Для чего нужны подшипники кратко

Обновлено: 05.07.2024

Подшипник – это сборный узел, применяемый в качестве поддерживаемой оборачиваемой опоры с минимальным трением и сопротивлением. Используется для установки на валы, оси и прочие подвижные детали. Обеспечивает вращение или качение, создавая при этом почти ничтожное сопротивление.

Рабочие параметры и как выбрать подшипник

Сфера применения подшипников очень обширна, так как они входят в конструкцию любого транспорта, бытовой техники, различных промышленных механизмов и агрегатов. Все они работают в разных условиях с определенными нагрузками. Для каждого назначения производятся определенные типы подшипников. Они могут иметь одинаковые внешние параметры, в том числе и размер, но отличаться по ключевым характеристикам.

При выборе подшипника для установки важно учитывать его особенности:

Радиальную и осевую нагрузку.
Максимальную скорость.
Посадочные размеры.
Класс точности.
Уровень шума.
Уровень вибрации.
Максимально допустимую рабочую температуру.

Подшипники могут быть изготовлены из различных сплавов и с применением определенных способов термообработки. Эти параметры являются ключевыми при определении радиальной и осевой нагрузки узла вращения. При выборе подшипника важно, чтобы эти параметры соответствовали необходимым.

В описании характеристик подшипников производителем указывается максимальная скорость оборотов, на которую они рассчитаны. Важно устанавливать только те, которые имеют в своем рабочем диапазоне необходимое значение вращения. Одни подшипники применяют для крепления валов редукторов с малой угловой скоростью, другие, к примеру, устанавливаются на ротор электромотора, который выдает 10 тыс. об/мин. Внешне они могут быть одинаковыми, но если их поменять местами, то обычный быстро заклинит или развалится.

Одним из важнейших параметров при выборе подшипника выступают его посадочные размеры. Они включают диаметр внутренней и наружной обоймы, а также ширину. Встречаются тысячи вариаций размеров, отличающихся по отдельным параметрам на значение всего 1 мм.

Также подшипники отличаются между собой по шумности и уровню вибрации. Причем это проявляется в большей мере при повышении скорости оборотов. Образцы более высоких классов точности работают мягче и тише, поэтому используются на механизмах с высоким угловым ускорением.

Также важным параметром выступает рабочая температура использования. Для горячей среды, к примеру, узлов двигателя внутреннего сгорания или коробки переключения передач автомобиля, ведется производство подшипников из термостойкой стали, с минимальным линейным расширением.

Типы подшипников

Существует несколько принципиально отличающихся между собой типов подшипников:

Шариковые.
Роликовые цилиндрические.
Роликовые конические.
Самоустанавливающиеся.
Игольчатые.
Упорные шариковые.
Упорные роликовые.

Каждый тип имеет свою специфику при использовании в конкретных условиях. Одни отличаются простотой смазки и производства, другие могут работать в условиях большой опорной нагрузки или на высоких оборотах.

Шариковый подшипник

Это классическая очень распространенная конструкция. Она состоит из круглых стальных шариков, которые располагаются между двумя кольцами, называемыми обоймы. Внутри последних имеются дорожки. За счет этого шарики катаются между ними, но не могут сместиться в сторону, как и сами обоймы.

Все шарики располагаются по окружности с одинаковым зазором между собой, так как разделяются сепаратором. Это не несущая деталь, а только поддерживающая. Она предотвращает сближение шариков под одну сторону. В противном случае между обоймами появится зазор, и подшипник сможет рассыпаться.

Форма шариков позволяет им касаться обойм точечно. Естественно, чем меньше площадь контакта, тем ниже сопротивление при вращении. Густая смазка в таких подшипниках помещается сбоку, благодаря этому шарики всегда смазаны.

Роликовые цилиндрические

Подшипник этой конструкции очень похож на шариковый. Отличие заключается в том, что в качестве тел качения в нем применяются цилиндрические ролики. Это увеличивает площадь контакта с поверхностью внутренней и внешней обоймы. Как следствие данная конструкция обладает большим противодействием.

Роликовые цилиндрические подшипники за счет линейной точки опоры на каждом теле качения способны нести большую радиальную нагрузку. Они превосходят в этом плане шариковые устройства аналогичного типоразмера в 1,5-2 раза. При этом нужно отметить, что ролики на отдельных подшипниках могут располагаться в несколько рядов.

Для размещения роликов проточка для их качения на обоймах делается шире. Также требуется изготовления широкого сепаратора. В целом производство такого изделия более сложное и затратное в плане расхода материала, однако фактическая разница между роликовыми и шариковыми подшипниками несущественная.

