Wysokie temperatury

Skutki wysokich temperatur

Kolejnym czynnikiem wymagającym specjalnych rozwiązań konstrukcyjnych są bardzo wysokie temperatury. Jeżeli urządzenia elektryczne i mechaniczne, które dodatkowo nagrzewają się na skutek przepływu prądu oraz tarcia, pracują w takich warunkach, można się spodziewać m.in. problemów z ich wydajnością i chłodzeniem. Nadmierne ciepło powoduje też rozszerzanie się i mięknięcie materiałów, z których wykonano ich podzespoły oraz obudowy. Zmieniają się również właściwości substancji pomocniczych (chłodzących, smarujących), zapewniających ich prawidłowe funkcjonowanie. Przykład komponentów, których niedostosowanie do takich warunków ma poważne negatywne konsekwencje, to łożyska.

W ich przypadku można się spodziewać różnych problemów skracających ich żywotność. Jednym z nich jest niewystarczające smarowanie, spowodowane tym, że w podwyższonej temperaturze smary oraz oleje stają się bardzo rzadkie. Rozrzedzony środek smarny, szczególnie w połączeniu z niskimi prędkościami obrotowymi, zwiększa tarcie w łożysku. Oprócz szybszego zużycia, towarzyszy temu również hałas.

Następny problem to skrócona żywotność smaru w wysokich temperaturach. To z kolei powoduje konieczność częstszego dosmarowywania łożysk. Poza tym, że jest to czasochłonne i kosztowne, zwiększa ryzyko przepełnienia. To z kolei grozi zanieczyszczeniem procesu nadmiarem smaru – jest to szczególnie niepożądane w produkcji żywności, leków, układów elektronicznych czy na liniach lakierowania / malowania, a nawet jego zapaleniem się. Oprócz tego w takich warunkach stary smar pozostawiony w łożyskach może się zwęglić, blokując je.

W wysokich temperaturach trzeba się poza tym liczyć z utratą wewnętrznego luzu łożysk. Wynika to stąd, że gdy temperatura rośnie, metal się rozszerza. Niekontrolowana utrata wewnętrznego luzu może w konsekwencji prowadzić do zatarcia łożysk.

Łożyska do wysokich temperatur

Wymienić można wiele przykładów stanowisk na liniach technologicznych w różnych branżach, gdzie łożyska są narażone na wysokie temperatury. Są to m.in.: sekcje suszenia w obrębie linii lakierniczych oraz malarskich, piece piekarnicze w zakładach spożywczych czy stanowiska chłodzenia na liniach walcowania. Sprawdzą się tam łożyska wysokotemperaturowe.

W tego typu komponentach m.in. stosuje się środki smarne na bazie grafitu. Zapewniają one smarowanie nawet w wysokich temperaturach i przy niskich prędkościach, eliminując ryzyko kontaktu metal-metal. Oprócz tego inaczej niż smary i oleje, nie starzeją się i nie tracą swoich właściwości smarnych nawet w temperaturach sięgających +400°C. Nie trzeba ich zatem często dosmarowywać.

Poza tym są zaprojektowane z zachowaniem zapasu luzu wewnętrznego, który umożliwia utrzymanie jego minimum nawet w podwyższonej temperaturze. Zapobiega to zacieraniu się łożysk i zapewnia długi czas pracy.

Problemy przez nasłonecznienie

Źródłem ciepła może być nie tylko sam proces, ale również otoczenie. Na spowodowany tym wzrost temperatury są m.in. narażone urządzenia elektryczne instalowane poza budynkami. W przypadku montażu na zewnątrz są one bowiem wystawione na bezpośrednie działanie promieni słonecznych. Przy silnym nasłonecznieniu ciepło przekazywane tą drogą kumuluje się z tym, które pochodzi od komponentów wewnętrznych. W zależności od warunków klimatycznych w miejscu instalacji może to powodować wzrost temperatury znacznie powyżej dopuszczalnego progu.

Do przegrzewania się obudów próbuje się nie dopuszczać różnymi sposobami. Przykładowo wyposaża się je w termostaty używane do sterowania wentylatorem oraz grzejnikami w celu utrzymania stałej temperatury w dzień i w nocy. Dodatkowo pozwala to, poza obniżeniem temperatury w ciągu dnia, na uniknięcie kondensacji w nocy dzięki ogrzewaniu obudowy.

Inne rozwiązania to: zamontowanie urządzenia w miejscu mniej nasłonecznionym lub jego zasłonięcie specjalną osłoną. Naprzeciw potrzebom w tym zakresie wychodzą też producenci obudów.

Jak uniknąć przegrzewania obudów?

Przede wszystkim, ponieważ kolor obudowy ma bezpośredni wpływ na ilość pochłanianego promieniowania słonecznego, oferują je przeważnie w jasnych kolorach, silniej je odbijających niż te ciemniejsze. Oprócz tego dostępne są obudowy w wersjach door-over-door, w których obudowa właściwa jest umieszczona w zewnętrznej, dodatkowej obudowie. Dzięki temu ta wewnętrzna nie jest wystawiona na bezpośrednie działanie promieniowania słonecznego. Konstrukcja ta ma także taką zaletę, że zewnętrza osłona stanowi dodatkową barierę do pokonania dla osób, które nie powinny mieć dostępu do urządzeń wewnątrz.

Silne nasłonecznienie jest problemem nie tylko ze względu na silniejsze nagrzewanie się. Ponadto, na przykład w panelach operatorskich w maszynach budowlanych i tych używanych w pracach leśnych, pogarsza czytelność wyświetlacza. By temu zapobiec, ich ekrany pokrywa się powłoką antyodblaskową.