Mengapa sebagian besar mesin pertambangan memilih bantalan gelinding daripada bantalan geser?

Sebagai komponen yang sangat penting dan tak tergantikan dalam produk mekanik, bantalan memainkan peran penting dalam menopang poros yang berputar. Berdasarkan sifat gesekan yang berbeda pada bantalan, bantalan dibagi menjadi bantalan gesekan gelinding (disebut sebagai bantalan gelinding) dan bantalan gesekan geser (disebut sebagai bantalan geser). Kedua jenis bantalan ini memiliki karakteristik struktur yang berbeda, dan masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan dalam kinerja.

Perbandingan antara bantalan gelinding dan bantalan polos

1. Perbandingan struktur dan mode pergerakan

Perbedaan paling mencolok antara bantalan gelinding danbantalan polosadalah ada atau tidaknya elemen-elemen yang menggelinding.

Bantalan gelinding memiliki elemen gelinding (bola, rol silinder, rol tirus, rol jarum) yang mengandalkan putarannya untuk menopang poros yang berputar, sehingga bagian kontak adalah sebuah titik, dan semakin banyak elemen gelinding, semakin banyak titik kontak.

Bantalan polostidak memiliki elemen penggulir dan mengandalkan permukaan yang halus untuk menopang poros yang berputar, sehingga bagian yang bersentuhan adalah permukaan.

 

Perbedaan struktur keduanya menentukan bahwa mode pergerakan bantalan gelinding adalah menggelinding, dan mode pergerakan bantalan geser adalah meluncur, sehingga kondisi gesekannya sangat berbeda.

 

2. Perbandingan daya tampung

Secara umum, karena area kontak yang besar pada bantalan geser, kapasitas bebannya umumnya lebih tinggi daripada bantalan gelinding, dan kemampuan bantalan gelinding untuk menahan beban benturan tidak tinggi, tetapi bantalan yang sepenuhnya dilumasi cairan dapat menahan beban benturan yang besar karena peran peredaman dan penyerapan getaran akibat lapisan oli pelumas. Ketika kecepatan putaran tinggi, gaya sentrifugal elemen gelinding pada bantalan gelinding meningkat, dan kapasitas bebannya berkurang (cenderung terjadi kebisingan pada kecepatan tinggi). Dalam kasus bantalan polos dinamis, kapasitas bebannya meningkat seiring dengan peningkatan kecepatan.

 

3. Perbandingan koefisien gesekan dan hambatan gesekan awal

Dalam kondisi kerja normal, koefisien gesekan bantalan gelinding lebih rendah daripada bantalan polos, dan nilainya lebih stabil. Pelumasan bantalan geser mudah dipengaruhi oleh faktor eksternal seperti kecepatan dan getaran, dan koefisien gesekannya sangat bervariasi.

 

Pada saat mulai beroperasi, hambatan gesekan lebih besar daripada bantalan gelinding karena bantalan geser belum membentuk lapisan oli yang stabil, tetapi hambatan gesekan awal dan koefisien gesekan kerja bantalan geser hidrostatik sangat kecil.

 

4. Perbandingan kecepatan kerja yang berlaku

Karena keterbatasan gaya sentrifugal elemen gelinding dan kenaikan suhu bantalan, kecepatan bantalan gelinding tidak dapat terlalu tinggi, dan umumnya cocok untuk kondisi kerja kecepatan menengah dan rendah. Bantalan pelumasan cair tidak sempurna, karena pemanasan dan keausan bantalan, kecepatan kerjanya tidak boleh terlalu tinggi. Kinerja kecepatan tinggi bantalan pelumasan cair penuh sangat baik, terutama ketika bantalan polos hidrostatis dilumasi dengan udara, dan kecepatan putarannya dapat mencapai 100.000 r/min.

 

5. Perbandingan kehilangan daya

Karena koefisien gesekan bantalan gelinding yang kecil, kehilangan daya umumnya tidak besar, yaitu lebih rendah daripada bantalan pelumasan cair tidak sempurna, tetapi akan meningkat secara dramatis ketika dilumasi dan dipasang dengan benar. Kehilangan daya gesekan bantalan pelumasan cair sempurna rendah, tetapi untuk bantalan polos hidrostatis, total kehilangan daya mungkin lebih tinggi daripada bantalan polos hidrostatis karena kehilangan daya pompa oli.

 

6. Perbandingan masa pakai

Karena pengaruh pengikisan material dan kelelahan, bantalan gelinding umumnya dirancang untuk masa pakai 5~10 tahun, atau diganti selama perbaikan. Bantalan pelumas cair tidak sempurna mengalami keausan parah dan perlu diganti secara berkala. Masa pakai bantalan pelumas cair sempurna secara teoritis tidak terbatas, tetapi dalam praktiknya kegagalan kelelahan material bantalan dapat terjadi karena siklus tegangan, terutama untuk bantalan polos dinamis.

