טבעות בקרת שמן למדחס: טכנולוגיית ליבה לניהול יעיל של שימון

טבעות בקרת שמן מדחס

תפקידי ליבה ואתגרים תפעוליים

טבעות בקרת שמן פועלות כ"מטהרות דם" במדחסי בוכנה, ומבצעות שתי משימות קריטיות:

  1. דיוק גירוד שמןמסיר עודפי שמן (שכבה ≤3 מיקרומטר) מדפנות הצילינדר במהלך תנועת הבוכנה כלפי מטה כדי למנוע זיהום (תכולת שמן ISO 8573-1 ≤0.1 מ"ג/מ"ק).
  2. בקרת איטוםשומר על שכבת שמן של 0.8-1.5 מיקרומטר במהלך מהלך עלייה, ומפחית את אובדן כוח החיכוך ב-15-20%.

אתגרי תנאים קיצוניים:

  • רעידות ציריות (כוח צדדי של >500N)
  • פירוק תרמי (180–220 מעלות צלזיוס בשלב 2)
  • קורוזיה של אמולסיה חומצית (שמן + מעובה)

מהפכת חומרים: ננו-PTFE מרוכב

נֶכֶס ברזל יצוק + כרום ננו-PTFE מרוכב הַשׁבָּחָה
מקדם החיכוך 0.12–0.18 0.04–0.07 ↓65%
בקרת שכבת שמן ±2.5 מיקרומטר ±0.8 מיקרומטר ↑72%
טמפרטורה מקסימלית 150°C (כשל ציפוי) 260 מעלות צלזיוס ↑73%
התנגדות כוח צדדית דורש עובי של >1.5 מ"מ עיצוב דופן דקה של 0.8 מ"מ משקל ↓40%

חידושים חומריים:

  • בסיס: PTFE + 25% סיבי פחמן (מודול ↑ עד 5.2 GPa)
  • סיכה: ננו-גיליונות MoS₂ (80 ננומטר)
  • נגד קורוזיה: ציפוי FFKM לשוליים (עמיד ב-pH 2–12)

אופטימיזציה מבנית: טכנולוגיית קצה כפולה עם גרדיאנט

  1. קצוות כפולים אסימטריים:
    • קצה עליון: שיפוע שלילי של 5°, לחץ מגע של 0.3MPa →גירוד יעיל
    • קצה תחתון: שיפוע חיובי של 12°, 0.08MPa →פיזור שמן אחיד
  2. תעלות ניקוז:
    • חורי מיקרו חרוטים בלייזר (Φ0.3mm×120) → ניקוז מהיר פי 3
    • חריצים מעוקלים R=0.05 מ"מ (עיבוד EDM) → מונעים אצירת שמן

נתוני ביצועים (מדחס בורגי 55 קילוואט)

פָּרָמֶטֶר טבעת מסורתית טבעת ננו-PTFE תוֹעֶלֶת
צריכת נפט 18 גרם/שעה 5 גרם/שעה חוסך 67,000 ין לשנה*
אובדן כוח חיכוך 8.2 קילוואט 6.5 קילוואט ↓21% אנרגיה
נשיאת שמן 0.8 מ"ג/מ"ק 0.06 מ"ג/מ"ק תואם לתקן Class 0
מרווח תחזוקה 4,000 שעות 12,000 שעות ↓65% עלות עבודה

8,000 שעות פעולה בשנה; חשמל 0.8 ין/קוט"ש; חומר סיכה 150 ין/ק"ג


יישומי תעשייה

  1. מדחסים ללא שמןעומד בדרישות Class 0 ללא מפרידי שמן (-30% משקל).
    מארז: תכולת שמן לגנרטור O₂ רפואי: 0.5ppm → 0.01ppm.
  2. מדחסי H₂ 35MPaמבחן 5,000 שעות עבר בהצלחה (ללא שבירות מימן).
  3. מדחסים VFD במהירות גבוההתומך במהירות בוכנה של >6 מטר/שנייה (לעומת מגבלה של 4 מטר/שנייה).

הנחיות תחזוקה

ספי כישלון:

פָּרָמֶטֶר טווח תקין מגבלת החלפה שיטת בדיקה
מרווח רדיאלי 0.1–0.3 מ"מ >0.6 מ"מ מד תחושה
עיוות פנים ≤0.02 מ"מ >0.1 מ"מ אופטי שטוח
רדיוס קצה (Ra) 0.2 מיקרומטר >1.6 מיקרומטר פרופילומטר

הַתקָנָה:

  • הרכבה קריוגנית (-40°C עם LN₂)
  • יישור תפר 120°±5' (יישור לייזר)

טכנולוגיה מהדור הבא:

  • טבעות חכמות עם חיישנים פיזואלקטריים (ניטור שכבת שמן ±0.1 מיקרומטר)
  • ציפויים בעלי ריפוי עצמי (מיקרו-קפסולות של חומר סיכה פלואורי)

זמן פרסום: 17 ביולי 2025