Роликовые конические

Имеют в качестве элементов качения ролики конической формы. Это делает механику работы устройства более устойчивой к осевому воздействию. При этом их радиальная стойкость по факту остается аналогично высокой, как и у обычных роликовых цилиндрических конструкций.

Именно подшипники этого типа применяются для установки на ступицы автомобилей. Они подходят для этого лучше всего. Уклон роликов располагается таким образом, что при ударе о колесо, те могли устоять. Возможно расположение элементов качения в два ряда. В таком случае с одной стороны они имеют уклон зеркально отображенный относительно второй. Это делает такую конструкцию стойкой к осевому воздействию с любой стороны.

Самоустанавливающийся

Это двухрядный подшипник, у которого наружная обойма имеет сферический изгиб. Благодаря этому при монтаже она устанавливается ровно, несмотря на перекос внутреннего кольца на валу или оси. Это позволяет компенсировать неравномерный износ посадочного места, его деформацию в результате изгиба и прочие дефекты.

Самоустанавливающиеся подшипники обладают достаточно хорошей стойкостью к осевой нагрузке, но в большей мере они рассчитаны на радиальную. Чаще всего их ставят на прокатные станки, вентиляторы с высокой скоростью оборотов, опоры тяжелых узлов и агрегатов.

Игольчатый

Это подшипник практически полностью повторяющий конструкцию роликового цилиндрического. Только в нем в качестве тел качения используются тонкие прутики иголки. Их малое сечение позволяет минимизировать посадочный размер подшипника.

Эта конструкция аналогичная по стойкости, что и роликовая цилиндрическая, но более дешевая в исполнении за счет сниженного расхода металла. Максимальная скорость вращения таких устройств невысокая. Однако во многих случаях этого достаточно для установки в двигателе внутреннего сгорания, поэтому назвать такую конструкцию ненадежной нельзя. Стоит все же отметить специфический шум при вращении игольчатого подшипника с износом. Поврежденные затертые иголки на высоких оборотах создают весьма специфический звук, хорошо различимый на слух от повреждений на прочих конструкциях подшипников.

За счет малого наружного диаметра они используются в самых разнообразных механизмах. Их можно встретить даже в таких простых, как: держатель туалетной бумаги, принтер, копировальный аппарат, ручной электроинструмент и т.д.

Упорный шариковый

Это также подшипник, элементом качения которого выступают шарики. Однако на этом сходство между ними заканчивается. Они рассчитаны на противодействие высоким осевым нагрузкам. Радиальное влияние на такие устройства весьма ограничено, в идеале оно должно вообще отсутствовать.

Особенность этой конструкции в том, что шарики упираются точками параллельно оси вращения. Это и создает нужную стойкость. Такая система может быть как однорядной, так и двухрядной.

Упорные роликовые

Имеют еще большую стойкость к осевой нагрузке. Отличие такой конструкции от классической в том, что внутренняя и наружная обоймы стыкуются между собой сбоку. В связи с этим и форма сепаратора в ней отличается от привычной.

Подшипники могут иметь как цилиндрические, так и конические ролики. Причем последние держат самые высокие осевые удары. Также возможно исполнение устройства со сфероконическими роликами, что позволяет им само устанавливаться.

Особенности износа подшипников

Хотя каждый подшипник имеет сравнительно небольшой уровень трения при вращении, но все же отличается склонностью к износу. Для минимизации этого требуется обеспечение смазки элементов качения. Для этого в большинстве случаев применяется густая смазка. Она может быть помещена внутрь заводом изготовителем, или же наносится непосредственно в момент выполнения установки.

По мере вращения элементы качения стирают обойму, увеличивая зазоры. Их расширение влечет появление люфта. Тот является причиной повреждения сепаратора и нарушения расположения тел качения. Симптомами износа подшипников является появление биения при их работе, характерный свист в результате трения, трещины обойм, заклинивание. Последнее происходит при появлении ржавчины, что бывает на плохо смазанном механизме с большим простоем.

В связи с этим важно периодически диагностировать подшипники и выполнять их замену. Так как подшипники сажаются в посадочное место плотно, то их демонтаж сопровождается массой трудностей. Специально для облегчения этого применяются специальные съемники для подшипников. С этим инструментом можно выполнять демонтаж как из валов, так и посадочных отверстий.

Подшипники — одно из ключевых изобретений, которое определило путь развития промышленности. Самый простой подшипник состоит из двух колец, вставленных одно в другое и предназначенное для поддержания и направления вращающегося вала.

Основные типы

Все подшипники могут быть разделены на две основные группы – подшипники качения и скольжения. Конструкция первых состоит из

двух колец – внешнего и внутреннего;
шариков;
сепаратора, в котором установлены шарики.
Подшипники скольжения имеют следующую конструкцию:
внешняя обойма;
внутренняя обойма, выполненная из материала с низким коэффициентом трения, например, тефлон (фторопласт).

