Mikä vaikuttaa nivelliitosten kulumiseen?

Konevalmistajien täytyy huomioida monia tekijöitä ajan kuluessa tapahtuvan nivelliitosten kulumisen minimoimiseksi.

Nivelliitoksen kuluminen on helan, akselin ja korvakkeen kulumisen summa, johon vaikuttaa useita tekijöitä. Konevalmistajilla on paljon muotoiluvaihtoehtoja kulumiseen minimoimiseen, mutta loppukäyttäjällä vaihtoehtoja on vähemmän tämän halutessa optimoida käyttöajan ja
huoltokustannukset helposti ja edullisesti. Tässä kohtaa kuormitukselle,
nivelliitoksen koolle, nopeudelle ja liiketaajuudelle tai koneen käyttöympä ristölle voidaan harvoin tehdä mitään. Seuraavia kuitenkin voidaan muuttaa:

•  voitelun käyttö ja sen tapa
•  akselin ja helan materiaalin tyyppi, kovuus ja pinnoitus
•  akselin kiinnitys korvakkeisiin.

Mahdollisimman vähän taipumista

Nivelliitoksen kulumiseen eniten vaikuttava tekijä on pintapaine eli kuormitusalue suhteessa kuormitukseen/voimaan. Paineen ollessa riittävän korkea mikään mahdollinen voitelu, materiaali tai kovuus ei voi estää joko helan, akselin (tapin) tai korvakkeen pysyvää vaurioi tumista. Jos kuormitus pysyy samana mutta sen vaikutusalue pienenee, paine nousee. Nivelliitosta kuormitettaessa akseli (tappi) taipuu, vain hieman mutta tarpeeksi muuttamaan akselin/helan ja akselin/korvakkeen välistä kosketusaluetta. Kun nivelliitoksen kuormitus on pieni, kuormitus jakautuu laakerin ja korvakkeiden koko pituudelle. Kun akseli taipuu kuormituksen kasvaessa, alueet
muuttuvat ja paine nousee (kuva 2).

aineen muutos riippuu tapin kuormituksen, pituuden ja läpimitan lisäksi myös helan mekaanisista ominaisuuksista. Elastisempi hela auttaa jakamaan kuormitusta tiettyyn rajaan asti, minkä jälkeen se joko muuttuu plastiseksi (pysyväksi) vääntymäksi ja/tai voiman uudelleenjaoksi.

Akselin kiinnittämisen edut

kselin (tapin) taipuminen riippuu myös siitä, onko se kiinteä vai päistä irti. Perinteinen suora tappi, jota tukee vain korvakkeiden pohja, on löysässä tai taipuu kuin nivelellisesti tuettu palkki. Expander System (kuva 3) kiinnitetään
korvakkeisiin ja taipuu kuin kiinteästi tuettu palkki.

Kuormitustapauksesta riippuen kiinteästi tuettu akseli taipuu jopa viisi kertaa vähemmän kuin nivelellisesti tuettu samassa kuormituksessa (kuva 4).

Perinteinen suora tappi
Kuormitustapaus: Nivelelliset tuet
Asennuksessa tarvittavan välyksen vuoksi akselin päitä tukee vain pohja

Expander System
Kuormitustapaus: Kiinteät tuet
Laajentuvat holkit kiinnittävät akselin päät korvakkeisiin

Akselin päiden kiinnittäminen myös rajoittaa tapin vapaaksi säteittäiseksi liikkeeksi vain helan ja akselin välyksen. Tämä auttaa rajoittamaan massan kiihtymistä ja helaan ja tappiin kohdistuvia suuria iskuvoimia. Expander System poistaa korvakkeiden kulumisen ja vähentää holkkien/akselin kulumista.