Подшипники — назначение и классификация, виды подшипников и описания

Особенности подшипников скольжения

vidy_podshipnikov.jpgКонструктивное исполнение этого изделия не отличается сложностью и представляет собой устройство, принцип работы которого заключается в использовании трения скольжения. Основными элементами изделия являются корпус, в отверстии которого установлены приспособление для смазки и особая втулка из материала, обладающего высокими антифрикционными характеристиками.

Вращение подвижной конструкции (оси, вала) происходит благодаря наличию зазора между ним и внутренней поверхностью отверстия корпуса. От скрупулезности расчета указанного зазора всецело зависит эффективность работы всего узла. Тип трения скольжения, используемый в таких подшипниках, подразделяют на несколько базовых категорий:

  • Газовое. Обусловлено присутствием газовой прослойки, гарантированно исключающей возможность соприкосновения поверхностей корпуса и подвижной конструкции.
  • sharikovye_podshipniki_katalog.jpgГраничное. Тонкая пленка смазочного материала, покрывающая поверхность изделия, обеспечивает вращение вала (оси), несмотря на его полный (либо частичный) контакт с антифрикционной втулкой.
  • Жидкостное. Возможность непрерывного соприкосновения внутренней поверхности подшипника с осью (валом) исключается ввиду использования смазки, имеющей достаточно жидкую консистенцию.
  • Сухое. Как следует из названия, смазочный материал в этом случае не применяется.

Отметим важность качества и вида смазочного материала, задействованного в работе изделия. В качестве основных видов смазок специалисты позиционируют полимерные, керамические, графитные, нейлоновые и т. д.

Классификация изделий

Модельный ряд подшипников, использующих трение скольжения, достаточно широк и разнообразен. Классифицируются эти изделия в зависимости от присутствия следующих признаков:

  1. Форма отверстия в корпусе. Современные подшипники производятся со смещенными или несмещенными поверхностями и центром, а также имеющие одну или несколько поверхностей.
  2. Число масляных клапанов. Как правило, это один или два, но бывает и больше.
  3. Направление возникающих нагрузок. Определяются как радиальные, радиально-упорные и осевые.
  4. Возможность (или невозможность) выполнения регулировочных работ.

Кроме характеристик, перечисленных выше, огромную роль играет вид конструктивного исполнения узла. Он может быть встроенным, разъемным и неразъемным.

Преимущества и недостатки

Говоря о достоинствах изделий, работа которых основана на трении скольжения, уместно помнить, что определение положительных свойств и характеристик всецело зависит от степени соответствия предполагаемому назначению подшипников. Тем не менее перечень объективно существующих плюсов таких изделий выглядит следующим образом:

  • Неплохой показатель экономичности при использовании подвижной конструкции большого диаметра.
  • Чрезвычайно широкий диапазон применения, обусловленный эффективной работой подшипника в режимах увеличенных вибрационных, ударных и скоростных нагрузок.
  • Возможность регулировки зазора, обеспечивающая высокоточную установку оси вала.
  • Апроприация в качестве изделия разъемного типа.

Вполне логичным будет предположить, что эксплуатация узлов, работающих по принципу скольжения контактных поверхностей, сопровождается и некоторыми минусами. И это действительно так:

  • Наличие существенных потерь, возникающих при трении, значительно снижает КПД (в сравнении с подшипниками качения).
  • Довольно высокая себестоимость, вызванная применением в конструкции цветных металлов и трудоемкостью изготовления.
  • Отсутствие возможности нормального функционирования без использования смазок.
  • Неравномерность износа как самого изделия, так и цапфы.

В настоящее время производится еще несколько групп узлов скольжения, обладающих некоторыми особенностями устройства: самосмазывающиеся, сегментные, шарнирные. Последние являются одними из немногих моделей, прошедших стандартизацию и выпускаемых серийно.

Подшипники качения

Представляют собой кольцо, в которое вставлена цилиндрическая обойма. Вращение обоймы относительно внешнего кольца обеспечивается телами качения – шариками или роликами. В большинстве моделей эти тела качения отделены друг от друга при помощи сепаратора (для уменьшения износа). Обойма запрессовывается на вал и вращается с ним, как одно целое.

Существует несколько классификаций подшипников качения:

По допустимому направлению нагрузки:

podshipnik_radialniy.jpg

Радиальные

podshipnik_uporniy.jpg

Упорные (осевые)

Радиально-упорные

Предназначены преимущественно для работы с радиальной нагрузкой, но могут воспринимать и определенную осевую составляющую.

