Калькулятор лінійної швидкості підшипника

Що таке лінійна швидкість підшипника?

Лінійна швидкість підшипника — це швидкість руху точки на поверхні підшипника відносно його осі обертання. Вона визначається як добуток радіальної відстані (від осі обертання до поверхні підшипника) на кутову швидкість обертання.

Формула для обчислення лінійної швидкості

v = ω ⋅ r

Де:

v

Лінійна швидкість (м/с).

ω

Кутова швидкість (рад/с).

r

Радіус підшипника (м).

Ця характеристика є ключовою для визначення умов роботи підшипника, зокрема його термічних навантажень, вимог до мастила та довговічності.

Градації лінійної швидкості підшипника

Рівні лінійної швидкості можна умовно розподілити на три основні категорії:

1. Мала швидкість (до 10 м/с):

   • Використовується у низькообертових двигунах, побутових машинах та пристроях.
   • Мастило може бути менш в'язким, оскільки температура підшипника залишається низькою.
   • Ресурс роботи високий через низьке тертя і невеликі навантаження.

2. Середня швидкість (10–20 м/с):

   • Зустрічається у скутерах, мотоциклах та легких транспортних засобах.
   • Підвищуються вимоги до мастила, оскільки зростає температура та тертя.
   • Мастила повинні мати оптимальну в'язкість, щоб забезпечити ефективне гідродинамічне змащення.

3. Висока швидкість (понад 20 м/с):

   • Характерна для високошвидкісних і спортивних двигунів.
   • Мастило має забезпечувати стабільність при високих температурах і створювати надійну масляну плівку.
   • Такі режими значно знижують ресурс підшипників без використання якісного мастила.

Вимоги до мастила для довгого ресурсу підшипника

Для забезпечення ефективного гідродинамічного змащення підшипника при різних рівнях лінійної швидкості мастило повинно відповідати таким критеріям:

1. Щільність (при 15°C, ASTM D1298):

   • Щільність має бути достатньо високою для збереження мастильного шару, але не надмірною, щоб уникнути втрати енергоефективності.
   • Типова величина: 0.85–0.89 г/см³.

2. В'язкість:

   • При 100°C (ASTM D445): 10–14 мм²/с для зменшення тертя при високих швидкостях.
   • При 40°C (ASTM D445): 60–90 мм²/с для забезпечення стабільності масляної плівки на старті двигуна.
   • В'язкість повинна залишатися стабільною при зміні температур.

3. Індекс в'язкості (ASTM D2270):

   • Індекс в'язкості має бути високим (не менше 140), що дозволяє мастилу зберігати свої властивості в широкому температурному діапазоні.

4. Температура спалаху (ASTM D92):

   • Мінімум 200°C для запобігання випаровування масла, зменшення товщини масляної плівки, підтримки гідродинамічного змащення та уникнути переходу в режим граничнго змащення або сухого тертя при високих навантаженнях.

5. Лужне число (ASTM D2896):

   • Має становити 1–2 мг KOH/г для забезпечення стійкості до окислення та нейтралізації кислот.

6. Додаткові вимоги:

   • Висока термостабільність для запобігання деградації мастила.
   • Низький рівень піноутворення.
   • Висока здатність до демульгування (захист від змішування з водою).

Особливості для двотактних (2Т) двигунів

У 2Т двигунах мастило змішується з паливом, тому його специфікації мають відповідати додатковим вимогам:

1. Зольність: Мастило повинно залишати мінімум нагару після згоряння.
2. Сумісність з паливом: Легке змішування для рівномірного розподілу.
3. Захист від корозії: Хімічна стійкість для запобігання зносу металевих поверхонь.

Заключення. Для повноцінного захисту підшипника колінвала скутера, мастило повинно мати мінімум два основних параметра, що гарантують довговічність їх використання. Це температура спалаху масла, мінімум 200 градусів, та індекс вязкости не менше 140. Тільки при виконання цих двох найважливіших умов, підшипники колінвала скутера чи іншої техніки 2Т буде витримувати максимальні навантаження при лінійній швидкості більше 20м/с.та не переходити в режим сухого тертя.