Автономные децентрализованные подшипники: когда не нужны ни смазки, ни сепаратор
Потребность в смазывании – один из самых больших минусов подшипников качения. К сожалению, керамические и гибридные опоры пока еще не могут заменить металлические детали и смазка остается жизненно важной необходимостью для узлов, вращающихся с большими скоростями и работающими с высокими нагрузками. Японские инженеры из компании Coo Space не один год работали над решением этой проблемы и, похоже, нашли способ полностью отказаться от смазки подшипников, без ущерба для их эффективности и надежности.
Проблема трения между шариками решена
Изобретатели из Coo Space взялись за разработку шарикового несмазываемого подшипника, так как детали со сферическими телами качения пока являются в мире наиболее ходовыми. Известно, что трение в опорах качения, где нет сепараторов, всегда выше, так как шарики трутся не только о дорожки, но и друг об друга. Сепаратор разделяет элементы, не давая им соприкасаться, но при этом сам создает внутри узла дополнительные пары трения, а кроме этого делает изделие массивнее, сложнее в производстве, а значит и дороже. В любом случае смазка необходима подшипнику для борьбы со статическим и динамическим трением.
Японцы задумались о решении проблемы контакта между шариками. Они здраво рассудили, что если удастся найти способ разделять тела качения без применения сепараторов, то можно будет обойтись и без смазки. Путем компьютерного моделирования процессов качения в подшипнике было найдено необычное решение задачи. Во внешнем кольце, на дорожке, создают специальные углубления, ограничивающие скорость шариков. После прохождения выемки тело качения снова ускоряется и так до следующего углубления.
В стандартном подшипнике шарик опирается одной точкой о поверхность. Но благодаря выемке, элемент получает опорные точки еще и на краях, что снижает его скорость перемещения внутри детали. Это относится ко всем шарикам, поэтому при работе подшипника все они работают в одном ритме, то замедляясь, то ускоряясь. Это дает им возможность избежать соприкосновения, а значит — исключает трение между ними. Такой инновационный подшипник не нуждается ни в сепараторах, ни в смазке и работает также хорошо как и обычный.
Перспективы использования новых подшипников
Технология, созданная конструкторами японской фирмы, была запатентована и получила название Autonomus Decentralized Bearing – автономные децентрализованные подшипники. Изобретение помогает решить проблему больших, тяжелонагруженных подшипников, которые не изготавливают на базе твердосмазочных технологий. Если ранее опоры качения без смазки можно было использовать, в основном, в бытовой технике, приборостроении и аэрокосмической отрасли, то благодаря изобретению децентрализованных автономных узлов подшипники без смазки можно будет применять в наиболее тяжелых областях, например, в машиностроении, металлургии и горнодобывающей отрасли.
Перспективны несмазываемые опоры и там, где валы вращаются с большими скоростями. Системы смазки для опор в автомобилестроении, авиации и энергетике занимают немало места, потребляют энергию и обходятся недешево как в производстве, так и в обслуживании. Применение автономных децентрализованных подшипников позволит отказаться от смазочного оборудования, что сделает многие узлы и агрегаты более компактными и менее зависимыми от качества обслуживания.
Разработка специалистов компании Coo Space заинтересовала потребителей в десятках стран мира. На адрес фирмы почти ежедневно приходят запросы на поставку новых деталей. Но японцы не торопятся пускать разработку в серийное производство, так как хотят прежде убедиться, что их изобретение не имеет скрытых изъянов. Сейчас компания испытывает более десяти прототипов децентрализованных подшипников, проводя тесты на долговечность, стойкость к экстремальным нагрузкам и внешним негативным факторам. Поэтому пока сказать точно, когда мы увидим подшипники нового поколения в продаже, не может никто.