Задача, которую призваны решать подшипники любого типа – это снижение трения между вращающимся и стационарными узлами агрегата. Это необходимо для снижения потерь энергии, нагрева и износа деталей, вызываемыми силой трения.

Подшипники скольжения

Сферические подшипники скольжения

Этот узел обычно выполняют в виде массивной опоры, изготовленной из металла. В ней проделывают отверстие, куда вставляют втулку или вкладыш, выполненный из материала с низким коэффициентом трения.
Для повышения эффективности работы этого узла и снижения трения в него вводят жидкую или плотную смазку. Это приводит к тому, что вал отделяется от втулки пленкой маслянистой жидкости. Эксплуатационные параметры подшипника скольжения зависят от следующих параметров:

Размера элементов, входящих в этот узел.
Скоростью вращения вала и размера нагрузок, приходящихся на него.
Густотой смазки.

Для обеспечения смазывания подшипника можно использовать любую вязкую жидкость – масло, керосин, эмульсии. В некоторых моделях подшипников скольжения для смазки применяют газы. Кроме, перечисленных материалов применяют и твердые, иногда их называют консистентные, смазки.

В некоторых конструкциях подшипников предусмотрена принудительная система смазки.

Подшипники качения

Внешний вид подшипника качения

В подшипниках этого типа трение скольжение подменяется трением качения. Благодаря такому решению происходит существенное снижение трения и износа.
Подшипники качения имеют разнообразные конструкции и размеры. В качестве тел вращения могут быть использованы шарики, ролики, иголки.

Шарикоподшипники

Шарикоподшипники являются самым распространенным типом подшипников. Он состоит из двух колец, между которыми устанавливают сепаратор с предустановленными шариками определенного размера. Шарики перемещаются по канавкам, которые, при изготовлении тщательно шлифуют. Ведь для полноценной работы подшипника необходимо, чтобы шарики не проскальзывали, и при этом у них была существенная площадь опоры.
Сепаратор, в который устанавливают шарики, обеспечивает их точное положение и исключает какой-либо контакт между ними. Производители выпускают изделия, которые укомплектованы двухрядными сепараторами.

Подшипники этого класса применяют при довольно небольших радиальных нагрузках и большом количестве оборотов рабочего вала.

Роликоподшипники

Роликовые подшипники: внутреннее устройство Шариковые подшипники: внутреннее устройство

В этих нормативных документах приведены таблицы размеров подшипников, которыми должны руководствоваться конструкторы, при проектировании таких узлов.

Кстати, для облегчения жизни проектировщиков разработаны и успешно применяются справочники подшипников, в которых изложены принципы расчетов подшипниковых узлов, указаны размеры самих изделий и сопровождающих деталей, например, размеры заглушек.

Смазка

Эксплуатационный срок работы подшипников определяется износом тел качения и дорожек, расположенных в кольцах. Для продления срока службы подшипников применяют смазку, она может быть жидкой, например, в коробках передач станочного оборудования, или консистентной (твердой).

Нанесение смазки на подшипник Смазка, нанесенная на подшипник

Кроме износа деталей подшипника, не последнюю роль играет и рабочая температура в узле. Вследствие нее может происходить неравномерная тепловая деформация. Это может привести к повышению частоты проскальзывания, и снижается твердость материала, из которого они изготовлены.

Производители выпускают подшипники с закрытыми сепараторами. В такие изделия еще на стадии производства закладывают твердую смазку, которая гарантировано проработает весь ресурс.

Разновидности подшипников скольжения

Всего размеры и основные характеристики подшипников скольжения, изложены в соответствующих ГОСТ. Всего их насчитывается порядка шести десятков. Например, ГОСТ 11607-82 нормирует требования к разъемным корпусам подшипников скольжения, а ГОСТ 25105-82, предъявляет требования к вкладышам, которые устанавливают в корпуса подшипников скольжения.

Классификация подшипников скольжения

Изделия этого типа можно разделить на следующие основные типы:

Одно- и многоповерхностные.
Со смещением поверхностей.
Радиальные.
Осевые.
Радиально-упорные.

Кроме того, подшипники можно различать по конструкции:

Неразъемные, их называют втулочными.
Разъемные, они состоят из двух деталей основного корпуса и крышки к нему.
Встроенные, по своей конструкции, они составляют единое целое с корпусом механизма.

Нельзя забывать и о количестве точек подачи масла. Существуют подшипники с одним и несколькими клапанами. Кроме, приведенных классов можно назвать еще один – по возможности регулирований подшипника.

