Основные разновидности подшипников

Подшипники — это технические устройства, являющиеся частью опор вращающихся осей и валов. Они воспринимают радиальные и осевые нагрузки, приложенные к валу или оси, и передают их на раму, корпус или иные части конструкции. При этом они должны также удерживать вал в пространстве, обеспечивать вращение, качание или линейное перемещение с минимальными энергопотерями. От качества подшипников в значительной мере зависит коэффициент полезного действия, работоспособность и долговечность машины.

В настоящее время широко находят применение подшипники:
контактные (имеющие трущиеся поверхности) — подшипники качения и скольжения;
бесконтактные (не имеющие трущихся поверхностей) — магнитные подшипники.

По виду трения различают:
подшипники скольжения, в которых опорная поверхность оси или вала скользит по рабочей поверхности подшипника;
подшипники качения, в которых используется трение качения благодаря установке шариков или роликов между подвижным и неподвижным кольцами подшипника.

ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ

Подшипник скольжения представляет собой корпус, имеющий цилиндрическое отверстие, в которое вставляется вкладыш или втулка из антифрикционного материала (часто используются цветные металлы), и смазывающее устройство. Между валом и отверстием втулки подшипника имеется зазор, который позволяет свободно вращаться валу. Для успешной работы подшипника зазор предварительно рассчитывается.

В зависимости от конструкции, окружной скорости цапфы, условий эксплуатации трение скольжения бывает:
жидкостным, когда поверхности вала и подшипника разделены слоем жидкого смазочного материала, непосредственного контакта между этими поверхностями либо нет, либо он происходит на отдельных участках;
граничным – поверхности вала и подшипника соприкасаются полностью или на участках большой протяженности, причем смазочный материал в виде тонкой пленки;
сухим – непосредственный контакт поверхностей вала и подшипника по всей длине или на участках большой протяженности, жидкостной или газообразный смазочный материал отсутствует;
газовое – поверхности вала и подшипника разделены слоем газа, трение минимально.
Виды смазки подшипников скольжения
Газодинамическая смазка

Существует большое количество конструктивных типов подшипников скольжения: самоустанавливающиеся, сегментные, самосмазывающиеся и т.д.

Шарнирные подшипники скольжения — одни из немногих типов подшипников скольжения, которые стандартизированы и выпускаются промышленностью серийно: внешний вид (Фото: NTN)
Шарнирные подшипники скольжения — одни из немногих типов подшипников скольжения, которые стандартизированы и выпускаются промышленностью серийно: типичный шарнирный подшипник с поверхностью скольжения «металл-металл»

Шарнирные подшипники скольжения — одни из немногих типов подшипников скольжения, которые стандартизированы и выпускаются промышленностью серийно: типичный шарнирный подшипник с самосмазывающейся поверхностью

Шарнирные подшипники скольжения — одни из немногих типов подшипников скольжения, которые стандартизированы и выпускаются промышленностью серийно: благодаря возможности самоустановки и восприятия больших нагрузок шарнирные подшипники находят применение в тяжелой технике (например, гидроцилиндр экскаватора)

Шарнирные подшипники скольжения — одни из немногих типов подшипников скольжения, которые стандартизированы и выпускаются промышленностью серийно

Подшипники скольжения имеют следующие преимущества:
допускают высокую скорость вращения;
позволяют работать в воде, при вибрационных и ударных нагрузках;
экономичны при больших диаметрах валов;
возможность установки на валах, где подшипник должен быть разъемным (для коленчатых валов);
допускают регулирование различного зазора и, следовательно, точную установку геометрической оси вала.

Использование гидродинамических подшипников скольжения вместо подшипников качения в компьютерных HDD (Hard Disk Drive) дает возможность регулировать скорость вращения шпинделей в широком диапазоне (до 20 000 об/мин), уменьшить шум и влияние вибраций на работу устройств, тем самым позволив увеличить скорость передачи данных, обеспечить сохранность записанной информации и срок службы устройства в целом (до 10 лет), а также — создать более компактные HDD (0,8-дюймовые)

Недостатки подшипников скольжения:
высокие потери на трение и, следовательно, пониженный коэффициент полезного действия (0,95… 0,98);
необходимость в непрерывном смазывании;
неравномерный износ подшипника и цапфы;
применение для изготовления подшипников дорогостоящих материалов;
относительно высокая трудоемкость изготовления.

ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ

Подшипники качения работают преимущественно при трении качения и состоят из двух колец, тел качения, сепаратора, отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба – дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения.

В подшипниках качения применяются тела качения различных форм

В некоторых узлах машин в целях уменьшения габаритов, а также повышения точности и жесткости, применяются так называемые совмещенные опоры: дорожки качения выполняются непосредственно на валу или на поверхности корпусной детали. Некоторые подшипники качения изготовляют без сепаратора. Такие подшипники имеют большое число тел качения и, следовательно, большую грузоподъемность. Однако предельные частоты вращения бессепараторных подшипников значительно ниже вследствие повышенных моментов сопротивления вращению.

Оставить комментарий