कुछ वर्ष पहले हनोवर मेसे में, एस.के.एफ. ने एस.के.एफ. यूनिवर्सल बेयरिंग लाइफ मॉडल के लांच की घोषणा की थी, जो एक अभिनव मॉडल है, जो इंजीनियरों को बेयरिंग रेटिंग लाइफ की गणना अधिक यथार्थवादी तरीके से करने में मदद करता है।
यह मॉडल बेयरिंग उद्योग के लिए एक बड़ी सफलता है, जो ग्राहकों और अंतिम उपयोगकर्ताओं को अनुप्रयोगों के साथ बेयरिंग उत्पादों के बेहतर मिलान में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने की अनुमति देता है, जिससे उपकरण के जीवन में सुधार होता है और परिचालन व्यय कम होता है।
हनोवर मेसे में, एसकेएफ ने एनकॉम्पास फील्ड परफॉरमेंस प्रोग्राम का प्रदर्शन किया और एसकेएफ यूनिवर्सल बेयरिंग लाइफ मॉडल लॉन्च किया
एसकेएफ एनकॉम्पास फील्ड परफॉरमेंस प्रोग्राम के एक भाग के रूप में, इस जीवन सिद्धांत के विकास ने सतही थकान मॉडल को उप-सतही थकान मॉडल से सफलतापूर्वक अलग कर दिया, जिसमें मौजूदा बेयरिंग जीवन सिद्धांत (एसकेएफ द्वारा विकसित और 30 से अधिक वर्षों से व्यापक रूप से उपयोग किया गया) का लाभ उठाया गया और बेयरिंग रेटिंग जीवन की गणना के लिए नई अंतर्दृष्टि प्रदान करने के लिए अधिक मापदंडों को शामिल किया गया।
हनोवर में यूनिवर्सल लाइफ कैलकुलेशन अवधारणा के प्रचार में विशेषज्ञों के साथ दो दिनों के लाइव साक्षात्कार, गणना पद्धति को प्रदर्शित करने के लिए प्रदर्शन सॉफ्टवेयर और ग्राहकों और पत्रकारों के साथ आमने-सामने बातचीत शामिल थी। इस वैचारिक मॉडल को दर्शकों और ग्राहकों ने खूब सराहा और इसने बियरिंग रेटिंग लाइफ कैलकुलेशन में रुचि को फिर से जगाया है।
आगे, हम दो भागों में नए मॉडल के सिद्धांतों का परिचय देंगे।
ट्राइबोलॉजी की शक्ति
अब तक, रोलिंग बीयरिंगों की जीवन गणना समतुल्य तनाव-आधारित इंजीनियरिंग मॉडल पर आधारित रही है, जो संपर्क सतह के नीचे उत्पन्न होने वाले समतुल्य तनावों पर विचार करती है और रोलिंग संपर्क के तनाव आयतन पर लागू होती है।
कई वर्षों तक, सतह-जनित थकान को खराब स्नेहन या संदूषण के कारण माना जाता था, और जीवन पर इस विफलता मोड के प्रभाव को रोलिंग संपर्क के कुल समकक्ष तनाव में एक सुधार कारक जोड़कर और इसे असर जीवन गणना सूत्र में शामिल करके महसूस किया गया है।
इस पेपर में, हम एक सार्वभौमिक रोलिंग संपर्क जीवन विधि विकसित करके सतह थकान विफलता की इस समस्या को संबोधित करते हैं। इस विधि में, रोलिंग संपर्क के लिए मूल थकान सूत्र में सतह-उत्पन्न क्षति को स्पष्ट रूप से बताया गया है। यह नया सूत्र रेटिंग जीवन गणना में रोलिंग बीयरिंग की ट्रिबोलॉजिकल विशेषताओं को बेहतर ढंग से दर्शाता है।
इसके अलावा, यह सतह थकान जीवन की बेहतर समझ प्रदान करता है, जो रोलिंग बीयरिंग के क्षेत्र प्रदर्शन में एक प्रमुख भूमिका निभाता है। इस सार्वभौमिक विधि की भूमिका बीयरिंग के घर्षण को समझाना और रोलिंग बीयरिंग की सतह और उपसतह में होने वाले परस्पर विरोधी थकान तंत्रों पर चर्चा करना है।
सही उपयोग और अच्छे स्नेहन के आधार पर, रोलिंग बीयरिंग अधिक से अधिक विश्वसनीय होते जा रहे हैं। यह सही अभ्यास विधियों और पारंपरिक रोलिंग संपर्क थकान तंत्र की सफल समझ और अनुप्रयोग के कारण है।
साथ ही, विश्वसनीय जीवन गणना विधियों के साथ संयुक्त इस्पात शुद्धता और प्रसंस्करण गुणवत्ता में सुधार भी असर विश्वसनीयता में सुधार का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन गया है।
हालांकि, औद्योगिक उपकरणों के लघुकरण की प्रवृत्ति और क्षेत्र प्रदर्शन दक्षता के लिए उच्च आवश्यकताओं ने रोलिंग बीयरिंगों के लिए अधिक मांग वाली अनुप्रयोग स्थितियां ला दी हैं, विशेष रूप से संपर्क सतह पर, यही वजह है कि अधिकांश बीयरिंग विफलताएं सतह थकान से संबंधित हैं [संदर्भ 1]।
आधुनिक उपकरणों के प्रदर्शन को और बेहतर बनाने के लिए बियरिंग को बाधा न बनने देने के लिए, बियरिंग प्रदर्शन के संदर्भ में सतह घर्षण प्रदर्शन का बेहतर मूल्यांकन आवश्यक है। पिछले दशक में, SKF ने सतह जीवन मॉडल के क्षेत्र में पर्याप्त प्रगति की है [संदर्भ 2-8]।
अंत में, एसकेएफ सार्वभौमिक असर जीवन मॉडल को पेश करके, सतह थकान को उपसतह थकान के जीवन सिद्धांत से अलग किया गया और इस ज्ञान को रोलिंग असर रेटिंग जीवन की गणना में एकीकृत किया गया [संदर्भ 9]।
इस दृष्टिकोण में, दो क्षेत्रों के लिए अलग-अलग भौतिक मॉडल का उपयोग किया जाता है। उपसतह रोलिंग संपर्क थकान की गणना क्लासिक लुंडबर्ग और पामग्रेन डायनेमिक लोड सिद्धांत [10] का उपयोग करके की जा सकती है, लेकिन सतह की थकान से निपटने के लिए, अधिक उन्नत घर्षण मॉडल की आवश्यकता होती है जो हर्ट्ज़ियन संपर्क सतह पर होने वाले तनाव सांद्रता के कारण स्नेहन, घर्षण, पहनने, थकान या रनिंग-इन जैसे अधिक जटिल भौतिक प्रभावों को ध्यान में रखते हैं।
इससे SKF को बियरिंग लाइफ़ कैलकुलेशन में विशेष विशेषताओं के साथ अधिक अनुकूलित डिज़ाइन शामिल करने की अनुमति मिलती है जो फ़ील्ड एप्लिकेशन में बियरिंग के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए: बियरिंग का विशेष ताप उपचार, उन्नत माइक्रो-ज्यामिति, अद्वितीय डिज़ाइन या उच्च गुणवत्ता।
ग्राहक SKF उत्पाद सूची में बियरिंग की विभिन्न अनूठी विशेषताओं का लाभ उठा सकते हैं और रेटिंग जीवन गणना में उनका उपयोग कर सकते हैं। अंततः, ग्राहकों को अब केवल मूल गतिशील लोड रेटिंग (C) का उपयोग नहीं करना पड़ता है जो केवल "भूमिगत थकान" का प्रतिनिधित्व करता है जैसा कि वर्तमान में होता है, लेकिन वे SKF उत्पादों की अनूठी विशेषताओं और उच्च उत्पाद गुणवत्ता का बेहतर लाभ उठा सकते हैं।
नया मॉडल विशेष रूप से बेयरिंग की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया से निपट सकता है, और बेयरिंग उत्पादों के विकास के दौरान, सामान्य बेयरिंग जीवन मॉडल के इस अधिक उन्नत संस्करण में रेसवे सतह पर घर्षण का अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाएगा।
एसकेएफ इंजीनियर विशेष अनुप्रयोगों या विशिष्ट क्षेत्र प्रदर्शन आवश्यकताओं के लिए बेहतर बियरिंग डिज़ाइन विकसित करने के लिए यूनिवर्सल बियरिंग लाइफ़ मॉडल का उपयोग करेंगे। संक्षेप में, यूनिवर्सल बियरिंग लाइफ़ मॉडल एक अधिक आधुनिक और लचीले बियरिंग प्रदर्शन मूल्यांकन उपकरण का प्रतिनिधित्व करता है जो नए ज्ञान और प्रौद्योगिकियों को शामिल कर सकता है क्योंकि यह विकसित होता रहता है।
सार्वभौमिक मॉडलिंग दृष्टिकोण
वर्तमान मॉडल मानकीकृत संभाव्य रोलिंग बेयरिंग जीवन गणना पद्धति को बनाए रखना जारी रखेगा जो आज भी उपयोग में है, जो दो-पैरामीटर वेइबुल वितरण सिद्धांत पर आधारित है, जैसा कि [12] में चर्चा की गई है।
वरोडी वेइबुल [13] ने चेन मॉडल के अपने सबसे कमज़ोर लिंक सिद्धांत में संरचनात्मक तत्वों की ताकत और फ्रैक्चर का निर्धारण करने में यादृच्छिकता की अवधारणा पेश की।
यदि किसी संरचना में n तत्व होते हैं जो विभिन्न तनाव स्थितियों के अधीन होते हैं, विभिन्न जीवन संभावनाओं S1, S2, ..., Sn के तहत, विश्वसनीयता उत्पाद कानून के अनुसार, समग्र संरचना जीवन संभावना सूत्र (1) द्वारा प्राप्त की जा सकती है।
