Domů     NOVINKY
Přesnější a úspornější ložiska využijí divadelní točny i špičkové teleskopy
Jan Zelenka 29.2.2024

První ložiska, tedy součásti, které snižují tření, lidstvo využívalo už v antice. A vývoj stále pokračuje. Na moderních hydrostatických ložiscích pracují odborníci na tribologii z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně.

Přišli na to, jak udělat ložiska energeticky až o pětinu úspornější. .

Využití by vylepšená technologie mohla najít ve velkých obráběcích strojích, divadelních točnách nebo největších teleskopech světa. Poslední jmenované teď odjíždí do Chile studovat doktorand Jan Foltýn.

„Hydrostatické ložisko si můžeme laicky představit jako dva kusy železa nebo ocele, v nichž jsou vyfrézované drážky, do kterých pod tlakem vháníme olej. Mazivo povrchy odděluje, takže na kapalině jakoby levitují,“ vysvětluje výzkumník Michal Michalec z Ústavu konstruování FSI.

Dnes se hydrostatická ložiska používají všude tam, kde je potřeba přesný a plynulý pohyb. „Může jít o malý soustruh i obrovské konstrukce, například divadelní točny nebo astronomické teleskopy. Hydrostatická ložiska mají velmi nízké tření, a to i v malých rychlostech, a při správné funkci téměř žádné nebo nulové opotřebení.

Díky tomu je pohyb zařízení velmi plynulý, což je například u teleskopů zásadní, protože obsahují velmi přesná optická zařízení, kterým otřesy a vibrace nesvědčí. U obráběcích center zase oceňujeme vysokou tuhost, díky které máme přesnější obrábění,“ vysvětluje Michalec.

Ložisko v měřítku 1:10

V laboratoři na strojní fakultě stojí 2metrové experimentální ložisko, které výzkumníci zkonstruovali jako zmenšeninu mnohem většího, 20metrového ložiska. „Kdybyste chtěli takové zařízení na valivém uložení roztočit, jsou potřeba obrovské síly.

Při využití hydrostatického ložiska stačí síly výrazně menší, protože zde je odpor generovaný pouze v kapalném filmu a u nízkých rychlostí může být součinitel tření až tisícinásobně nižší,“ dodává Michalec.

Na této technologii se pak staví největší hydrostatická ložiska na světě, jaká byste našli na Evropské jižní observatoři v Chile. Tato soustava teleskopů a dalších zařízení v odlehlých částech jihoamerické pouště Atacama zahrnuje i čtveřici dalekohledů VLT (takzvané Very Large Telescopes neboli Velmi velký dalekohledy), určených pro pozorování nejvzdálenějších objektů ve vesmíru.

Nedaleko odtud, na hoře Cerro Armazones, roste největší dalekohled světa ELT (Extremely Large Telescope).

VLT se při pozorování vesmíru otáčejí právě na hydrostatických ložiscích o 20metrovém průměru. Na observatoř se nyní na půl roku chystá i doktorský student tribologie Jan Foltýn. „Zapojím se do inženýrského týmu, který je zodpovědný za provoz hydrostatického ložiska teleskopu.

Jsem na tu zkušenost upřímně zvědavý, protože to jsou největší ložiska, která se v tuto chvíli na světě nachází. Problémy, které se jich mohou týkat, známe jen  z modelových situací. Teď se s nimi přímo setkám,“ říká Foltýn, kterého ke studiu oboru dovedla touha konstruovat velké stroje.

„Vždycky mě to lákalo: těžební zařízení, stroje, teleskopy. VLT váží řádově stovky tun, takže ložisko je opravdu velice zatížené,“ dodává.

Na moderních hydrostatických ložiscích pracují odborníci na tribologii z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně. Zleva Jan Foltýn a Michal Michalec. Foto: Iveta Hovorková / FSI VUT v Brně

Obří přístroje a měření na setiny

Problematiku takto velkých ložisek komplikuje i fakt, že už prakticky nejdou vyrobit a sestavit z jednoho kusu. „Musíme tedy řešit nejen přesnost výroby, ale i ustavování. Musí být v dokonalé rovině, odchylka se pohybuje jen v řádech několika setin,“ říká Foltýn.

Další výzvou je, aby ložiska pracovala stále stejně dobře, tedy i v okamžiku, kdy se změní jejich zatížení. Hydrostatické ložisko na to musí být schopné reagovat, to běžná neumí. „Proto se snažíme jej navrhnout tak, aby se dokázalo přizpůsobovat právě třeba změnám zatížení.

Jedná se o senzory a úpravy hydrauliky, které dokáží na takovou situaci reagovat změnou průtoku maziva, respektive úpravou tloušťky mazacího filmu,“ dodává. Jen pro představu: u budovaného největšího teleskopu světa ELT, jehož ložisko bude mít průměr 50 metrů, se bavíme o tloušťce mazacího filmu kolem 50 mikrometrů.

Teleskopy jsou pomyslnou „třešničkou na dortu“. Vývoj inženýrů z VUT nabízí využití i v klasických průmyslových firmách.

Související články
Světoznámá značka minerální vody Perrier představila novou exkluzivní limitovanou edici své ikonické zelené lahve. Jejím autorem je legenda francouzského designu Philippe Starck, který u příležitosti 160. výročí založení značky vdechl lahvi novou podobu ve svém nezaměnitelném minimalistickém, ale elegantním stylu. Ikonický kapkový tvar zelené lahve Perrier zůstává od vzniku společnosti stejný a stal se symbolem značky. Kromě toho […]
Zajímají vás paralely mezi chováním rakovinných buněk a lidí? Podívejte se pod povrch biologie nádorů, a ponořte se do úvah založených na společensko-vědních teoriích fungování společnosti. Nahlédněte pod povrch rakoviny. Vydejte se do fascinujícího světa „buněčné filosofie“ s knihou inspirativní vědkyně, bioložky Jany Šmardové (1961−2023) z Přírodovědecké fakulty MUNI. Jana Šmardová se ve vědecké práci zaměřovala […]
V každém krajském městě sbírali vědci klíšťata v parcích a zjišťovali, nakolik jsou pro člověka nebezpečná. Nyní vyhodnotili výsledky za loňskou sezonu a vyplynulo z nich, že klíšťata v městských parcích jsou infikovaná víc než ta v přírodě. U každého čtvrtého klíštěte byly nalezeny bakterie způsobující lymeskou borreliózu. V řadě parků pak bylo borrelií infikováno i více než 30 […]
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze spustila nový bakalářský studijní program zaměřený na problematiku klimatických změn a minimalizaci jejich dopadů na společnost a přírodu. Program Omezování klimatických změn je navržen tak, aby ze studentů vyrostli skuteční experti připravení vyvíjet nové technologii a navrhovat udržitelné řízení zdrojů. Nový program nabízí unikátní kombinaci chemického, technologického a manažerského vzdělání, […]
Jak kvalitní je pitná voda v ČR? Můžeme se léčit pomocí pupenů stromů? Jak mapy zachycují proměnu české krajiny? A jak se na krajinu dívá umění? Tato a další témata přináší nový, v pořadí 18. přednáškový cyklus Akademické půlhodinky. Ten společně již 11. rokem připravují Biologické centrum Akademie věd ČR a Jihočeská univerzita v Českých […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz