اگر تا به حال سعی کرده اید یک جعبه سنگین را روی یک کف ناهموار بکشید، می دانید که اصطکاک دشمن حرکت صاف است. در ماشین آلات، همان اصطکاک برق را از بین می برد، گرما ایجاد می کند و قطعات را فرسوده می کند. بلبرینگ ها راه حل ساده اما هوشمندانه ای برای این مشکل هستند.
بیایید به نحوه انجام آنها، انواع مختلفی که با آنها برخورد میکنید، و اینکه چه چیزی یکی از یاتاقانها را در مقابله با اصطکاک مؤثرتر از دیگری میکند، توضیح میدهیم.
اول، اصطکاک در دستگاه شما چه می کند؟
به زبان ساده، اصطکاک زمانی اتفاق می افتد که دو سطح روی هم حرکت کنند. در یک موتور یا یک موتور، معمولاً بین چرخش استشفتو مسکنی که از آن پشتیبانی می کند. اصطکاک کنترل نشده منجر به موارد زیر می شود:
· انرژی هدر رفته- دستگاه شما برای غلبه بر مقاومت سخت تر کار می کند.
· تجمع گرما- که می تواند به روان کننده ها و اجزای تاب خوردگی آسیب برساند.
· سایش سریع- سنگ زنی فلز در برابر فلز هرگز به خوبی ختم نمی شود.
ترفند اصلی: لغزش در مقابل رولینگ
اصل اساسی ساده است:اصطکاک غلتشیبسیار کمتر ازاصطکاک لغزشی.
به فشار دادن همان جعبه سنگین فکر کنید. اگر آن را بکشید (لغزنده)، سخت است. اگر مجموعه ای از غلتک ها یا میله های گرد را زیر آن قرار دهید (غلتان)، حرکت آن بسیار راحت تر است.
این دقیقاً همان کاری است که یک بلبرینگ انجام می دهد. در یک معمولیبلبرینگ، توپهای فولادی دقیق-در بین یک غلت میخورندراه آهن داخلی(به شفت متصل است) و یکراه آهن بیرونی(در مسکن ثابت شده است). بار توسط حرکت غلتشی حمل می شود، نه توسط سطوحی که از کنار یکدیگر آسیاب می شوند. یک فیلم نازک ازروان کنندهسپس از تماس توپ های فلزی با مسیرهای مسابقه جلوگیری می کند و اصطکاک را بیشتر کاهش می دهد و گرما را از بین می برد.
خانواده باربری اصلی: ابزارهای مختلف برای مشاغل مختلف
همه ماشین ها به راه حل یکسانی نیاز ندارند. در اینجا یک راهنمای سریع برای انواع اصلی که با آنها مواجه خواهید شد آورده شده است:
1. بلبرینگ عناصر غلتکی (انواع توپ و غلتک)
این رایج ترین خانواده است. استفاده می کنندعناصر نورد(توپ ها یا غلتک ها) که بین مسیرهای مسابقه قرار می گیرند. آنها در هندلینگ عالی هستندبارهای شعاعی(عمود بر محور) و بسته به طرح،بارهای محوری(در امتداد شفت). آنها را در همه جا از غلطک نوار نقاله گرفته تا چرخ خودرو و جعبه دنده پیدا خواهید کرد.
2. بلبرینگ ساده (بلبرینگ کشویی)
اینها سادهترین طرحها-فقط یک آستین هستند (اغلب به نام aبوش زدن) بین شفت و محفظه. آنهاانجام دهیدبر روی لغزش تکیه کنید، اما یک لایه روغن تحت فشار سطوح را جدا می کند. آنها فوق العاده سخت هستند و می توانند بارهای سنگین را تحمل کنند، به همین دلیل است که آنها را در موتورها (بلبرینگ های شاتون) و ماشین آلات سنگین پیدا خواهید کرد. مبادله-معامله؟ آنها به یک منبع ثابت-روغن با فشار بالا نیاز دارند.
3. بلبرینگ سیال
اینها ایده «بدون تماس» را به سطح بعدی می برد. آنها از یک لایه نازک گاز تحت فشار (مانند هوا) یا مایع برای معلق کردن شفت استفاده می کنند. تماس فیزیکی صفر است، بنابراین اصطکاک فوق العاده کم است. آنها را در تجهیزات-دقیق یا سرعت بالا{4}} مانند آسیاب های دقیق، هارد دیسک های رایانه و برخی تجهیزات پزشکی خواهید یافت.
4. بلبرینگ مغناطیسی
این راه حل با{0}فناوری پیشرفته است. الکترومغناطیس ها شفت دوار را معلق می کنند، بنابراین به معنای واقعی کلمه هیچ تماس فیزیکی و اصطکاک مکانیکی وجود ندارد. آنها در سختترین کاربردها استفاده میشوند-توربینهای با سرعت بالا-، کمپرسورهای گاز طبیعی، و ذخیرهسازی انرژی چرخ فلایویل. آنها پیچیده هستند و به سیستم های کنترلی نیاز دارند، اما برای سرعت خالص و بدون سایش، نمی توان آنها را شکست داد.
چه چیزی یک اصطکاک خوب- را از یک جنگنده عالی جدا می کند؟
حتی در یک نوع یاتاقان، برخی در به حداقل رساندن اصطکاک بهتر از سایرین هستند. این چیزی است که مهندسان در حال اصلاح هستند:
· مواد:این فقط در مورد قدرت نیست. مواد پیشرفته مانندPTFEیا پلیمرهای ویژه در قفس ها اصطکاک لغزشی را در داخل کاهش می دهند.توپ های سرامیکی(در یاتاقان های هیبریدی) سبک تر و نرم تر از فولاد هستند که اصطکاک را در سرعت های بالا کاهش می دهد.
· هندسه داخلی:شکل مسیرهای مسابقه، اندازه و تعداد عناصر نورد، وطراحی قفسهمه بر نحوه تعامل اجزا و میزان انرژی از دست رفته در اصطکاک داخلی تأثیر میگذارند.
· روغن کاری:این قهرمان گمنام است. حقروان کننده-چه روغن باشد، چه گریس یا حتی یک لایه جامد-این لایه جداکننده حیاتی را ایجاد میکند. مهندسان حتی در حال کار بر روی پوشش های پیشرفته مانندگرافنبرای دستیابی به "فوق-روغنی" در آینده.