Конструкция подшипников скольжения не отличается сложностью. В состав конструкции могут входить два кольца. Одно из них (внутреннее) вращается в процессе работы. Вместо, тел вращения в устройствах этого типа применяют втулки, изготовленные из антифрикционных материалов. Для повышения эффективной работы в подшипники закачивают смазочные материалы.

Существуют два типа подшипников скольжения — гидростатические и гидродинамические. В изделиях первого типа смазка подается от масляного насоса. Вторые в этом плане удобнее, они сами могут выступать в роли насоса. Смазка будет поступать в них за счет разности давления между его компонентами.

Подшипники скольжения могут иметь, сферическое, упорное и линейное исполнения. Первые подшипники применяют в тех узлах, где преобладают низкие скорости вращения вала. Главное достоинство такого исполнения подшипников – это возможность передавать вращение даже при значительных перекосах валов.

Подшипники упорного исполнения применяют для работы там, где преобладают поперечные усилия. Довольно часто их монтируют в турбинах и паровых машинах.

Схема подшипника упорного исполнения Подшипники упорного исполнения

Подшипники линейного исполнения исполняют роль направляющих. Кстати, их особенностью можно назвать их бесперебойную работу даже при постояннодействующих радиальных усилиях.

Подшипник линейного исполнения

Многолетняя, если не многовековая практика использования подшипников скольжения позволяет сделать выводы о достоинствах и недостатках этих конструкций.

изделия этого класса обеспечивают надежную работу в условиях высоких скоростей вращения вала;
обеспечение серьезных ударных и вибрационных усилий;
довольно небольшие размеры;
подшипники этого типа допустимо устанавливать в устройствах работающие в воде;
некоторые модели позволяют выполнять настройку зазора и, таким образом, гарантируют точность установки оси вала.

Между тем, подшипникам скольжения присущи и определенные недостатки.

в процессе эксплуатации необходимо постоянно контролировать уровень смазки;
при недостаточной смазке и запуске возникает дополнительная сила трения;
более низкий в сравнении с другими классами подшипников КПД;
при производстве таких изделий применяют довольно дорогие материалы;
при работе, подшипники этого класса могут генерировать излишний шум.

Стандарты подшипников скольжения

Одно из отличий подшипников от других типов деталей, применяемых в промышленности – это то, что они все стандартизированы. Выше было отмечено что на продукцию этого класса действует 60 ГОСТ, и это не считая ТУ и другой нормативной документации.
ГОСТ не только нормирует конструкцию и размеры подшипников, но и порядок их обозначения на чертежах, в спецификациях и другой рабочей документации.

Кроме того, ГОСТ на технические условия подшипников регламентирует параметры допусков и посадок, которые обязаны соблюдать производители.

Маркировка

Маркировка подшипников – это параметры, которые показывают рабочие диаметры изделия (внутренний и внешний), конструктивные особенности. Все эти данные закодированы в наборе цифр и буквенных символов. Порядок кодировки, детальная расшифровка регламентирована в ГОСТах на подшипниковую продукцию. Так, кодировка шариковых и роликовых подшипников однорядных приведена в ГОСТ 3189-89.

В закодированном наименовании подшипника содержатся следующие данные:

серия ширины;
исполнение;
тип изделия;
группа диаметров;
посадочный диаметр.

Кстати, важно понимать, что на территории нашей страны применяют две системы обозначения подшипников – ГОСТ и ISO.

Пример расшифровки маркировки на подшипниках

Маркировка может быть нанесена на одно из колец. Если подшипник закрытого типа то маркировку наносят на уплотнение или защитном кольце.

Классы точности подшипников

Класс точности подшипника – это показатель, который характеризует максимальные отклонения значения размеров подшипника от номинала.

В некоторых устройствах при выборе подшипника потребитель руководствуется ценой на него, а остальные параметры для него не так критичны. В некоторых других случаях потребитель выбирает подшипник исходя из предельной скорости вращения, при которой не будут, проявляются такие явления, как вибрация и пр. Такие довольно жесткие условия предъявляются к изделиям, работающим на транспорте, станочным узлам, робототехнических комплексов.

В машиностроении существует зависимость между точностью обработки и ее стоимостью. То есть, чем точнее деталь, тем больше ее конечная цена.

Разделение подшипников по точности позволяет подобрать такое изделие, которое будет отвечать требованиям, которые предъявляет проектировщик и в то же время с приемлемой для потребителя ценой.

Класс точности описывает точность производства изделий. Для регулировки этого параметры существуют нормативы, определенные в ГОСТ и ISO. В них определены допуски на все размеры – диаметры, ширину, фаски и пр.

Назначение подшипников качения

Подшипники качения предназначены для поддержки вращающихся валов. Они нашли свое применение в машинах, разного типа, например, в подъемно-транспортных устройствах, технике, применяемой в сельском хозяйстве, судовых двигателях.

Магнитные подшипники

Магнитные подшипники, которые все чаще применяют в различных машинах и механизмах работает на основании принципа магнитной левитации. В результате реализации этого принципа в подшипниковой опоре отсутствует контакт между валом и корпусом подшипника. Существуют активное исполнение и пассивное.

Активные изделия уже в массовом производстве. Пассивные, пока еще находятся на стадии разработки. В них, для получения постоянного магнитного поля применяют постоянные магниты типа NdFeB.

Использование магнитных подшипников предоставляет потребителю следующие преимущества:

высокая износостойкость подшипникового узла;
применение таких изделий, возможно, в агрессивных средах в большом диапазоне внешней температуры.

Бесконтактный магнитный подшипник

В то же время использование таких узлов влечет за собой некоторые сложности, в частности:

В случае пропадания магнитного поля, механизм неизбежно понесет повреждения. Поэтому для бесперебойной и безаварийной работы проектировщики применяют так называемые страховые подшипники. Как правило, в качестве страховочных применяют подшипники качения. Но они в состоянии выдержать несколько отказов системы, после этого требуется их замена, так будут изменены их размеры.

Создание постояннодействующего, а главное, устойчивого, магнитного поля сопряжено с созданием больших и сложных систем управления. Такие комплексы вызывают сложности с ремонтом и обслуживанием подшипниковых узлов.

Излишнее тепловыделение. Оно обусловлено тем, что обмотка нагревается в результате прохождения через нее электрического тока, в некоторых случаях, такой нагрев недопустим и поэтому приходится устанавливать системы охлаждения, что, разумеется, приводит к усложнению и удорожанию конструкции.

Где используются устройства скольжения

На самом деле сложно найти механизм, в котором не установлены подшипники скольжения. Даже на атомных подводных лодках, на подшипниках этого типа устанавливают гребные валы. Подшипники скольжения нашли широкое применение в станкостроении. В частности, в них устанавливают валы, по которым перемещается суппорт, резцедержатель и другие составные части станка.

Классификация подшипников качения

К подшипникам качения относят:

шариковые;
роликовые,
упорные и многие другие.

Все они характеризуются высокими параметрами износостойкости и возможностью работы в условиях разнонаправленных нагрузок – осевых и радиальных.

Характеристики подшипников качения

К основным характеристикам подшипников качения можно отнести следующие:

Угловая скорость, подшипники качения могут показывать высокие значении этой скорости, особенно если сепараторы выполнены из цветного металла или полимеров.

Перекос вала. Допустимо то, что перекос может достигать от 15’ до 30’. Кроме того, подшипники качения способны воспринимать небольшие осевые усилия. Она не должна превышать 70% от неиспользуемой радиальной грузоподъемности.

Подшипники качения показывают минимальные потери на трение.

Каталог импортных подшипников FAG, INA, SKF, NSK, TIMKEN и др.

В мировой экономике подшипниковая отрасль занимает отдельное место, во много это обусловлено значимостью продукции ей выпускаемой.

В нашей стране такую продукцию выпускают на специализированных подшипниковых заводах. Но, в последнее время существенно увеличен импорт подшипников из рубежа. Их поставляют из разных стран мира – США, КНР, Германии и пр.

Для ознакомления с номенклатурой поставляемой продукции достаточно ознакомиться с каталогами подшипников, которые предлагают потребителям зарубежные производители — FAG, INA, SKF, NSK, TIMKEN и многие другие. Достаточно одного взгляда и можно понять всю величину номенклатуры предлагаемых подшипников.

Магнитный подшипник FAG Подшипник марки INA Подшипник NSK Подшипники SKF Подшипники TIMKEN

Но при заказе импортной продукции необходимо понимать, что подшипники, поступающие из-за границы, должны соответствовать требованиям наших нормативов и иметь документы, подтверждающие их качество и безопасность в эксплуатации. Подшипники очень часто поделывают. Рекомендуем покупать подшипники только у авторизированных поставщиков.

Функционал подшипников очень широк. Они незаменимы для обеспечения надежной фиксации, легкого вращения или качения, уменьшения трение между двумя частями конструкции. Простое изобретение является одним из ведущих в промышленности и используется повсеместно. От его качества во многом зависит работоспособность и износостойкость машины. Многообразие таких сборочных узлов также велико, как и назначение. Что это такое – подшипник, какие виды существуют и их классификация по основным признакам, мы расскажем в этой статье и покажем фотографии.

Что представляет собой опора

По своей сути деталь является основой узла сбора. Ее основная функция состоит в том, чтобы обеспечивать надежный упор и поддерживать определенную подвижную часть конструкции. То, насколько жесткой будет такая фиксация, зависит от устройства, материала и многих других факторов.

