Автономные децентрализованные подшипники

Автономные децентрализованные подшипники

Смазка для подшипников качения является гарантией их длительной эксплуатации и блестящего выполнения ими своих основных функций – снижения трения между соприкасающимися друг с другом поверхностями деталей во вращающихся механизмах. Она смягчает удары, предупреждает нагревание до высоких температур, препятствует попаданию мусора и пыли, защищает от коррозии и снижает шум при работе. Необходимость использования смазки в большом количестве и ее периодическая замена – это один из недостатков подшипников качения, которые в наши дни используются повсеместно. Это связано с тем, что присутствующие в их конструкции металлические детали до сих пор не могут быть заменены керамическими и гибридными опорами, поэтому смазка до сих пор необходима для сборочных узлов, работающих под высокой нагрузкой на большой скорости. Над данной проблемой работают ученые из исследовательских лабораторий всего мира. Совсем недавно японские изобретатели нашли способ отказаться от использования смазки для подшипников без снижения их надежности и эффективности. Более подробно об этом далее в нашей статье.

Как решили проблему трения между шарами качения?

Разработка шарикового несмазываемого подшипника идет полным ходом. Ею занимаются инженеры из японской компании Coo Space. Необходимость в этом возникла по причине повышенного спроса на сборочные узлы со сферическими телами качения, которые используются во многих вращающихся механизмах.

Плотный контакт между телами качения обусловлен отсутствием сепараторов, который их разделяет, предупреждая соприкосновение при вращении. Из-за этой конструктивной особенности опоры качения трутся и о дорожки, и друг о друга. Наличие сепаратора усложняет конструкцию сборочного узла, делает его массивнее и дороже. Даже при его наличии подшипнику необходима смазка для снижения статического и динамического трения.

Для исключения необходимости в смазке требуется исключить контакт между шарами качения, не используя сепараторов и прочих схожих с ними конструктивных элементов. На выручку японским изобретателям пришло компьютерное моделирование, которое позволило найти нестандартное решение. Им стало создание специальных углублений на внешнем кольце и на дорожке для ограничения скорости шаров качения. В месте углубления они чуть приостанавливались, а потом снова ускорялись до следующей выемки.

Конструкция стандартного подшипника качения предполагает одну опорную точку шара. Наличие выемки обеспечит еще 2 опорные точки по краям. Это снизит скорость перемещения шаров качения – они будут работать в одном ритме, периодически замедляться, а затем ускоряться. Это позволит избежать их соприкосновения друг с другом и исключит трение. Инновационный подшипник, имеющий подобную конструкцию, не будет нуждаться ни в смазке, ни в сепараторах. При этом работать он будет, как обычный.

Перспективы применения инновационных подшипников

Данная технология, разработанная японскими изобретателями, уже запатентована. Новые инновационные подшипники назвали Autonomus Decentralized Bearing (автономные децентрализованные подшипники).

Наиболее перспективных направлением их использования в ближайшем будущем выступает модернизация тяжелонагруженных больших подшипников, которые по состоянию на сегодняшний день пока еще не изготавливаются с использованием твердосмазочных технологий. Безсмазочная конструкция позволит устанавливать подшипники качения не только в бытовую технику, приборы и оборудование для аэрокосмической отрасли, но и применять их в тяжелых промышленных отраслях, к примеру – в металлургии, машиностроении, горном деле.

Кроме того, несмазываемые подшипники будут востребованы во вращающихся на высокой скорости валах. Необходимость в смазке сборочных узлов значительно увеличивает себестоимость готовой продукции в авиации, автомобилестроении, судостроении, энергетике и т.д. Смазочное оборудование занимает много места и активно потребляет энергию. Отказ от него сделает узлы и агрегаты с вращающимися механизмами более легкими и компактными, менее зависимыми от регулярного обслуживания и более доступными по цене.

Данная разработка заинтересовала потребителей подшипниковой продукции из разных стран мира, которые тут же начали отправлять в компанию Coo Space запросы на поставку инновационных децентрализованных подшипников, не требующих смазки. Однако эти сборочные узлы пока еще находятся в стадии разработки, то есть не запущены в серийное производство. В настоящий момент проходят испытания на определение срока службы, устойчивости к высоким нагрузкам и прочим негативным факторам. Когда автономные децентрализованные подшипники появятся в продаже, пока неизвестно.


К списку статей
Читайте также