Báo cáo người dùng - Bạc lót trơn bằng polymer trong hệ thống buồm của du thuyền: Chống nước biển, đàn hồi

• Yêu cầu: Bạc lót polymer iglidur J
• Tiêu chí: Chịu tải cơ khí cao, chống nước biển, chịu nhiệt và tia UV
• Ngành: Đóng tàu
• Thành công cho khách hàng: Vật liệu iglidur ổn định kích thước trong môi trường ẩm, chịu tải cơ khí cao và duy trì độ trơn khi buồm căng lực lớn.

Reckmann Yacht Equipment GmbH chuyên phát triển và sản xuất các hệ thống cuộn giảm diện tích buồm (reefing systems) giúp thu nhỏ diện tích buồm khi gặp gió mạnh. Công ty đã tạo được danh tiếng trong phân khúc cao cấp của ngành du thuyền với các hệ thống cuộn thủ công, điện và thủy lực. Công ty cũng triển khai các hệ thống đặc biệt mạnh mẽ cho tàu có chiều dài tới 66 mét, có khả năng cuộn các cánh buồm dài tới 90 mét.
Để đảm bảo hệ thống cuộn hoạt động ổn định trong mọi tình huống, thiết kế của hệ thống phải được tính toán cẩn thận. Điều này thể hiện rõ nhất ở top swivel – bộ phận nằm ở đầu trên cùng của hệ thống cuộn và giữ cánh buồm. Khi thủy thủ cuộn buồm, phần bên trong của top swivel phải chuyển động đồng bộ, trơn nhất có thể và không xảy ra hiện tượng stick-slip. Điều này đặt ra yêu cầu rất cao cho bạc lót cũng như toàn bộ kết cấu linh kiện. Ngoài ra, nước biển và khí hậu nhiệt đới – vốn rất khắc nghiệt với linh kiện – cũng tạo ra thách thức lớn cho kỹ sư thiết kế.
Quan trọng hơn cả là tải cơ khí cực lớn tác động lên các điểm bạc. Những du thuyền biển dài và tàu vòng quanh thế giới có buồm mũi với diện tích trên 1.000m². Để cuộn được diện tích này, mô-men xoắn lên đến 5.500Nm phải được tạo ra. Lực lớn như vậy đòi hỏi hệ thống truyền động sử dụng các động cơ thủy lực cực kỳ nhỏ gọn với áp suất vận hành 175 bar. Một phát triển mới mà Reckmann đang theo đuổi còn đặt yêu cầu cao hơn nữa cho hệ dẫn động: thay vì profile gắn buồm thông thường, công ty sử dụng dây căng carbon được tiền nén lên đến 65 tấn. Trong những điều kiện này, hệ truyền động và top swivel phải đảm bảo buồm luôn có thể cuộn và bung ra hoàn hảo trong mọi thời điểm.
Các yêu cầu khắt khe về tải trọng và độ tin cậy của các bộ truyền động khiến Reckmann phải tự sản xuất nhiều linh kiện – bao gồm cả vòng bi lăn. Các vòng bi này phải quay dưới tải và hấp thụ đồng thời lực dọc trục và lực hướng tâm rất lớn. Trước đây, mỗi điểm trục sử dụng một vòng bi lăn chịu lực dọc trục và một vòng bi lăn chịu lực hướng tâm.

Ngày nay, công ty sử dụng kết hợp vòng bi lăn và bạc lót trơn cho hệ thống cuộn: một vòng bi lăn trụ sẽ chịu lực dọc trục, còn hai bạc lót nhựa được gắn phía trước và phía sau vòng bi để chịu lực hướng tâm.
Reckmann tự sản xuất một số vòng bi lăn trụ bằng thép không gỉ vì không có sản phẩm tiêu chuẩn nào chịu được tải trọng và môi trường khắc nghiệt như yêu cầu. Ngược lại, bạc lót nhựa có thể sử dụng linh kiện tiêu chuẩn trong danh mục. Tại đây, công ty sử dụng bạc lót làm từ vật liệu iglidur J, đã được chứng minh độ tin cậy trong các điều kiện tải cao này.  
Vật liệu này đã chứng minh hiệu quả trong nhiều năm như một chuyên gia cho cả chuyển động nhanh và chậm nhờ hệ số ma sát rất tốt trong nhiều ứng dụng khác nhau. Ngoài ra – và đây cũng là tiêu chí quan trọng – vật liệu vẫn ổn định kích thước ngay cả trong môi trường ẩm ướt. Sau hàng loạt thử nghiệm nội bộ, Reckmann đã xác nhận kết quả và sử dụng bạc lót trơn trong hệ thống cuộn thủy lực của mình. Bạc lót đáp ứng hoàn hảo yêu cầu tải cơ khí cao. Thủy thủ có thể kiểm chứng độ trơn của hệ thống trong chế độ vận hành khẩn cấp bằng tay với tay quay winch: ngay cả khi buồm căng lực lớn hoặc sau thời gian dài không sử dụng, bạc lót vẫn xoay rất nhẹ nhàng ngay dưới tải đầy đủ.
Reckmann hài lòng đến mức tiếp tục sử dụng vật liệu này cho một thiết kế mới khác dành cho tàu lên tới 100 feet. Đây là khớp nối vạn năng của hệ thống cuộn với bộ truyền động điện hoặc thủy lực đặt dưới sàn. Hệ thống cuộn được lắp cố định bằng một mặt bích đặc biệt trên boong. Reckmann cũng sử dụng bạc lót polymer iglidur tại các trục chuyển động của cụm gimbal. Vì áp lực bề mặt tại đây rất lớn, bạc lót được kiểm thử trên máy kéo với tải lên đến 32 tấn khi lắp đặt. Và vẫn chưa dừng lại: một số siêu du thuyền hiện trong giai đoạn thiết kế thậm chí còn lớn hơn các mẫu trước đó. Do đó, Reckmann đang phát triển các hệ thống cuộn mới có tính thẩm mỹ hoàn hảo, dễ vận hành và chuyển động trơn tru dù chịu tải cực lớn. Tại đây, công ty tiếp tục sử dụng bạc lót chống mài mòn.