Виды подшипников демпферов и амортизаторов в стиральных машинах

Когда речь заходит о кинематике стиральной машины, все внимание обычно достается узлам вращения — подшипникам барабана и мотора. Однако в системе подвески бака скрыт еще один важнейший класс опор, работающий в совершенно иных физических условиях. Это шарнирные узлы фрикционных демпферов (в обиходе — амортизаторов), которые удерживают бак снизу и гасят его раскачку во время стирки и отжима.

В отличие от классических шарикоподшипников, шарнирные опоры демпферов не совершают полных оборотов на высоких скоростях. Их задача — работать в режиме микроколебаний, принимая на себя мощные ударные нагрузки и компенсируя пространственные перекосы тяжелого бака.

Кинематика демпфирующего узла и многоплоскостная артикуляция

Бак стиральной машины — это маятник. Сверху он подвешен на пружинах, а снизу опирается на демпферы. Во время разгона тяжелого мокрого белья бак совершает сложные трехмерные колебания: он прыгает вверх-вниз, смещается влево-вправо и скручивается по диагонали. Если закрепить шток амортизатора к баку жестко (с помощью обычного болтового соединения), металл штока не выдержит изгибающих моментов и сломается (или вырвет крепление из пластикового бака) на первом же отжиме.

Чтобы перевести многоосные рывки в линейное движение поршня амортизатора, на концах демпфера обустраиваются артикуляционные проушины.

Технические параметры узлов подвески:

• установка опорных узлов: интеграция в крепежные проушины демпферов сферических подшипников скольжения (типа ШС/GE) или резинометаллических шарниров (сайлентблоков);
• направления нагрузок: высокоамплитудные ударные и вибрационные воздействия с постоянной и резкой сменой угла приложения силы;
• материалы для пар трения: стальной крепежный палец работает в паре со сферической обоймой из полиацеталя (POM), фторопласта или взаимодействует через упругую вулканизированную резину;
• принцип работы: компенсация изломов штока за счет пространственной свободы (в шарнирах) или упругой деформации эластомера (в сайлентблоках), позволяющая демпферу всегда оставаться в соосном рабочем положении.

Усталостный износ эластомеров и разбивание посадочных отверстий

Как и в случае с автомобильной подвеской, эффективность работы демпфера стиральной машины напрямую зависит от отсутствия люфтов в местах его крепления. Сам поршень внутри трубы амортизатора может иметь еще достаточный запас трения, но износ опорного шарнира сводит его работу к нулю.

В массовом бытовом сегменте чаще всего применяются резинометаллические сайлентблоки или полимерные сферические втулки. Со временем, под воздействием постоянных рывков от дисбаланса, резина в сайлентблоках пересыхает, покрывается микротрещинами и надрывается.

Полимерные втулки подвержены абразивному износу. В машинах, оснащенных классическими коллекторными двигателями, мелкодисперсная графитовая пыль от стирающихся щеток смешивается с домашней пылью, оседает на крепежных пальцах и буквально вытачивает пластик изнутри. (В системах с инверторным прямым приводом этот фактор отсутствует, и втулки выходят из строя исключительно от естественного механического трения).

Как только в проушине появляется зазор (люфт), запускается цепная реакция разрушения подвески. При старте отжима бак успевает разогнаться и набрать кинетическую энергию в пределах этого микролюфта, прежде чем шток амортизатора вступит в работу. Происходит жесткий удар металлического пальца о разбитую обойму.

Внешне это проявляется как громкий, ритмичный глухой стук из-под днища машины. Ударные волны от этих соударений передаются на пластиковые проушины самого бака, что в запущенных случаях приводит к их растрескиванию и полному отрыву амортизатора.

Вопрос-ответ

Почему в проушинах амортизаторов не используют обычные шарикоподшипники, ведь они долговечнее пластика?

Шарикоподшипники рассчитаны на полное и непрерывное вращение. В узлах подвески угол поворота составляет всего несколько градусов. Если туда поставить шариковый узел, шарики будут совершать микроскопические высокочастотные колебания по одной и той же траектории. При мощных ударных нагрузках это моментально спровоцирует фреттинг-коррозию — процесс, известный как ложное бринеллирование. Шарики просто «вытрут» глубокие лунки в стальных дорожках качения из-за локального разрушения масляной пленки, и узел быстро разрушится. Кроме того, радиальные шарикоподшипники не способны компенсировать сильные осевые перекосы.

Можно ли устранить стук разбитой проушины, подмотав изоленту на крепежный палец или вырезав самодельную втулку?

Это временная мера, которая продержится максимум несколько циклов стирки. Ударные нагрузки при отжиме дисбалансированного белья достигают десятков килограммов на каждый узел. Кустарные подмотки быстро расплющатся и выкрошатся. Если разбита полимерная втулка или порван сайлентблок, демпфер меняется целиком, так как ресурс фрикционной смазки внутри его рабочего цилиндра к моменту износа проушин обычно тоже полностью исчерпан.

Требуют ли смазки шарнирные опоры амортизаторов в процессе эксплуатации машины?

Нет, это строго противопоказано. Сайлентблоки работают исключительно за счет внутренней деформации резины, и любая проникающая смазка (особенно на минеральной основе) химически разрушит эластомер. Сферические полимерные подшипники рассчитаны на сухое скольжение благодаря самосмазывающимся свойствам фторопласта или полиамида. Нанесение масла или литола на шарниры приведет лишь к тому, что узел соберет на себя всю домашнюю и угольную пыль, превратив ее в агрессивный абразив.

Технико-коммерческий инженер ГК Индатэк Смирнов А. В.