Новости
все новостиНАШ ОПРОС
Подшипники качения и скольжения обычно смазываются различными маслами, которые при утечке загрязняют окружающую среду. Институт механики материалов им. Фраунгофера (Fraunhofer IWM) разработал инновационный метод, который позволит смазывать подшипники скольжения не маслами, а водой.
По оценкам Института механики материалов им. Фраунгофера, только в Германии ежегодно используется около 1 млн. тонн смазочного материала. В Росси эта цифра достигает 2.5 млн. тонн. Производство, применение и утилизация смазочных масел являются тяжким бременем для окружающей среды.
Внедрение смазок на водной основе значительно улучшит защиту окружающей среды. Но до сих пор главным препятствием был тот факт, что металлические детали корродируют при контакте с водой. Для решения этой проблемы рабочей группе Fraunhofer IWM во Фрайбурге удалось разработать особую конструкцию подшипника скольжения, который может смазываться водой со специальными присадками.
Подшипник скольжения состоит из нескольких слоев: внешнего кольца-гильзы, слоя алюминия и внутреннего кольца, которое контактирует с валом. Ноу-хау заключается в том, что во внутреннем кольце есть небольшой канал, который пропускает воду между вращающимся валом и внешним алюминиевым слоем. Это прямое соединение имеет решающее значение в электрохимическом процессе, происходящем при контакте стали и алюминия.
Превращение воды в смазочный материал
Исследователи Fraunhofer используют электрохимическую реакцию между алюминием в подшипнике скольжения и сталью в валу, чтобы превратить воду в смазочный материал на основе ионной жидкости, содержащей катионы и анионы.
Эти ионы накапливаются на внутренней стороне внутреннего металлического кольца и образуют защитный слой, по которому может скользить вал.
Исследовательская группа уже продемонстрировала жизнеспособность процесса и в настоящее ищет партнеров, с которыми они планируют дальнейшую оптимизацию ионных жидкостей.
Более эффективные электродвигатели
Исследователи утверждают, что ионно-водная смесь не только безвредна для окружающей среды, но и помогает сделать подшипники скольжения более эффективными, так как она менее вязкая, чем масло. Кроме того, снижается коррозия стальных поверхностей.
Специалисты Fraunhofer IWM разработали также новый трибометр, способный контролировать значения износа металла и трения непосредственно на подшипнике скольжения во время работы.
До настоящего времени измерять износ подшипника можно было только путем разборки подшипника перед оценкой и измерением поверхностей. Новый трибометр позволяет измерять износ на месте, не только облегчая разработку возможных смазок на водной основе, но и непрерывно контролировать состояние подшипников.
Новое применение знакомого принципа в катодной защите от коррозии
Водная смазка в подшипниках скольжения с гальванической связью, разработанная Fraunhofer IWM, является новым применением давно известного принципа: активной катодной защиты от коррозии. Эта технология предотвращает коррозию металлов, которые вступают в контакт с водой. В водную среду вводится «жертвенный» анод, который медленно растворяется, испуская в процессе ионы в жидкость и создавая небольшой поток электронов к защищаемому металлу, действуя как катод. Затем на поверхности металла образуется отрицательно заряженный защитный слой, предотвращающий трибокоррозию. Это связано с тем, что положительно заряженные катионы из ионной жидкости или водной смазки накапливаются на этой отрицательно заряженной поверхности.