Освоение трения: ключевые принципы проектирования и производительности подшипников

Когда-либо вы легко скользили на катоке? Или скользили по деревянному полу в носках? Если нет, вам определенно нужно. Если да, вы испытали экзиллерацию невесомости, которая исходит от низкого трения. Хотя важная сила в нашем материальном мире, трение может вызывать проблемы, особенно в машинах.

Воздушные компрессоры устраняют это, используя подшипники для смягчения трения в процессе сжатия, но не все подшипники созданы равными. Сегодня мы посмотрим на преимущества и недостатки трех типов подшипников, обычно используемых в компрессорах. Прежде чем начать, давайте возьмем момент, чтобы посмотреть на физику трения.

Что такое трение?

Согласно словарю Merriam-Webster, трение — это «сила, сопротивляющаяся относительному движению между двумя телами в контакте». Существует два типа трения: статическое трение и кинетическое трение. Статическое трение — это сила, необходимая для инициации движения между двумя стационарными объектами. Кинетическое трение — сила сопротивления между двумя движущимися объектами.

Статическое трение больше кинетического трения. Подумайте о попытке толкнуть тяжелый ящик через пол. Вам нужно приложить больше силы для инициации движения, чем для поддержания движения ящика.

При определении трения между двумя объектами, пара факторов должны быть рассмотрены. Коэффициент трения определяет, насколько хорошо объекты цепляются друг за друга (у каждого объекта свой коэффициент), и нормальная сила давит объекты вместе. Крутящий момент и сцепление вступают в игру, когда один из движущихся объектов — вращающееся колесо.

Высокие количества трения могут генерировать тепло и изнашивать объекты. Попробуйте потереть руки вместе и вы сразу почувствуете теплее. Тот же принцип верен для деталей в компрессоре. По мере того как они непрерывно трутся друг о друга и создают тепло, они изнашиваются быстрее, чем они бы с меньшим трением. К счастью, элементы как подшипники предлагают меньше трения воздушным компрессорам, позволяя им работать быстрее без износа.

Типы подшипников

Существует три основных типа подшипников, используемых в компрессорах, каждый со своими преимуществами и недостатками.

Ролликовый подшипник

Ролликовые подшипники обычно являются наименее дорогим типом подшипника. Они имеют радиальные нагрузки, означающие, что нагрузка действует под прямым углом к оси вращения подшипника. Ролликовые подшипники имеют тенденцию к долгой продолжительности жизни и являются одним из самых ранних известных дизайнов подшипников.

Конический ролликовый подшипник

Конические ролликовые подшипники — тип ролликовых подшипников с конической формой. Они часто дороже ролликовых подшипников, но могут обрабатывать как радиальные, так и осевые нагрузки. Осевая нагрузка оказывает силу параллельно оси вращения. Потому что конические ролликовые подшипники могут выдерживать обе силы нагрузки умеренно хорошо, они имеют тенденцию изнашиваться быстрее, чем ролликовые подшипники.

Шаровые подшипники

Шаровые подшипники — самый дорогой тип подшипника. Они могут обрабатывать как радиальные, так и осевые нагрузки, и они высоконадежны. Существует много типов шаровых подшипников, включая углового контакта, осевые и глубокошаровые.

В следующий раз, когда вы будете кататься на коньках или просто скользить по дому в носках, рассмотрите физику за весельем. Хотя низкое трение может быть приятным, оно также позволяет вашей машине работать более эффективно на протяжении всей ее жизни.

Какой вид подшипника использует ваш компрессор? Дайте нам знать ваше предпочтение в комментариях ниже.