Обычный подшипник
Японские инженеры из компании Coo Space придумали, как можно снизить трение в подшипниках качения и избавиться от необходимости периодически их смазывать. Им удалось исключить из конструкции сепаратор путём нехитрых модификаций внешнего кольца подшипника.
Подшипники качения изобрели очень давно. Ошибочно первый опыт использования тел качения для уменьшения трения приписывают древним египтянам. На самом деле, самый ранний экземпляр подшипника относится к римскому вращающемуся столу, датируемому 40 годом до Н.Э. Леонардо Да Винчи (куда же без него) использовал их в чертежах своего вертолёта около 1500 года. А первый вариант подшипников с сепаратором предложил в 17-м веке Галилей.
Сейчас подшипники можно найти в подавляющем большинстве механизмов. От роликов и велосипеда до мотоцикла, от автомобиля до вертолёта, от жёстких дисков до вентиляторов. Лучшего способа снизить трение вращения пока не придумали – если не считать экзотической, сложной и дорогой магнитной подвески.
Шарики между кольцами обычного подшипника используются для того, чтобы снизить трение между движущимися частями. Но если использовать шарики без сепаратора, они будут догонять и тереться друг об друга, что наоборот приведёт к повышенному трению. А сепаратор тоже вносит свою лепту в сопротивление качению. В результате, любые подшипники требуют смазки, а редкие подшипники без сепараторов ограничены в скорости вращения ввиду повышенного истирания.
Однажды японские изобретатели налили себе крепкого зелёного чаю и задумались. Если проблема только в том, что шарики трутся друг об друга, нельзя ли сделать так, чтоб они не встречались? Оказалось – можно.
Принцип действия
Если сделать во внешнем кольце углубления, то шарики, проходя эти выемки, будут замедляться, а затем – ускоряться. В результате такого «рваного» ритма шарики не догоняют и не трутся друг об друга. И такой конструкции не требуется ни сепаратор, ни смазка. Назвали её Autonomus Decentralized Bearing (автономные децентрализованные подшипники).
И кружит, и кружит, и кружит
Пока компания успешно делает прототипы и уже получает заказы с разных концов света на свои чудо-подшипники. Снижение трения на порядок и устранение необходимости периодического обслуживания увеличит энергоэффективность и снизит себестоимость будущих механизмов.
Комментарии (43)
Calvrack
23.05.2015 20:20+23Вот эта картинка с одним подшипником который крутится долго, и вторым который нет — полная маркетинговая чушь. Вымойте смазку из второго и он будет так же крутится. Для нормального сравнения его надо проводить под нагрузкой. А под нагрузкой подшипник без смазки быстро будет отдавать концы.
padre62
23.05.2015 22:13+15японцы об этом не знают, наверное отошлю им Ваш коментарий
erlyvideo
24.05.2015 09:14+2вам на видео показали абсолютно сухой подшипник, который умрет через час.
Подшипник со смазкой никогда не вращается с такой легкостью.
Mad__Max
24.05.2015 20:14+1Смысл этого подшипника как раз в том, чтобы он работал без смазки. Поэтому и показывают его «сухим», а обычный со смазкой (т.к. обычный без нее не может долго работать).
И такие подшипники уже давно существуют, только до этого не умели их делать большими под большие нагрузки — а так например часть подшипников(полностью шариковых) в вентиляторах кулеров работают «на сухую» и ни за какой час не умирают — срок службы десятки тысяч часов на хороших оборотах.
Тут якобы смогли повторить тоже самое для крупных подшипников и серьезных нагрузок. А правда это или нет — посмотрим…
fshp
24.05.2015 23:21+1Как бы то ни было, если подшипники и в правду хороши, то их будут закупать (или лицензировать) крупные производители. А тут уже маркетингом не отделаешься — подшипник протестируют на все, на что только возможно на оборудовании закупщика.
vanxant
23.05.2015 22:18+10Я чет был уверен, что смазка в механизмах нужна для защиты соприкасающихся деталей, которые царапают друг друга в месте касания (и, в частности, уменьшения трения скольжения, но в подшипниках качения это не главное).
И чет мне кажется, что под серъезными вибронагрузками, да еще без масла, все эти канавки быстро раздолбает.zapimir
25.05.2015 11:15+3Вот что за привычка вечно находить какие-то условия, в которых по мнению комментатора всё загнется? И на этом основании делать вывод, что девайс туфта. То про Теслу кричат, что она при -40, а еще лучше -50 ездить не будет. Тут подшипники не правильные. Формула-1 тоже по болоту не ездит, и что теперь?
Подшипники бывают разные, и для разных условия. Даже если этот вариант совсем не держит вибраций, он вполне найдет свою нишу.
Greteon
23.05.2015 23:07+13В очередной раз в очередной рекламе смазанный и не смазанный подшипник крутят для сравнения. Это успех!
Mad__Max
24.05.2015 20:23+1Смысл этого подшипника как раз в том, что он может работать без смазки.
Поэтому и показывают его «сухим», а обычный показывают со смазкой, т.к. обычный без нее просто не может долго работать.
