Laakerointi

[valurauta]

Avataanpa tällainen yleinen ketju erilaisia laakerointeihin liittyviä kysymyksiä varten. Ei taida olla ihan yksi tai kaksi värkkiä, jotka ovat lakanneet toimimasta laakeroinnin petettyä.

Miten pitkään laakerien voi odottaa kestävän ihan luontaisesti, miten laakerit suunnitellaan ja mitoitetaan oikein, miten laakerointi ryssitään, miten käyttäjä voi turmella laakeroinnin, jne? Onko laakeroinnin toimivuudelle hyviä mittareita?

Esimerkkinä hyvästä laakerointisuorituksesta "Tallennus"-ryhmään postattu case 7200 rpm kovalevystä, joka on käynyt yli 43000 tuntia eli vajaat 20 miljardia kierrosta. Onko muita sovelluksia, joissa päästään samalle hehtaarille tai yli jollain kriteerillä?

 

[Jyrgen]

Pikaisen googlettelun perusteella kovalevyjä on valmistettu liuku- ja vierintälaakeroinneilla..

Ainakin yksi perusperiaate vierintälaakerien mitoitukseen dynaamisella kuormalla:
Nimellinen kestoikä [miljoonaa kierrosta] = (Dynaaminen kantoluku [laakerille ilmoitettu] / Yhdistetty dynaaminen kuormitus)^kestoikäkerroin [eri esim. rulla- ja kuulalaakereille]
(http://www.skf.com/uk/products/bear...on-rating-life/bearing-rating-life/index.html)

Liukulaakeroinnissa (ainakin hydrodynaamisella) vaikuttaa käyntivälykset, voiteluaineen viskositeetti, pintapaineet, Sommarfieldin luku ja varmaan vielä muutakin. Näiden suunnittelusta eikä kestoiästä ei ole itsellä sen tarkempaa tietoa.

Paljon tietysti yleisesti vaikuttaa laakerin puhtaanapito/-säilyminen ja oikeanlainen voitelu. Kovalevyjen tilanteessahan suljettu tila pysyy puhtaana, eikä elinikää lyhentäviä roskia pääse laakeriin. Ilman sen kummempia laskelmia tuo 20 miljardia kierrosta on hyvin mahdollinen elinikä. Ymmärsin ylläolevan kaavankin kertovan, että 90% laakereista tulisi kestää tuo aika. Tarkempaan laskentaan on sitten tarjolla monimutkaisempaa laajennettua kestoikälaskelmaa, mihin pitää jo tietää olosuhteet hieman tarkemmin.

Sain johonkin koulutehtävään hieman isommillekin laakereille ja kuormille laskettua reilun 60 000 h kestoiän.

 

[Hyrava]

Omien kokemuksien perusteella tuo 43000h ei edes ole mikään ihmeellinen tulos, eihän se ole kuin noin 5v. Itselläkin on jo useampiakin kiintolevyjä jotka ovat pyörineet vähintäänkin tuon 5v verran käytännössä 24/7. Yksikin levy kesti vuoden 2006 syksystä vuoden 2014 kesään asti kunnes jäi eläkkeelle vieläkin toimivana. Tuo levy oli pysähdyksissä arviolta yhteensä vuorokauden verran tuona aikana erinäisten sähkökatkojen ja koneen siirtelyn takia.

Itseasiassa oikeastaan ihmettelen miten joillakin noita levyjä hajoilee koko ajan kun omien kokemusten perusteella nuo toimivat vuosikausia. Tosin, monet jotka valittelevat hajoamisista käyttävät kaikenlaisia spindown-tiloja ja sammuttelevat koneita vähintäänkin päivittäin ja juuri tuo sammuttelu tuntuu rasittavan noita levyjä.

 

[8540]

Laakeri nyt pääasiassa kestää sen mihin se on suunniteltu. Tuo 20 miljardia kierrosta ei mielestäni ihmeellinen luku ole. Se on ihan sama missä se laakeri on, jos se vain on mitoitettu kestämään. Ei kovalevy mikään ultimaattinen laakerinasennuspaikka ole.

Jyrgenin kaavalla lasketaan tosiaan vierintälaakerien kierroslukukesto, ja saatu tulos on ns. L10 luku, eli tulokseksi saadun tuloksen mukaisella kierroslukumäärällä 10% identtisistä laakereista on hajonnut. Jyrgenin mainitsema kestoikäkerroin on 3 kuulalaakereille ja 10/3 rullalaakereille.

Liukulaakerien suunnittelu on huomattavasti hankalempaa hommaa enkä itse sitä ole ikinä oppinut. Vaatii hieman syvempää tribologian osaamista. Ammattilaisilta olen kuullut että hyvin suunniteltu liukulaakeri kestää pitempään ja toimii pienemmällä vastuksella kuin vierintälaakeri. Paino sanalla hyvin suunniteltu. Tällä tarkoitan siis nimenomaan tuota hydrodynaamista, en muovi- tai muitakaan holkkilaakereita.

Sen itsekkin tiedän kuitenkin hydrodynaamisista että öljynpaine ei mitään kannattele vaan pyörivä kappale kehittää tämän öljykalvon kierrosnopeudellaan, jossa kappale sitten tavallaan kelluu. Paineella vain varmistetaan että sitä öljyä tulee riittävästi. Tarkkaa fysiikkaa en tiedä, miten tämä kaikki tapahtuu. Siksi en osaakkaan moisia mitoitella.

Käyttäjä tuhoaa laakeroinnin esimerkiksi liiallisella kuormalla, puuttellisella voitelulla tai väärällä asenuksella. Esimerkiksi akselissa oleva kierous aiheuttaa valtavia kuormapiikkejä laakerointiin. Tai jos kappale, joka laakeroidaan, ei ole tasapainotettu huolella. Ei niinkään tietokoneissa, mutta autoissa etenkin käyttäjillä unohtuu välillä voiteluaineet kokonaan laakeroitavista kohteista. Ei ehkä huomata että esim. vaihteistosta on öljyt karanneet. Asennuksessa taasen on yleisiä virheitä esimerkiksi että painetaan laakeri paikalleen vierintäelementtien kautta. Eli vaikka akseliin asentaessa laakeri painetaan paikalleen ulkokoolista, jolloin kaikki se voima menee vierintäelementtien läpi, mikä on käytännössä poikkeuksetta suurempi voima kuin mitä se kestää. Täten laakeri on valmiiksi rikki jo asennettaessa. Tai laakeria asentaessa sisään pääsee hiekanjyviä tai muuta kivaa.

 

[Mävaan]

Muusta en tiedä mutta kuumuus on kovalevyjen vihollinen ja sitten se käyttäjä.