Закрепление положения в пространстве позволяет обеспечить вращательные движения, качение при минимальном сопротивлении. Так нагрузка передается от подвижной части агрегата к другим, сохраняя износостойкость.

Какие бывают виды и типы подшипников

Все сборочные узлы можно классифицировать по принципу работы. Две основные группы составляют приборы, обеспечивающие покачивание и скольжение. Именно их чаще всего используют в машиностроении. Первая может быть представлена шариковыми и роликовыми устройствами.

Отдельное внимание заслуживают магнитные конструкции. Принцип их работы отличен от остальных, и используют их реже. К тому же в силу функциональных особенностей они должны сопровождаться запасными узлами.

Подшипники – это детали, помогающие получать от машины максимальный КПД, сохраняя ее работоспособность без специального ремонта и обслуживания.

Опоры скольжения

Эта группа деталей позволяют свободно скользить при трении двух соприкасающихся поверхностей. При этом используются разные смазки – масла, вода, химические вещества, графит и некоторые газы. Конструктивно такие приспособления могут быть как целостными, так и разборными. Производятся в комплекте со втулкой и соединяющей частью.

Устройства по типу качения

Такие узлы делают в виде двух колец, тел, обеспечивающих эффект покачивания, и сепаратора. Изготавливаются согласно установленной стандартизации, что позволяет использовать их в большинстве автомобилей, сложной технике и самолетах.

Шарикоподшипники

Функционально входят в группу узловых частей, работающих по принципу качения. Шариковые тела располагаются на поверхности наружных колец деталей. Во время работы создают небольшой момент трения, а значит практически не ограничивают скорость вращения.

Роликоподшипники

Магнитные опоры

Работают по принципу левитации притяжения, обеспечивая полную бесконтактность двух соседних частей. Могут использоваться в условиях агрессивной окружающей среды, но пока не так распространены, как уже перечисленные виды. Если не подстраховывать такую конструкцию другой, более традиционной, можно в одночасье потерять всю машину.

Подшипники скольжения

Основная задача таких деталей – обеспечивать свободное трение между двумя сопряженными участками. Использовать их можно как для подвижных, так и для неподвижных поверхностей, что значительно увеличивает функциональные возможности применения.

Разновидности опорных узлов скольжения

Этот тип узловой части может быть разъемным и целостным. Первый состоит из двух вкладышей, установленных в полуотверстия основания и крышки. Они могут иметь толстую или тонкую стенку относительно наружного диаметра. Толщину определяет используемый материал. Например, тонкостенные чаще всего делают из легкой малоуглеродистой стали. Конструкция неразъемного предполагает особую сборку, при которой в детали высверливается отверстие, в которое запрессовывается металлическая втулка.

Разновидности

Наиболее распространенной является классификация, основанная на способности восприятия нагрузки по направлению. В этом случае устройства разделяют на 3 группы:

• Радиальные – принимающие перпендикулярную нагрузку с оси.
• Упорные – берут на себя весь груз.
• Радиально-упорные – сочетают свойства тех и других.

Существуют и еще несколько вариантов разделения узлов, но они являются скорее второстепенными.

Стандарты опор скольжения

Смазки подшипников скольжения

Этот вид призван обеспечивать свободное трение между двумя частями конструкции. Для нормальной работы используется один из 4-х типов смазочных материалов:

• Жидкие – различные синтетические и минеральные масляные жидкости для металлических опор или вода для неметаллических.
• Пластичные – изготавливаются из базового масла и загустителя.
• Твердые – используются в условиях сухого и граничного соприкосновения. В качестве материала чаще всего выбирается графит и дисульфид молибдена.
• Газообразные – требуются, когда конструкция работает под слабой нагрузкой, но в жарких условиях и с большим количеством оборотов.

Преимущества и недостатки

Среди плюсов можно выделить их высокую надежность при работе на большой скорости и небольшие размеры. Что касается минусов, то отметим необходимость постоянной регулировки количества смазки, пониженный КПД и производство из дорогих материалов.

Где применяются устройства

Сфера применения приборов широка. Довольно часто их используют в высокоскоростной аппаратуре, паровых и турбинных установках, в оборудовании систем навигации и других точных приборах.

Подшипники качения

Эти узловые опоры состоят из двух колец, но кроме них, в основе всегда есть тела, обеспечивающие покачивание, и сепаратор. На внутренней поверхности расположены желоба, выполняющие роль дорожек. В редких случаях сепаратор может отсутствовать, но тогда и уровень сопротивления становится выше.

Назначение

Основная цель устройств – служить упором для вращающихся частей механизмов. Именно поэтому они являются более популярными, чем узлы, обеспечивающие скольжение. Используются в электрических машинах и других конструкциях, где необходимо обеспечить износостойкость, длительную работу без смазки.