रोलिंग बीयरिंगों के लिए अपने प्रारंभिक शास्त्रीय बुनियादी गतिशील लोड रेटिंग सूत्र [संदर्भ 10] में, लुंडबर्ग और पामग्रेन ने वीबुल विश्वसनीयता उत्पाद कानून को सूत्र (1) में प्रतिस्थापित किया और n स्वतंत्र भौतिक तत्वों से बनी संरचना के लिए जीवन फ़ंक्शन सूत्र (2) निकाला, जिसमें 0 से N लोड चक्रों तक की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया शामिल है।
यह मानते हुए कि G भार चक्र (थकान) के संचयी प्रभाव के कारण सामग्री की उम्र बढ़ने के कार्य का प्रतिनिधित्व करता है, वॉल्यूम पैरामीटर V को दो या अधिक स्वतंत्र संरचनात्मक क्षति मूल कारकों में विभाजित किया जा सकता है।
इसलिए, अलग-अलग क्षेत्रों को अलग-अलग सामग्री उम्र बढ़ने के कार्यों द्वारा चिह्नित किया जा सकता है, जो अलग-अलग (या एकल) सामग्री उम्र बढ़ने की प्रक्रियाओं Gv.1, Gv.2, ..., Gv.n का वर्णन करते हैं, और संपूर्ण संरचना के जीवन पर उनके संयुक्त प्रभाव को सूत्र (2) द्वारा व्यक्त किया जा सकता है। हालाँकि, यह देखते हुए कि केवल दो क्षेत्र हैं, एक उपसतह (v क्षेत्र) है और दूसरा सतह (s क्षेत्र) है, सूत्र (3) प्राप्त किया जा सकता है।
[संदर्भ 14] के अनुसार, हर्ट्ज तनाव क्षेत्र में उत्पन्न तनाव आयाम σv का उपयोग करके थकान क्षति मात्रा अभिन्न सूत्र (4) प्राप्त किया जा सकता है।
जहाँ c और h घातांक हैं, e उपसतह के वेइबुल ढलान को दर्शाता है, N भार चक्रों की संख्या के अंतर्गत संपर्क जीवन है, z विश्लेषण की जाने वाली उपसतह गहराई को दर्शाता है, Vv आयतन समाकल है, σu.v इस आयतन पर थकान सीमा है, और Ā एक सेटिंग स्थिरांक है।
इसी तरह, सतह क्षति फ़ंक्शन को फिर से लिखा जा सकता है। यदि स्थिरांक ĥ को सतह क्षति संभावना स्थिरांक B ̅ में प्रतिस्थापित किया जाता है, तो सूत्र (5) प्राप्त किया जा सकता है।
जहाँ m सतह वेइबुल ढलान है, A सतह समाकल है, σu.s सतह की थकान सीमा है, और B ̅ एक सेटिंग स्थिरांक है।
सतह क्षति सूत्र (5) में, सतह प्रतिबल σs को संपर्क सतह के वास्तविक सतह आकार और घर्षण प्रतिबल से प्राप्त किया जाना चाहिए।
अब, सूत्र (4) और (5) को सूत्र (3) के साथ संयोजित करके, सतह और उपसतह अलग-अलग पदों के लिए संपर्क जीवन सूत्र प्राप्त करना संभव है। ध्यान दें कि क्रांतियों में जीवन को L=N/u द्वारा लोड चक्रों की संख्या से संबंधित किया जा सकता है, जहाँ u प्रति क्रांति लोड चक्रों की संख्या है, और दो वेइबुल ढलानों e=m की बहुत समानता को ध्यान में रखते हुए, यह असर में प्रासंगिक सतह थकान मॉडल है, और अंत में समीकरण (6) प्राप्त करता है।
यह एक असर जीवन मॉडल का आधार है जो सतही पदों को उपसतह पदों से स्पष्ट रूप से अलग करता है। वॉल्यूम इंटीग्रल द्वारा दर्शाए गए उपसतह पदों की गणना [14] की पारंपरिक हर्ट्ज रोलिंग संपर्क थकान विधि के अनुसार की जा सकती है।
क्षेत्र समाकल द्वारा प्रदर्शित सतही पदों में कई घर्षण घटनाएं शामिल हैं, जो नए जीवन सिद्धांत में रेसवे सतह के जीवन को अधिक सुसंगत तरीके से वर्णित करती हैं।
बेशक, नए मॉडल के विकास में अधिक उन्नत डेटा मॉडल की आवश्यकता है। वास्तव में, दो अधिक जटिल और विरोधाभासी उम्र बढ़ने के तंत्रों के बीच बातचीत का वर्णन करना आवश्यक है।
उदाहरण के लिए: i) सतह पर थकान के साथ-साथ हल्का घिसाव, ii) इंडेंटेशन क्षति का विकास, iii) ट्राइबोकेमिकल इंटरैक्शन, और कई अन्य कारक।