Т.е. если исходная заявление (о способности длительной работы без смазки) правдивое и подкреплено соответствующими испытаниями под нагрузкой и на больших оборотах, то тогда и сравнение смазанного против не смазанного вполне корректное.
А вот верно ли исходное утверждение про возможность работать без смазки и при этом не слишком быстро изнашиваться — это как раз интересный вопрос от которого успех таких подшипников и будет зависеть.
de1m
24.05.2015 00:22+1Может немного глупый вопрос. У меня в роликах стоят керамические подшибники, в чём у них проблема? Почему их не используют?
У меня они тоже не смазаны ничем и вроде под дождём тоже могу ездить.
VBKesha
24.05.2015 01:18По моему сказка не только за уменьшение трения отвечает, а ещё и за антикорозийные свойства. Как они с этим бороться собираются?
И как эти подшипники к ударным нагрузкам будут относится?
saga111a
24.05.2015 09:50Смазка не позволяет металлам трущимся при повышенной нагрузке «свариваться» вместе. Ударная энергия рассеивается лучше. Тут просто подшипник без одной «лишней» детали и больше похоже на маркетинговую чушь. Новость из рода — «Дизайнер разработал».
Kano
24.05.2015 10:33+5Все отлично придумали. Подшибник работает без смазки, но его нужно будет часто менять, а это значит неиссякаемый поток заказов.
dr1v3
24.05.2015 10:52+2Японцы изобрели насыпной подшипник в корпусе от промподшипника. Плавали, знаем. Такой подшипник будет долго работать без смазки только при очень и очень высоком качестве изготовления и из соответствующих материалов. Поверхности соприкосновения должны быть буквально зеркальные.
Gothician
24.05.2015 21:28Ребят, ну это же утка.
Если шарики одного диаметра, они проходят по выступу, а на них опирается внешнее кольцо, подумайте: как они будут проходить сужение и где в остальных местах будет опора.
Кроме того, если бы каким-то образом можно было убрать сепаратор в обычном подшипнике и при этом шарики не соприкасались, то все равно было бы трение — шарики не идеально одинаковые, поверхности колец не идеальные.
izobr
24.05.2015 22:12+1А вы заметили, что все подшипники на видео врашаются горизонтально? Похоже эти чудо-ямки пока не побеждают гравитацию. Также я подозреваю, что в любом реальном механизме они успешно заровняются слоем грязи примерно через пол часа. А так, да, идея красивая.
И ещё я в детстве думал — зачем нужно это дополнительное кольцо, почему просто всё шариками бе зазора не заполнить? И понял, что тогда подшипник будет тупо не собрать. Так, что может трение неразделённых шариков это вообще миф. Может подшипник без смазки и без ямок также крутиться будет. Вообще не хватает замеров — в каких версиях подшипника какие потери. Думаю в большинстве случаев бессмысленно коэффициент трения 0.01 (или сколько он там обычно?) уменьшать до 0.001.DarkByte
27.05.2015 11:17+1Помнится в детстве доводилось несколько раз разбирать и собирать велосипед, так вот там использовались разборные подшипники, т.е. между двумя вращающимися деталями велосипеда вставлялся подшипник представляющий набор шариков скреплённых вместе сепаратором. Так вот в случае недостаточной затяжки этих деталей, сепаратор мог повредиться или разрушиться, и в целом не обязательно в таком случае было покупать новый подшипник, достаточно было солидолом зафиксировать шарики в нужном месте и прижать детали, пока шарики не разбежались. Конечно это костыль и некоторые неудобства при последующей разборке, но оно собиралось и работало.
Ostan
30.05.2015 10:37Я до этого ещё в детстве додумался на примере своего велосипеда. Всегда выбрасывал сепаратор и укладывал в канавку шарики один к одному на солидоле. Но в узлах велосипеда не подшипник, а конусно-прижимная система, поэтому можно так собрать — из одних шариков.
И да, вид подшипников описанных в статье могут работать только горизонтально иначе просто могут совпасть закладные канавки — внешняя и внутренняя и шарики высыпятся.
DarkByte
27.05.2015 11:25Не совсем понял момент с замедлением шариков. Если один шарик замедляется, то остальные в этот момент его догоняют и подталкивают, затем он ускоряется и догнав более медленные шарики ударяется о них?
Gothician
27.05.2015 11:29Показано, что с горки передние шарики уходят вперед. Но почему-то никто не стал показывать, как в горку задние догоняют передние.
AllexIn
Разве выемки не будут испытывать повышенное нагрузки и в итоге быстро истираться?
0x3f00
Японец рассказывает, что традиционно шарик опирается на одну точку, а в выемке шарик опирается на края выемки в двух точках по меньшему радиусу — и отсюда уменьшение скорости.
AllexIn
Так. и? Выемки все равно повышенную нагрузку испытывают.
Sequd
Вы умнее японских инженеров?
AllexIn
Вполне возможно. А вы?
Gothician
Инженеры инженерам рознь.