 

7. Perbandingan akurasi rotasi

Bantalan gelinding umumnya memiliki akurasi putaran yang tinggi karena celah radial yang kecil. Bantalan yang dilumasi cairan secara tidak sempurna berada dalam kondisi pelumasan batas atau pelumasan campuran, dan pengoperasiannya tidak stabil, keausannya serius, dan akurasinya rendah. Karena adanya lapisan oli, bantalan yang dilumasi cairan sepenuhnya meredam dan menyerap getaran dengan akurasi tinggi. Bantalan polos hidrostatis memiliki akurasi putaran yang lebih tinggi.

 

8. Perbandingan aspek lainnya

Bantalan gelinding menggunakan oli, gemuk, atau pelumas padat, jumlahnya sangat sedikit, jumlahnya besar pada kecepatan tinggi, kebersihan oli harus tinggi, sehingga perlu disegel, tetapi bantalan mudah diganti, dan umumnya tidak perlu memperbaiki poros. Untuk bantalan polos, selain bantalan pelumasan cair yang tidak sempurna, pelumas umumnya berupa cairan atau gas, jumlahnya sangat besar, persyaratan kebersihan oli juga sangat tinggi, bantalan perlu sering diganti, dan terkadang poros perlu diperbaiki.

 

Pemilihan bantalan gelinding dan bantalan polos

Karena kondisi kerja aktual yang kompleks dan beragam, tidak ada standar terpadu untuk pemilihan bantalan gelinding dan bantalan geser. Karena koefisien gesekan yang kecil, hambatan awal yang kecil, sensitivitas, efisiensi tinggi, dan standarisasi, bantalan gelinding memiliki kemampuan pertukaran dan fleksibilitas yang sangat baik, serta mudah digunakan, dilumasi, dan dirawat, dan umumnya diprioritaskan dalam pemilihan, sehingga banyak digunakan pada mesin umum. Bantalan polos sendiri memiliki beberapa keunggulan unik, yang umumnya digunakan pada beberapa kesempatan di mana bantalan gelinding tidak dapat digunakan, tidak nyaman, atau tanpa keunggulan, seperti pada kesempatan berikut:

 

1. Ukuran ruang radial terbatas, atau instalasi harus dibagi.

Karena adanya cincin dalam, cincin luar, elemen gelinding, dan sangkar dalam strukturnya, ukuran radial bantalan gelinding besar, dan aplikasinya terbatas sampai batas tertentu. Bantalan gelinding jarum tersedia ketika dimensi radial sangat ketat, dan jika perlu, bantalan polos dibutuhkan. Untuk bagian-bagian yang sulit dipasangi bantalan, atau tidak dapat dipasang dari arah aksial, atau di mana bagian-bagian harus dipisahkan menjadi beberapa bagian, bantalan polos terpisah digunakan.

 

2. Kesempatan dengan presisi tinggi

Ketika bantalan yang digunakan memiliki persyaratan presisi tinggi, bantalan geser umumnya dipilih, karena lapisan oli pelumas pada bantalan geser dapat meredam getaran, dan ketika akurasi sangat tinggi, hanya bantalan geser hidrostatik yang dapat dipilih. Untuk mesin gerinda presisi dan presisi tinggi, berbagai instrumen presisi, dll., bantalan geser banyak digunakan.

 

3. Situasi dengan beban berat

Bantalan gelinding, baik bantalan bola maupun bantalan rol, rentan terhadap panas dan kelelahan dalam situasi beban berat. Oleh karena itu, ketika bebannya besar, bantalan geser lebih banyak digunakan, seperti pada pabrik penggilingan, turbin uap, aksesori mesin pesawat terbang, dan mesin pertambangan.

 

4. Kesempatan lainnya

Sebagai contoh, jika kecepatan kerja sangat tinggi, guncangan dan getaran sangat besar, dan perlu bekerja di dalam air atau media korosif, dll., maka bantalan geser juga dapat dipilih secara tepat.

 

Untuk jenis mesin dan peralatan tertentu, penggunaan bantalan gelinding dan bantalan geser masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri, dan harus dipilih secara rasional sesuai dengan proyek yang sebenarnya. Di masa lalu, penghancur berukuran besar dan menengah umumnya menggunakan bantalan geser cor dengan babbitt, karena dapat menahan beban benturan yang besar, dan lebih tahan aus serta stabil. Penghancur rahang kecil sebagian besar menggunakan bantalan gelinding, yang memiliki efisiensi transmisi tinggi, lebih sensitif, dan mudah dirawat. Dengan peningkatan tingkat teknologi pembuatan bantalan gelinding, sebagian besar penghancur rahang besar juga menggunakan bantalan gelinding.