O que aconteceria com o equipamento industrial se não houvesse rolamentos auto-lubrificantes?

Imagine que, se o eixo de um carro não tivesse lubrificante, ele fumaria e desmoronaria depois de dirigir por alguns quilômetros; Ou se as dobradiças de uma porta em casa estivessem enferrujadas e chiadas toda vez que ela era aberta e fechada - essa é a "artrite" do mundo da máquina. Nas fábricas, milhares de rolamentos de equipamentos são como as "articulações" das máquinas. Uma vez que não forem lubrificados, a eficiência será reduzida na melhor das hipóteses e até os acidentes de parada de produção ocorrerão na pior das hipóteses.

Na década passada, a indústria confiou nos lubrificantes tradicionais para manter essas "articulações", mas surgiram problemas um após o outro: a manutenção de enchimento de óleo causa desligamentos frequentes de equipamentos, a poluição por vazamento de óleo torna o piso da oficina como uma garrafa de óleo derrubada e os lubrificantes se tornarão ineficazes sob alta temperatura e alta pressão. O mais problemático é que, em ambientes extremos, como o espaço e o mar profundo, os lubrificantes não têm utilidade.

O surgimento de Rolamentos auto-lubrificantes é equivalente à instalação de "juntas permanentemente lubrificadas" em máquinas. Ele incorpora lubrificantes sólidos em metal, como "cápsulas de energia", a libertar equipamentos da dependência da lubrificação externa. Este artigo usará casos reais para revelar que tipo de situação a fábrica se enquadrará sem essa tecnologia - desde queimar dezenas de bilhões de lubrificantes Yuan a cada ano até o "envelhecimento" prematuro e a demolição de equipamentos e até fazer com que o país perdesse a oportunidade de desenvolvimento de fabricação de ponta.

1. Surge nos custos de operação e manutenção: reação em cadeia causada por falha de lubrificação

A frequência de manutenção manual dobrou

l CASO: Uma certa linha de estampagem de automóveis usa rolamentos tradicionais de manga de cobre, que precisam ser interrompidos para lubrificar duas vezes por turno (8 horas), cada vez levando 35 minutos, resultando em uma perda diária de capacidade de produção de 18%. Se os rolamentos auto-lubrificantes forem usados, ele poderá funcionar continuamente por 72 horas sem manutenção.

l Dados: As estatísticas da Associação Internacional de Manutenção mostram que o custo de manutenção dos rolamentos tradicionais representa 23% do custo total do equipamento, o que é 4,7 vezes o da solução auto-lubrificante.

O consumo de lubrificante está fora de controle

l Consumo: Um único equipamento de mineração pesado consome 3,5 toneladas de óleo lubrificante por ano (no valor de US $ 12.000), enquanto os rolamentos auto-lubrificantes podem reduzir o valor em 90%.

l Custos associados: O custo do tratamento da poluição do solo causado pelo vazamento de lubrificante é de até US $ 85/m² (dados da Agência Europeia de Proteção Ambiental).

2. Colapso da confiabilidade do equipamento: Modo de falha da mudança quantitativa para mudança qualitativa

A tolerância a condições de trabalho extremas cai acentuadamente

l Falha de alta temperatura: quando o rolamento da biela de um motor de combustão interna está a 200 ° C, a viscosidade das queda de óleo lubrificante tradicional em 80%e a taxa de desgaste aumenta para 7 vezes a da solução auto-lubrificante.

l Baixa temperatura-fragilização: Quando o equipamento de pesquisa científica polar está a -50 ° C, a solidificação da graxa tradicional causa um aumento de 300% no torque de partida, enquanto o rolamento auto-lubrificante baseado em MOS ₂ ainda mantém um coeficiente de atrito de 0,08.

A taxa de falha repentina sobe

l Comparação de dados: Quando a solução tradicional é usada para rolamentos do eixo da turbina eólica, a falha repentina média anual é de 2,3 vezes; Após a mudança para a lubrificação sólida, ela cai para 0,2 vezes (Relatório DNV GL).

l Custo de falha: O interrupção repentina de rolamentos de moinhos em moinhos de aço pode fazer com que toda a linha de produção seja interrompida por 48 horas, com perdas diretas superiores a US $ 1,5 milhão.

3. O teto do processo de produção é solidificado: a atualização da tecnologia é prejudicada

A capacidade de processamento de alta velocidade é limitada

l Gardeco de velocidade: A velocidade máxima dos rolamentos tradicionais de rolamento de aço é de 45.000 rpm, enquanto os rolamentos auto-lubrificantes de cerâmica de nitreto de silício podem atingir 120.000 rpm, o que aumenta a eficiência da perfuração de micro-buracos em 400%.

l Degradação de precisão: Quando um eixo de máquina-ferramenta CNC não possui tecnologia auto-lubrificante, o aumento da temperatura faz com que o escuridão axial aumente de 2μm para 8μm e a precisão do processamento cai em 3 níveis.

Novo dilema de processamento de material

l CASO: Ao carimbar materiais compósitos de fibra de carbono, o lubrificante tradicional residual faz com que a resistência ao cisalhamento interlaminar caia 27%, enquanto os rolamentos de lubrificação sólidos atingem a formação de poluição zero.

l Dados: A vida útil dos moldes fundidos em liga de alumínio despencou de 150.000 moldes para 40.000 moldes devido à baixa lubrificação (dados de produção da Tesla).

4. Os riscos ambientais e de segurança estão aumentando exponencialmente

A poluição industrial está aumentando

l Emissões de COV: Quando a máquina de moldagem por injeção usa lubrificação por óleo mineral, uma única unidade emite 1,2 kg de benzeno por ano, enquanto a solução auto-lubrificante atinge emissões zero (dados de teste da EPA).

l Poluição por metais pesados: a precipitação de chumbo de rolamentos de liga Babbitt à base de chumbo atinge 0,15mg/L, 300 vezes maior que o padrão de água potável.

Riscos de incêndio e explosão

l CASO: Uma planta química explodiu devido à ignição do vapor de óleo lubrificante, resultando em uma perda de US $ 23 milhões. Os rolamentos auto-lubrificantes podem eliminar esses riscos.

l Dados: Entre os incêndios em equipamentos de refino de petróleo, 31% são causados ​​por sistemas de lubrificação (estatísticas da NFPA).

5 . Declínio estrutural na competitividade industrial

Análise comparativa de tecnologias alternativas

Rolamentos tradicionais de óleo

l Desvantagens: falha sob vácuo/alta temperatura ( ＞ 200 ℃), os custos de manutenção representam 35% do custo do ciclo de vida do equipamento

l Caso: Devido à evaporação do óleo lubrificante, a vida original do projeto do braço robótico da Estação Espacial Internacional foi de apenas 2 anos, mas foi estendida a 15 anos após a utilização do rolamento auto-lubrificante

Solução de lubrificação de graxa

l Limitações: a remoção de graxa centrífuga ocorre quando a velocidade excede 500.000 DN valor (diâmetro do eixo mm × velocidade rpm), enquanto rolamentos auto-lubrificantes podem suportar 3 milhões de dn valor

l Dados: Após o rolamento do motor de tração do trilho de alta velocidade, foi alterado para a lubrificação sólida, a velocidade de operação máxima aumentou de 250 km/h para 380 km/h

Lições históricas e avisos futuros

l Acidente nuclear de Fukushima no Japão: a falha do sistema de lubrificação causada pelo tsunami é uma das principais causas do colapso do núcleo. Se forem usados ​​rolamentos auto-lubrificantes resistentes à água, mais tempo de resfriamento pode ser ganho

l Boeing 787 Battery Fire: A investigação mostra que o acúmulo de voláteis de graxa em espaços confinados é um fator que suporta a combustão. Após a mudança para a lubrificação sólida, a taxa de falha do mesmo tipo é reduzida a zero

Conclusão: Gap de geração tecnológica irreversível

O sistema industrial sem rolamentos auto-lubrificantes cairá em "dependência de lubrificação"-consumindo 280 milhões de toneladas de carvão padrão por ano (dados da AIE), perdendo permanentemente 15 a 25 pontos percentuais na eficiência geral do equipamento (OEE) e perdendo o bilhete de entrada para campos de fabricação de alto nível, como nova energia e aeroespace. Isso não é apenas uma questão de seleção técnica de rota, mas também uma divisão de capacidade principal que determina se um país pode participar da quarta revolução industrial.