Ако сте икада покушали да гурнете тешку кутију преко грубог пода, знате да је трење непријатељ глатког кретања. У машинама, то исто трење одузима снагу, ствара топлоту и хаба делове. Лежајеви су једноставно, али паметно решење за овај проблем.
Хајде да прођемо кроз то како они то заправо раде, различите типове на које ћете наићи и шта чини један лежај ефикаснијим од другог у борби против трења.
Прво, шта трење ради у вашој машини?
Једноставно речено, трење се дешава кад год се две површине померају једна наспрам друге. У мотору или мотору, то је обично између ротацијеосовинаи кућиште које га подржава. Неконтролисано трење доводи до:
· Потрошена енергија– ваша машина ради теже да савлада отпор.
· Нагомилавање топлоте– који може оштетити мазива и компоненте основе.
· Брзо хабање– брушење метала о метал никада се не завршава добро.
Основни трик: клизање против котрљања
Основни принцип је једноставан:трење котрљањаје много нижа одтрење клизања.
Замислите да гурнете ту исту тешку кутију. Ако га вучете (клизи), тешко је. Ако испод њега ставите сет ваљака или округлих шипки (ваљање), помера се много лакше.
Управо то ради лежај. У типичномкуглични лежај, прецизне{0}}брушене челичне кугле се котрљају измеђуунутрашња тркачка стаза(причвршћен за осовину) и анспољна стаза за трчање(фиксиран у кућишту). Оптерећење се преноси покретом котрљања, а не површинама које брусе једна поред друге. Танак филм одмазивозатим спречава да металне куглице стварно додирну стазе, додатно смањујући трење и одношење топлоте.
Породице главних лежајева: различити алати за различите послове
Није свим машинама потребно исто решење. Ево кратког водича за главне типове на које ћете наићи:
1. Котрљајни лежајеви (типови куглица и ваљака)
Ово је најчешћа породица. Они користеваљкасти елементи(лоптице или ваљци) у сендвичу између стаза за трчање. Одлични су у руковањурадијална оптерећења(управно на осовину) и, у зависности од дизајна,аксијална оптерећења(уз шахт). Наћи ћете их свуда од транспортних ваљака преко точкова аутомобила до мењача.
2. Клизни лежајеви (клизни лежајеви)
Ово су најједноставнији дизајн-само рукав (често се назива абусхинг) између осовине и кућишта. Ониучинитиослањају се на клизање, али слој уља под притиском раздваја површине. Невероватно су чврсти и могу да поднесу огромна оптерећења, због чега ћете их наћи у моторима (лежајеви клипњаче) и тешким машинама. Замјена-? Потребно им је стално снабдевање уљем-под високим притиском.
3. Флуид Беарингс
Ово подиже идеју „без контакта“ на следећи ниво. Они користе танак слој гаса под притиском (попут ваздуха) или течности да левитирају осовину. Нема физичког контакта, тако да је трење невероватно мало. Наћи ћете их у веома{3}}прецизним или великим{4}}опреминама као што су прецизне брусилице, чврсти дискови рачунара и нека медицинска опрема.
4. Магнетни лежајеви
Ово је високо{0}}технолошко решење. Електромагнети левитирају ротирајућу осовину, тако да буквално нема физичког контакта и уопште нема механичког трења. Користе се у најзахтевнијим апликацијама-мислим на велике-турбине велике брзине, компресоре природног гаса и складиштење енергије замајца. Они су сложени и захтевају системе контроле, али због чисте брзине и без хабања, не могу се надмашити.
Шта разликује доброг{0}}борца за трење од одличног?
Чак и унутар типа лежаја, неки су бољи у минимизирању трења од других. Ево шта инжењери подешавају:
· Материјали:Не ради се само о снази. Напредни материјали попутПТФЕили специјални полимери у кавезима смањују унутрашње трење клизања.Керамичке кугле(у хибридним лежајевима) су лакши и глаткији од челика, који смањује трење при великим брзинама.
· Унутрашња геометрија:Облик стаза за трчање, величина и број котрљајућих елемената идизајн кавезасве утиче на то како компоненте интерагују и колико се енергије губи на унутрашње трење.
· Подмазивање:Ово је неопевани херој. Правомазиво-било да се ради о уљу, масти или чак о чврстом филму-ствара тај критични слој за раздвајање. Инжењери чак раде на напредним премазима као што суграфенда бисте у будућности постигли „супер{0}}подмазивање“.