Классификация

Такие детали могут разделяться по нескольким признакам, но самым распространенным является деление по форме тел и приему нагрузки. К первой группе относятся уже упоминаемые ранее шариковые и роликовые узловые опоры. Вторая схожа с делением подшипников скольжения по типу нагрузки.

Технические характеристики

Для выбора того или иного устройства необходимо учесть несколько основных параметров. Самыми важными являются:

• Габаритные размеры, установленные стандартом ISO.
• Базовое и полное обозначение, включающее в себя буквенно-цифровой код, указывающий на тип, размер и конструкцию.
• Допуски, соответствующие классам.
• Зазор, общее расстояние, на которое одно кольцо может переместиться относительно другого.

Преимущества и недостатки

Главными плюсами являются: небольшая стоимость и массовое производство. При необходимости их легко можно заменить, а значит монтаж и обслуживание машин станет более удобным. Смазочные материалы используются в небольших количествах, что позволяет не тратить много времени на уход за механизмами.

К недостаткам относят:

• Излишнюю чувствительность к вибрации и ударным нагрузкам.
• Чрезмерный нагрев и опасность разрушения на высоких скоростях.
• Большие радиальные размеры.
• Шум во время работы.

Несмотря на существенные недостатки, сегодня они являются самыми популярными во всем мире.

Шарикоподшипник

В качестве тела, обеспечивающего покачивание, в этом типе деталей используются шарики, свободно перемещающиеся по дорожкам. Применяются для вращающихся конструкций, в которых не нужно сильное трение между двумя движущимися частями.

Описание

Разновидности

Какие бывают типы подшипников с шариковыми телами, можно предположить исходя из общей классификации. Как и большинство деталей качения их разделяют на: радиальные, упорные и с 4-х точечным контактом. Особенность последних заключается в способности воспринимать нагрузку в двух направлениях оси или одновременную комбинированную и осевую с одной стороны.

Применение

Разные виды применяют в электродвигателях и различной бытовой технике, в станках для обработки дерева, в медицинском оборудовании, станочных шпинделях и насосах. Шариковые с 4-х точечным контактом широко распространены в редукторах.

Роликовые подшипники и их разновидности

По своему строению эти опоры схожи с предыдущим типом, но вместо шариков здесь используется тело, по форме напоминающее ролик. Так прибор может принимать на себя более серьезную нагрузку.

Описание

Конструкция разработана таким образом, что она показывает стойкость к радиальному давлению, но при этом скорость прохождения ролика по дорожке ничуть не уступает шарикоподшипникам. Единственное, на что следует обратить внимание – осевая нагрузка. Чтобы сделать устройство более устойчивым к ней, элемент качения заменяют на конический.

Классифицируют этот тип по используемому телу. Отдельно выделяют:

• Цилиндрические.
• Конические.
• Игольчатые.
• Сферические.

Применение

Магнитные опорные узлы

В отличие от других, такое устройство работает на принципе магнетической левитации. Это обеспечивает полную бесконтактность между двумя частями конструкции.

Описание

Элементы выполнены таким образом, что вал парит, не соприкасаясь с другими поверхностями. Для обеспечения надежной работы предусмотрено большое количество датчиков, координирующих все движения.

Разновидности

Выделяют две группы: активные и пассивные. В первый состав входит непосредственно подшипник и электронная система. Работа второй группы строится за счет присутствия постоянных магнитов. Они менее устойчивы, чем в случае с электронной системой контроля, поэтому применяются гораздо реже.

Применение

Использовать такие устройства можно в газовых центрифугах, турбомолекулярных насосах, в различных электромагнитных подвесах, в криогенной технике, в вакуумных приборах и других сложных механизмах.

Преимущества и недостатки

В качестве плюсов выделим износостойкость деталей и возможность их использования в агрессивной окружающей среде, в том числе в космосе. Минусы проявляются в нестабильности магнитного поля, из-за которого дополнительно в механизм встраиваются традиционные устройства качения или скольжения.

Другие виды

Рассмотрим еще несколько типов узловых опор, отличающихся некоторыми функциональными особенностями.

Конические подшипники

Это разновидность роликовых, но тело здесь изготавливается в виде конуса и устанавливается на дорожку под углом. Прекрасно справляются как с радиальными, так и с осевыми нагрузками.

Самоустанавливающиеся двухрядные

Отличаются от других низким трением, что делает возможным их эксплуатацию на самых высоких скоростях. Устанавливаются на коническую или цилиндрическую шейку вала.

Игольчатый тип

Здесь в качестве тела качения выступает тонкий и длинный ролик. Элементы выглядят более компактными, но при этом обеспечивают большую производительность и надежность, экономичны в использовании.

