Dacă ați încercat vreodată să glisați o cutie grea pe o podea accidentată, știți că frecarea este inamicul mișcării line. În mașini, aceeași frecare fură puterea, creează căldură și uzează piesele. Rulmenții sunt soluția simplă, dar inteligentă la această problemă.
Să vedem cum o fac de fapt, diferitele tipuri pe care le veți întâlni și ce face ca un rulment să fie mai eficient decât altul în combaterea frecării.
În primul rând, ce face frecarea în mașina dvs.?
Mai simplu spus, frecarea are loc ori de câte ori două suprafețe se mișcă una împotriva celeilalte. Într-un motor sau un motor, asta este de obicei între o rotațiearborelesi carcasa care o sustine. Frecarea necontrolată duce la:
· Energie irosită– mașina dumneavoastră lucrează mai mult pentru a depăși rezistența.
· Acumularea de căldură– care poate deteriora lubrifianții și deformarea componentelor.
· Uzură rapidă– șlefuirea metalului împotriva metalului nu se termină niciodată bine.
Trucul de bază: alunecare vs
Principiul fundamental este simplu:frecare de rulareeste mult mai mică decâtfrecare de alunecare.
Gândește-te să împingi aceeași cutie grea. Dacă îl tragi (glisând), e greu. Dacă puneți un set de role sau bare rotunde sub el (rulare), se mișcă mult mai ușor.
Exact asta face un rulment. Într-un mod tipicrulment cu bile, bile de oțel-măcinate de precizie se rostogolesc între ancalea interioară(atașat la arbore) și ancalea de rulare exterioară(fixat în carcasă). Sarcina este transportată de mișcarea de rulare, nu de suprafețele care se măcina una pe lângă cealaltă. O peliculă subțire delubrifiantapoi împiedică bilele metalice să atingă efectiv canalele de rulare, reducând și mai mult frecarea și eliminând căldura.
Principalele familii de rulmenți: instrumente diferite pentru locuri de muncă diferite
Nu toate mașinile au nevoie de aceeași soluție. Iată un ghid rapid pentru principalele tipuri cu care te vei întâlni:
1. Rulmenți pentru elemente de rulare (tipuri cu bile și role)
Aceasta este cea mai comună familie. Ei folosescelemente de rulare(bile sau role) cuprinse între piste de rulare. Sunt excelente la manipularesarcini radiale(perpendicular pe arbore) și, în funcție de proiectare,sarcini axiale(de-a lungul axului). Le veți găsi peste tot, de la role transportoare la roți de mașină la cutii de viteze.
2. Lagăre simple (lagăre de alunecare)
Acestea sunt cele mai simple design-doar un manșon (numit adesea abucșă) între arbore și carcasă. Eidose bazează pe alunecare, dar o peliculă de ulei sub presiune separă suprafețele. Sunt incredibil de dure și pot face față sarcinilor masive, motiv pentru care le veți găsi în motoare (lagăre de biele) și în utilaje grele. Schimb-? Au nevoie de o alimentare constantă cu ulei de-înaltă presiune.
3. Rulmenți fluidi
Acestea duc ideea „fără contact” la nivelul următor. Ei folosesc un strat subțire de gaz sub presiune (cum ar fi aerul) sau lichid pentru a levita arborele. Nu există niciun contact fizic, așa că frecarea este incredibil de scăzută. Le veți găsi în echipamente de-precizie foarte mare sau de viteză-înaltă, cum ar fi polizoare de precizie, hard disk-uri de computer și unele echipamente medicale.
4. Rulmenti magnetici
Aceasta este soluția-de înaltă tehnologie. Electromagneții levitază arborele rotativ, deci nu există literalmente niciun contact fizic și nicio frecare mecanică. Sunt folosite în cele mai solicitante aplicații-gândiți-vă la turbinele de-viteză mare, compresoarele cu gaz natural și stocarea energiei la volantă. Sunt complexe și necesită sisteme de control, dar pentru viteză pură și fără uzură, nu pot fi învinși.
Ce separă un bun luptător cu frecare-de unul grozav?
Chiar și într-un tip de rulment, unii sunt mai buni la minimizarea frecării decât alții. Iată ce modifică inginerii:
· Materiale:Nu este vorba doar de putere. Materiale avansate precumPTFEsau polimerii speciali din cuști reduc frecarea de alunecare în interior.Bile ceramice(la rulmenții hibridi) sunt mai ușoare și mai netede decât oțelul, ceea ce reduce frecarea la viteze mari.
· Geometrie internă:Forma pistelor de rulare, dimensiunea și numărul de elemente de rulare șidesign cuștitoate influențează modul în care componentele interacționează și cât de multă energie se pierde din cauza frecării interne.
· Lubrifiere:Acesta este eroul necunoscut. Dreaptalubrifiant-fie că este vorba de ulei, grăsime sau chiar de o peliculă solidă-creează acel strat de separare esențial. Inginerii chiar lucrează la acoperiri avansate, cum ar figrafenpentru a obține „super-lubricitate” în viitor.
