Внимание! Вы находитесь на архивной версии сайта компании «Практическая Механика»! Эта версия сайта перестала использоваться 31 мая 2022 года. Новый сайт компании — prmeh.ru.
12 апреля мы отмечаем День космонавтики. В этот день в 1961 году гражданин СССР майор Ю. А. Гагарин на космическом корабле «Восток» впервые в мире совершил орбитальный облет Земли, открыв эпоху пилотируемых космических полетов.
Компания Подшипник-Контракт не имеет отношения к космосу. Но мы занимаемся продажей подшипников, и про подшипники мы знаем все. Поэтому, в День космонавтики, мы хотим рассказать вам несколько интересных фактов о подшипниках в космосе. Детские игрушки, производство подшипников, золото и серебро — что может быть общим между этими вещами?
Йо-йо в космосе
В 1990 году на ось йо-йо придумали ставить подшипник. Это позволило значительно увеличить время «слипа» игрушки, и, как следствие — количество трюков, которые можно с ней вытворять.
Йо-йо побывало и в космосе. 12 апреля 1985 года НАСА отправило его в рамках проекта «Игрушки в Космосе», чтобы изучить эффект гравитации на различных предметах. Йо-йо медленно раскручивалось, двигаясь по веревке. Оно не могло «спать» и в условиях невесомости не могло закрутиться обратно. Второй раз игрушка путешествовала в июле 1992 года на шаттле Атлантида, где на видео сняли его медленное вращение в условиях невесомости.
Космическая фабрика по производству подшипников
Современные литейные формы и прокатные станы, штампы, режущие и шлифовальные инструменты не в состоянии сделать шарики так близки к абсолютной сфере, если, конечно, не идти на непомерные затраты времени и средств. Между тем отклонения от идеальной формы вызывают биения, особенно при высоких оборотах вращения. И они — одна из главных причин износа подшипников. Расчетная долговечность шариковых подшипников, скажем, трамвая, грузовых автомобилей, токарных, фрезерных и некоторых других станков не превышает 20 тысяч часов — приблизительно два года непрерывной работы. У стационарных молотилок в пять раз меньше, а в комбайнах и вовсе около полутора месяцев. Согласитесь, этого явно недостаточно. Неудивительно, что технологи в одном из первых своих экспериментов на орбите решили прежде всего попробовать выплавить идеальные шарики.
Казалось, все предельно ясно, и удача сама упадет в руки. Может быть, поэтому опыт решили не слишком усложнять — ведь и нужно-то было для начала лишь подтвердить столь очевидный принцип. Это был эксперимент «Сфера», который поручили провести космонавтам Б. Болынову и Б. Жолобову на борту орбитальной станции «Салют-5».``
В космос взяли заготовки из сплава Буда, в который входят висмут, свинец, олово и кадмий. Он отличается низкой температурой плавления — чуть выше 60 градусов: удобное свойство — можно легко и быстро расплавить. И вот металл расплавили на борту станции. Поршнем его выдавливали из печи в лавсановый мешочек длиной около 30 сантиметров. Полагали, что жидкая масса, падая, успеет в таком пространстве оформиться и затвердеть, прежде чем прикоснется к стенке. И что же увидели, когда на Земле вскрыли мешок?
Перед обескураженными специалистами лежали совсем не шарики и даже не горошины, а бесформенные, хотя и округлые, кусочки металла. Их поверхность удручала еще больше: она вся была покрыта хаотически расположенными волокнами. «Какой-то еж-уродец», — прокомментировал В. Жолобов. Как показал анализ, внутренняя структура образца в результате переплава на орбите тоже сильно изменилась: нарушилось равномерное распределение компонентов по объему, образовались отличающиеся по составу иглообразные кристаллики и т. д. Попробовали в лаборатории подобрать условия плавки, при которых получились бы сходные структуры — ничего не вышло. Добавим, что и в эксперименте «Универсальная печь», проведенном в совместном советско-американском полете «Союз»—«Аполлон», было обнаружено аналогичное ухудшение однородности сплава. Объяснения столь странному итогу космической плавки ученые пока не находят — нужны дальнейшие исследования. В общем, атака в лоб себя не оправдала, значит, нужна планомерная, упорная осада.
Несомненно — космическое производство идеальных шариков будет налажено. Да еще каких — полых. О таких шариках, к примеру, для подшипников, на которых вращаются роторные винты вертолетов, давно мечтают авиационные инженеры. Сейчас полые шарики сваривают из двух половинок, но шов остается слабым местом. А если сделать их из сплошного куска металла, то подшипники станут в пять-восемь раз долговечнее. Так считает академик Б.Патон.
В принципе космическую технологию изготовления подобных шариков можно представить следующим образом. Внутрь жидкой капли металла под давлением впрыскивают газ. После ввода шприца отверстие затягивается, пузырь под действием сил поверхностного натяжения занимает центральное положение, образуя шар. Расплав затвердевает, и газ оказывается замурованным. Вот и готов полый шар. Он гораздо прочнее сплошного: под нагрузкой он упруго деформируется, форма и целостность его не нарушаются.
Золото и серебро
Традиционный подшипник — довольно хрупкий механизм, предназначенный для работы только в благоприятных условиях. К примеру, в обжиговых печах цементных заводов, где температура достигает 900-1000 градусов Цельсия, обычные подшипники, нормально функционирующие при температуре не выше 80 градусов, через две-три недели полностью сгорают. Чтобы увеличить срок их службы, применяют сложные системы охлаждения с использованием насосных станций. В космических аппаратах смазка теряет свойства, и потому шарики традиционных подшипников покрывают золотом, а сепараторы серебрят, что приводит к их удорожанию в тысячу раз. В устройствах с мощными магнитными полями подшипники функционируют не более трех часов, а в механизмах, работающих в условиях жесткой радиации, их подвергают специальной обработке серебром в вакууме.
История