Упорные шарикоподшипники

Основное назначение – восприятие осевых нагрузок. Относится к группе шариковых опор, поэтому внешне полностью соответствует именно им.

Сферические

Обеспечивают слабое трение. В конструкцию входит одновременно два ряда роликов, расположенных симметрично.

Термостойкие

Предназначены для работы в жарких условиях. Отличаются надежностью и простотой эксплуатации.

Плавающая узловая опора

Позволяет валу перемещаться линейно. Воспринимает на себя только радиальную нагрузку. Легко регулируется и прост в эксплуатации.

Скоростные устройства

Обеспечивает нормальное качение на высоких оборотах. Отличаются отлчным качеством и износостойкостью.

Шпиндельный

Имеет хорошую грузоподъемность. Часто используется в вентиляторах, мощных насосах и станках, поскольку хорошо работает на значительных оборотах.

Высокоточные

Имеют высокие эксплуатационные характеристики, благодаря которым часто используются в авиастроении, космонавтике и военной промышленности.

Закрытые

Оснащается уплотнителями, закрывающими открытое пространство. Это позволяет увеличить износостойкость в сложных условиях.

Фланцевые подшипники

Встроенный фланец повышает надежность крепления, чтобы деталь выдерживала большие нагрузки.

Опорные

Воспринимают тяжесть вдоль оси вращения. Сфера применения сильно ограничена, поэтому встречается реже, чем другие варианты.

Устройства линейного перемещения

Обладают высокими рабочими качествами при минимальном трении.

Маркировка

Код состоит из 3-х частей, каждая из которых представляет информацию о детали. Первая дает представление о конструкции узла, вторая – о размере, а третья – о диаметре. Маркируются приборы в соответствии с установленным международным стандартом.

Классы точности

В России все опорные узлы имеют маркировку в соответствии с одним из классов, соответствующих требованиям ГОСТ. Каждый тип изделий имеет собственную классификацию.

Подшипник представляет собой специальное изделие, которое используется в качестве опоры для движущихся деталей механизма.

Основное его назначение – фиксация подвижных частиц относительно неподвижных деталей, а также снижение силы трения. Все заводские изделия качения идут с определенными условными обозначениями, маркировками. При системном условном обозначении название изделия содержит сведения о его размерах, особенностях конструкции. Все маркировки делятся на две большие группы – зарубежные и отечественные.

Зарубежные обозначения используют такие ведущие производители автомобильных подшипников как SKF, FAG, INA, Timken, Koyo, NSK, другие. Российскую систему применяют заводы РФ, стран СНГ. О том, какие существуют производители, виды подшипников, вы узнаете из данного обзора.

Подшипники качения и скольжения что это — разбираем!

Все комплектующие рассматриваемой группы делятся на две группы – скольжения и качения. В состав механизмов первой группы входят внешняя, внутренняя обоймы, второй – два кольца, сепаратор, шарики. Оба типа изделий должны снижать трение между стационарными и вращающимися узлами агрегата – это позволяет снижать потери энергии, уменьшать степень износа и нагрева деталей. Рассмотрим подробнее, какие бывают производители и виды подшипников.

Узел имеет вид массивной металлической опоры с небольшим отверстием, через которое подключаются вкладыш либо втулка. Для увеличения эффективности работы узла, уменьшения силы трения применяется смазка (плотная либо жидкая). Технические параметры зависят от размеров входящего в узел элемента, скорости вращения вала, величины подаваемых нагрузок, густоты смазки. Для смазывания можно использовать любую жидкость вязкой консистенции – эмульсию, керосин, масло.

В узлах данного типа трение скольжения заменяется трением качения, за счет чего в разы снижаются показатели износа. Конструкции и размеры подшипников могут быть разными, в качестве тел вращения используются иголки, ролики, шарики.

Шарикоподшипники

Один из самых распространенных типов узлов, в состав которого входит два кольца, между которыми устанавливается сепаратор и предустановленные шарики заданных параметров. Шарики помещаются по канавкам, которые в ходе производства тщательно шлифуются. Сепаратор гарантирует точное положение шариков и делает невозможным любой контакт между ними. В комплекте составляются двухрядные сепараторы.

Роликоподшипники

В случае с роликоподшипниками роль тел вращения выполняют ролики (форма может быть любой – цилиндр, конус и т.д.). Конструктивно они похожи на шариковые, размеры деталей определяются стандартами ГОСТ.

Почему важен класс точности?

Для обозначения деталей очень важен класс точности – характеристика, которая указывает на точность изготовления отдельных деталей, узла в целом. Точность габаритов, вращения также маркируется в классе изделия. Класс подшипника указывается возле основного наименования.

Популярные бренды подшипников качения и скольжения

Читайте также: