quando la macchina per lo stampaggio a iniezione utilizza lubrificazione dell'olio minerale, una singola unità emette 1,2 kg di benzene all'anno, mentre la soluzione auto-lubrificante raggiunge emissioni zero (dati di test EPA).

l Inquinamento da metalli pesanti: le precipitazioni di piombo dei cuscinetti in lega Babbitt a base di piombo raggiungono 0,15 mg/L, che è 300 volte superiore allo standard di acqua potabile.

Pericoli di incendio e esplosione

l Caso: un impianto chimico è esploso a causa dell'accensione del vapore petrolifero lubrificante, con una perdita di $ 23 milioni. I cuscinetti auto-lubrificanti possono eliminare tali rischi.

l Dati: tra gli incendi nelle apparecchiature di raffinazione del petrolio, il 31% è causata da sistemi di lubrificazione (statistiche NFPA).

5 . Declino strutturale della competitività industriale

Analisi comparativa di tecnologie alternative

Cuscinetti tradizionali lubrificati all'olio

l Svantaggi: fallimento sotto vuoto/alta temperatura ( ＞ 200 ℃), i costi di manutenzione rappresentano il 35% del costo del ciclo di vita delle attrezzature

l Caso: a causa dell'evaporazione dell'olio lubrificante, la vita di design originale del braccio robotico della Stazione Spaziale Internazionale era di soli 2 anni, ma è stata estesa a 15 anni dopo l'uso del cuscinetto auto-lubrificante

Soluzione di lubrificazione del grasso

l Limitazioni: la rimozione del grasso centrifugo si verifica quando la velocità supera il valore di 500.000 dn (diametro dell'albero mm × velocità rpm), mentre i cuscinetti auto-lubrificanti possono resistere a 3 milioni di DN

l Dati: dopo che il cuscinetto del motore di trazione della guida ad alta velocità è stato commutato a lubrificazione solida, la velocità operativa massima è aumentata da 250 km/h a 380 km/h

Lezioni storiche e avvertimenti futuri

l Incidente nucleare di Fukushima in Giappone: il fallimento del sistema di lubrificazione causata dallo tsunami è una delle cause chiave del crollo del nucleo. Se vengono utilizzati cuscinetti auto-lubrificanti resistenti all'acqua, è possibile guadagnare più tempo di raffreddamento

l Boeing 787 Battery Fire: l'indagine mostra che l'accumulo di volatili di grasso in spazi confinati è un fattore che supporta la combustione. Dopo il passaggio alla lubrificazione solida, la velocità di fallimento dello stesso tipo viene ridotta a zero

Conclusione: gap di generazione tecnologica irreversibile

Il sistema industriale senza cuscinetti auto-lubrificanti cadrà nella "dipendenza da lubrificazione"-consumando 280 milioni di tonnellate di carbone standard all'anno (dati IEA), perdendo permanentemente 15-25 punti percentuali nell'efficienza complessiva delle attrezzature (OEE) e perdendo il biglietto d'ingresso per campi manifatturieri di fascia alta come nuovi energia e aerospace. Questa non è solo una questione di selezione del percorso tecnico, ma anche una divisione di capacità di base che determina se un paese può partecipare alla quarta rivoluzione industriale.