Dlaczego tuleje się luzują?

Zużycie mechaniczne prowadzi do zwiększenia luzu

W układach mechanicznych tuleje zazwyczaj przenoszą obciążenia osiowe lub promieniowe. Z biegiem czasu pomiędzy metalowymi powierzchniami tulei a współpracującym wałem (lub otworem) występuje tarcie i zużycie, powodując rozszerzenie i poluzowanie pierwotnie ciasnego pasowania.

Zużycie otworu wewnętrznego

Jest to jedna z najczęstszych przyczyn. Kiedy wał obraca się w tulei, otwór wewnętrzny zużywa się na skutek tarcia, złego smarowania lub przeciążenia, co skutkuje zwiększoną średnicą wewnętrzną. Wał następnie chwieje się w tulei, tracąc wsparcie.

Zużycie średnicy zewnętrznej

Na pasowanie pomiędzy tuleją a otworem montażowym mogą również wpływać obciążenia wibracyjne lub udarowe, powodujące zużycie średnicy zewnętrznej i zmniejszenie średnicy zewnętrznej. Prowadzi to do poluzowania się lub chybotania tulei w otworze.

Praca przy dużym obciążeniu

W warunkach dużego obciążenia lub obciążenia udarowego (np. w sprzęcie górniczym i maszynach metalurgicznych) naprężenia na tulei zwiększają się, przyspieszając zużycie i powodując szybszy wzrost luzu.

Rozszerzalność i kurczenie się cieplne prowadzące do zmian wymiarowych

Tuleje wytwarzają ciepło podczas pracy lub podlegają wpływom zmian temperatury zewnętrznej. Właściwości rozszerzalności cieplnej i kurczenia się materiałów metalowych powodują zmiany wymiarowe, wpływając w ten sposób na szczelność pasowania.

Rozszerzalność cieplna

Gdy temperatura tulei wzrasta (np. w uszczelnieniu wału rufowego statku), mosiężna tuleja rozszerza się. Jeśli rozszerzalność cieplna jest nadmierna, może spowodować odkształcenie pasowania pomiędzy tuleją a wałem lub otworem, tworząc szczeliny.

Cykl termiczny

Pod wpływem ekstremalnych zmian temperatury (np. w głowicach odwiertów w zakładach naftowych i gazowych) tuleja ulega powtarzającej się rozszerzalności i skurczowi termicznemu, co prowadzi do zmęczenia materiału i powoduje deformację lub poluzowanie współpracujących powierzchni.

Złe smarowanie prowadzące do tarcia na sucho

Normalna praca tulei wymaga wystarczającej ilości smaru, aby zmniejszyć tarcie. Jeśli układ smarowania ulegnie awarii, tuleja ulegnie przyspieszonemu zużyciu na skutek tarcia suchego, co prowadzi do uszkodzenia i poluzowania współpracujących powierzchni.

Zablokowanie rowków oleju smarowego

Tuleje są zwykle zaprojektowane z rowkami lub otworami na olej smarujący. Jeśli zostaną one zablokowane przez kurz, wióry metalowe lub zanieczyszczenia, smar nie będzie mógł przedostać się do środka, co spowoduje nierównomierne smarowanie.

Wyczerpanie tłuszczu

Długotrwała eksploatacja może prowadzić do odparowania lub wycieku smaru, co skutkuje wyczerpaniem się smaru. Powoduje to bezpośredni kontakt powierzchni metalowych, generując tarcie suche i powodując szybkie poluzowanie powierzchni ścieralnych.

Czynniki projektowe i instalacyjne

Oprócz zużycia podczas użytkowania, specyfikacje konstrukcyjne tulei, precyzja wykonania i procedury montażu mogą również powodować poluzowanie.

Niewłaściwy wybór specyfikacji

Jeśli specyfikacje tulei (rozmiar, klasa wytrzymałości) nie odpowiadają rzeczywistemu obciążeniu roboczemu, przeciążenie doprowadzi do przedwczesnego zużycia i poluzowania.

Niewłaściwa instalacja

Jeśli tuleja podczas montażu zostanie poddana uderzeniom, uderzeniom lub nadmiernemu dociskowi, może to spowodować deformację współpracujących powierzchni (np. eliptykę). Zbyt duże lub zbyt małe otwory montażowe mogą również powodować poluzowanie podczas pracy.

Długotrwałe wibracje i uderzenia

W środowiskach o częstych wibracjach, takich jak pojazdy transportowe lub statki, ciągłe wibracje mechaniczne i obciążenia udarowe mogą powodować poluzowanie gwintów tulei lub współpracujących części.