Упорно-радиальные

Предназначены для восприятия в основном осевых усилий, но могут работать и с определённой радиальной нагрузкой.

По виду тел качения:

Шариковые

Роликовые

В них тела качения имеют форму:

  • цилиндров;
  • конусов;
  • иголок (игольчатые ролики) – цилиндрические ролики, в которых длина в 5-10 раз больше диаметра;
  • бочек (бочкообразные ролики).

По числу рядов тел качения:

Однорядные

Двухрядные

По способности к самоустановке:

Самоустанавливающиеся

Обойма вместе с валом может отклоняться на определенный угол от диаметральной плоскости внешнего кольца.

Несамоустанавливающиеся

Подшипники могут быть классифицированы в зависимости от трения и нагрузки, которую они воспринимают

  1. По типу трения подшипники делятся на: подшипники скольжения — опорная поверхность вала или осей скользит по рабочей поверхности подшипника; качения — трение скольжения заменяется трением качения с использованием промежуточных тел качения.
  2. В соответствии с воспринимаемой нагрузкой подшипники являются: радиальными — они воспринимают только радиальную нагрузку; осевые — воспринимают только осевую нагрузку; радиально-осевые — воспринимают радиальные и осевые нагрузки.
  3. По возможности следовать или нет наклону линии упругого вала — саморегулирующиеся или не саморегулирующиеся.

Применение подшипников качения и их отличия

Подшипники качения – общий тип деталей, но внутри него различают много подвидов, отличающихся по свойствам, внешнему виду, условиям эксплуатации. Но обычно подбор подшипников осуществляется для конкретной детали и конструкции экспериментально, так как подобрать конкретный вид можно лишь условно, учитывая несколько факторов. Так, учитывают следующие моменты:

  • частота вращения конструкции;
  • нагрузка на деталь;
  • температура;
  • смазывание;
  • наличие вибраций и т. д.

Если учесть все характеристики, дефекты подшипников качения при работе будут минимальными. Исключеним составляют случаи, когда размер подшипника и его типе обусловлен диаметром конструкции. Тогда невозможно выбирать между вариантами.

Рассмотрим основные подшипники качения и скольжения и отличия между ними.

Если подшипники качения создаются для переноса радиальной нагрузки, то это радиальные подшипники. Преимущество их в том, что они могут выдерживать комбинированные нагрузки. Поэтому различают много их типов:

  • радиальные шарикоподшипники;
  • конические роликоподшипники;
  • двухрядные сферические роликоподшипники;
  • радиально-упорные шарикоподшипники и другие подтипы.

Игольчатые же подшипники и многие цилиндрические подобных преимуществ не имеют – они принимают только радиальную нагрузку.

Следующий тип подшипников – упорные. Это подшипники качения, которые воспринимают осевую нагрузку. Существуют также комбинированные варианты этих изделий, которые могут возпринимать и радиальную нагрузку.

Выбирая подшипник, анализируют, стеснено ли пространство в радиальном направлении. Если да, то устанавливают подшипники, в которых меньшая высота поперечного сечения (игольчатые без колец или с внутренним кольцом, радиальные шарикоподшипники и т. д.). Если же оно ограничено в осевом направлении, выбирают однорядные цилиндрические подшипники либо упорные игольчатые без колец.

Немаловажно и то, какой тип направления движения вала в подшипнике. Так, есть модели, имеющие возможность осевого сдвига, направляющие вал в нескольких аксиальных направлениях, а также те, которые имеют возможность углового смещения, за счет чего компенсируются возможные перекосы конструкций.

Определяя нужный размер подшипника качения, учитывают несколько факторов. В первую очередь, рассчитывают будущую нагрузку на деталь, а также ее тип – динамическая или статическая. Также учитывают возможную грузоподъемность подшипника, сроки его эксплуатации, надежность и т. д. Так, вращающиеся подшипники имеют динамическую нагрузку. А те, что перемещаются крайне мало между кольцами, неподвижны или осуществляют колебательные движения, по сути имеют статическую нагрузку. Поэтому роликоподшипники имеют более высокое напряжение, чем шарикоподшипники. Первые применяют для большой нагрузки (валы, огромные конструкции), а вторые – для малой и средней.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий