Qu'arriverait-il à l'équipement industriel s'il n'y avait pas de roulements auto-lubrifiants?

Imaginez que si l'essieu d'une voiture n'avait pas de lubrifiant, il fumerait et se décomposerait après avoir conduit pendant quelques kilomètres; Ou si les charnières d'une porte à la maison étaient rouillées et grinçaient chaque fois qu'elle a été ouverte et fermée - c'est "l'arthrite" du monde de la machine. Dans les usines, des milliers de roulements d'équipement sont comme les "joints" des machines. Une fois qu'ils ne sont pas correctement lubrifiés, l'efficacité sera au mieux réduite et même les accidents d'arrêt de production se produiront au pire.

Au cours de la dernière décennie, l'industrie s'est appuyée sur des lubrifiants traditionnels pour maintenir ces "articulations", mais les problèmes ont émergé les uns après les autres: l'entretien de remplissage d'huile provoque des arrêts fréquents d'équipement, la pollution des fuites d'huile rend le sol de l'atelier comme une bouteille d'huile renversée, et les lubrifiants deviendront inefficaces à haute température et à haute pression. Ce qui est plus gênant, c'est que dans des environnements extrêmes tels que l'espace et la mer profonde, les lubrifiants ne sont d'aucune utilité.

L'émergence de Roulements d'auto-lubrification équivaut à l'installation de "joints lubrifiés en permanence" sur les machines. Il intègre des lubrifiants solides en métal comme des "capsules d'énergie" pour libérer l'équipement de la dépendance à la lubrification externe. Cet article utilisera des cas réels pour révéler le type de situation difficile que l'usine tombera sans cette technologie - de brûler des dizaines de milliards de yuans de lubrifiants chaque année à un "vieillissement" prématuré et à la mise au rebut de l'équipement, et même à provoquer le manque de la possibilité de développement de la fabrication haut de gamme.

1. Coût des coûts de fonctionnement et de maintenance: réaction en chaîne causée par une défaillance de lubrification

Fréquence de maintenance manuelle a doublé

l Cas: Une certaine ligne d'estampage automobile utilise des roulements à manches en cuivre traditionnelles, qui doivent être arrêtées pour huiler deux fois par quart de travail (8 heures), prenant chaque fois 35 minutes, entraînant une perte de capacité de production quotidienne de 18%. Si les roulements d'auto-lubrification sont utilisés à la place, il peut fonctionner en continu pendant 72 heures sans maintenance.

l Données: Les statistiques de l'International Maintenance Association montrent que le coût de maintenance des roulements traditionnels représente 23% du coût total de l'équipement, soit 4,7 fois celui de la solution d'auto-lubrification.

La consommation de lubrifiants est hors de contrôle

l Consommation: un seul équipement d'extraction lourde consomme 3,5 tonnes d'huile de lubrification par an (d'une valeur de 12 000 $), tandis que les roulements d'auto-lubrification peuvent réduire le montant de 90%.

l Coûts associés: Le coût du traitement de la pollution du sol causée par la fuite des lubrifiants est aussi élevée que 85 $ / m² (données de l'Agence européenne de protection de l'environnement).

2. Effondrement de la fiabilité de l'équipement: mode de défaillance du changement quantitatif au changement qualitatif

La tolérance aux conditions de travail extrêmes baisse fortement

l Échec à haute température: lorsque le roulement de bielle d'un moteur à combustion interne est à 200 ° C, la viscosité de la baisse de l'huile de lubrification traditionnelle de 80%, et le taux d'usure augmente à 7 fois celui de la solution d'auto-lubrification.

l Abritlement à basse température: lorsque l'équipement de recherche scientifique polaire est à -50 ° C, la solidification de la graisse traditionnelle provoque une augmentation de 300% du couple de démarrage, tandis que le roulement auto-lubrifiant à base de mos₂ maintient toujours un coefficient de frottement de 0,08.

Le taux d'échec soudain monte en flèche

l Comparaison des données: lorsque la solution traditionnelle est utilisée pour les roulements d'arbre principaux d'éoliennes, la défaillance annuelle moyenne soudaine est 2,3 fois; Après être passé à une lubrification solide, il tombe à 0,2 fois (rapport DNV GL).

l Coût de défaillance: Un brouillage soudain des roulements à roulettes dans les aciéries peut provoquer l'arrêt de la ligne de production pendant 48 heures, avec des pertes directes supérieures à 1,5 million de dollars.

3. Le plafond du processus de production est solidifié: la mise à niveau de la technologie est entravée

La capacité de traitement à grande vitesse est limitée

l Goulot d'étranglement de vitesse: La vitesse maximale des roulements de roulement en acier traditionnelles est de 45 000 tr / min, tandis que les roulements d'auto-lubrification en céramique au nitrure de silicium peuvent atteindre 120 000 tr / min, ce qui augmente l'efficacité du forage de micro-trou de 400%.

l Dégradation de précision: Lorsqu'une broche de machine CNC n'a pas de technologie d'auto-lubrification, l'élévation de la température fait passer le runout axial de 2 μm à 8 μm et la précision de traitement baisse de 3 niveaux.

Nouveau dilemme de traitement des matériaux

l Cas: Lors de l'estampillation des matériaux composites en fibre de carbone, le lubrifiant traditionnel résiduel fait baisser la résistance au cisaillement interlaminaire de 27%, tandis que les roulements de lubrification solide réalisent zéro la pollution.

l Données: La durée de vie des moules de casting en alliage en aluminium est passé de 150 000 moules à 40 000 moules en raison d'une mauvaise lubrification (données de production de Tesla).

4. Les risques environnementaux et de sécurité augmentent de façon exponentielle

La pollution industrielle augmente

l Émissions de COV: Lorsque la machine à moulage par injection utilise une lubrification à l'huile minérale, une seule unité émet 1,2 kg de benzène par an, tandis que la solution d'auto-lubrification n'atteint aucune émission (données de test EPA).

l Pollution des métaux lourds: la précipitation de plomb des roulements en alliage Babbitt basé sur le plomb atteint 0,15 mg / L, ce qui est 300 fois plus élevé que la norme d'eau potable.

Risques d'incendie et d'explosion

l Cas: Une usine chimique a explosé en raison de l'allumage de la vapeur d'huile lubrifiante, entraînant une perte de 23 millions de dollars. Les roulements d'auto-lubrification peuvent éliminer ces risques.

l Données: Parmi les incendies dans l'équipement de raffinage de pétrole, 31% sont causés par des systèmes de lubrification (statistiques NFPA).

5 . Déclin structurel de la compétitivité industrielle

Analyse comparative des technologies alternatives

Roulements traditionnels lubrifiés à l'huile

l Inconvénients: échec sous vide / haute température ( ＞ 200 ℃), les coûts de maintenance représentent 35% du coût du cycle de vie de l'équipement

l Cas: En raison de l'évaporation de l'huile de lubrification, la durée de vie originale du bras robotique de la station spatiale internationale n'était que de 2 ans, mais elle a été étendue à 15 ans après que le roulement d'auto-lubrification a été utilisé

Solution de lubrification de graisse

l Limites: L'élimination centrifuge des graisses se produit lorsque la vitesse dépasse la valeur de 500 000 DN (diamètre de l'arbre mm × rpm de vitesse), tandis que les roulements auto-lubrifiants peuvent résister à 3 millions de données DN

l Données: Une fois que le roulement du moteur de traction à grande vitesse a été transféré en lubrification solide, la vitesse de fonctionnement maximale est passée de 250 km / h à 380 km / h

Leçons historiques et avertissements futurs

l Accident nucléaire de Fukushima au Japon: défaillance du système de lubrification causée par le tsunami est l'une des principales causes de la fusion centrale. Si des roulements auto-lubrifiants résistants à l'eau sont utilisés, plus de temps de refroidissement peut être gagné

l Boeing 787 Fire de la batterie: L'enquête montre que l'accumulation de graisse volatiles dans les espaces confinés est un facteur qui prend en charge la combustion. Après être passé à une lubrification solide, le taux de défaillance du même type est réduit à zéro

Conclusion: Écart de génération technologique irréversible

Le système industriel sans roulements auto-lubrifiants tombera dans la «dépendance à la lubrification» - consommant 280 millions de tonnes de charbon standard par an (données de l'AIE), perdant définitivement 15-25 points de pourcentage dans l'efficacité globale de l'équipement (OEE) et perdant le billet d'entrée dans des domaines de fabrication haut de gamme tels que la nouvelle énergie et l'aérospatiale. Ce n'est pas seulement une question de sélection des itinéraires techniques, mais aussi une division des capacités de base qui détermine si un pays peut participer à la quatrième révolution industrielle.