Подшипники — назначение и классификация, виды подшипников и описания

Подшипники предназначены для поддержания в определенном положении оси вращающихся или колеблющихся элементов машины и обеспечивают их беспрепятственное движение. Реакция происходит в точке контакта вала в подшипнике. В зависимости от направления этой реакции, часть вала, к которой он опирается в подшипнике, называется шейкой или пяткой, в зависимости от того, направлены ли действующие силы радиально (на шейку) или в направлении оси (на пятку). Более подробно о подшипниках можно почитать здесь https://katiks.ru/.

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.

Типы подшипников

1. Подшипники скольжения

Подшипники скольжения — это опоры для вращающихся элементов машин и агрегатов, работающих в условиях трения, совместно с рабочей жидкостью (маслом или газообразным веществом).

Подшипники скольжения являются одним из старейших элементов машин, используемых для создания подшипниковых узлов в общем машиностроении. Как таковые, они претерпели большое развитие и охватывают очень широкий спектр современного машиностроения и приборостроения, хотя их широкое использование ограничено.

Тем не менее, они сохранили некоторые важные области, где они имеют преимущественное или равное применение с подшипниками качения: подшипники, которые из-за технологических требований при установке должны быть двухкомпонентными (для коленчатых валов и т. д.), подшипники особо тяжелых валов, для которых требуется индивидуальное производство подшипников качения.

В зависимости от воспринимаемой нагрузки подшипники скольжения бывают: радиальные — воспринимают только радиальную нагрузку; осевые — воспринимать только осевую нагрузку; радиально-осевые — воспринимают радиальные и осевые нагрузки. Шейки валов и осей, установленные в подшипниках скольжения, могут иметь различные геометрические формы вращения. На практике цилиндрические, бочкообразные или конические шейки в основном используются для облегчения производства. Каблуки цельные, в форме кольца, в форме гребня и сферические.

В зависимости от характера трения подшипники скольжения подразделяются на:

  • подшипники скольжения, рабочие поверхности которых касаются непосредственно шейки (пятки) вала или вала и работают в режиме смешанного трения. Во время смешанного трения слой масла, расположенный между двумя поверхностями скольжения, местами нарушается и обеспечивает их прямой контакт, что вызывает сухое трение и его износ;
  • подшипники скольжения, рабочие поверхности которых отделены от поверхностей вала масляным слоем, образованным при вращении вала (вала), и работают в режиме жидкостного трения — гидродинамических подшипников. Эти подшипники работают без внешнего источника давления;
  • подшипники скольжения, рабочие поверхности которых отделены от поверхностей вала масляным слоем под давлением, создаваемым внешним источником давления — гидростатические подшипники;
  • подшипники скольжения, рабочие поверхности которых отделены от вала (оси) при помощи воздуха (газа) под давлением, создаваемым внешним источником давления — аэростатические подшипники;
  • подшипники скольжения, рабочие поверхности которых отделены от поверхностей вала с помощью слоя сжатого воздуха (газа), создаваемого вращением вала на высокоскоростных аэродинамических подшипниках. Подшипники этого типа также работают с внешним источником давления для разгрузки подшипника при запуске и останове;
  • подшипники скольжения, рабочие поверхности которых отделены от вала (оси) вследствие магнитного равновесия внешней нагрузки.

2. Подшипники качения

Одним из основных требований к подшипникам является минимальный коэффициент трения. В этом отношении газовые подшипники имеют несомненное преимущество перед подшипниками качения (потери в газовых подшипниках обусловлены незначительным внутренним трением в газовом слое), но они значительно уступают последним с точки зрения грузоподъемности.

Трение в подшипнике на продукт реакции в опоре и радиус отверстия подшипника достигает 0,002 — для однорядных шарикоподшипников при радиальной нагрузке и 0,01 для игольчатых и конических роликоподшипников.

Преимущество подшипников качения состоит в том, что они позволяют заменить трение скольжения трением качения. Это упрощает систему смазки, уменьшает вероятность выхода из строя подшипника в случае короткого перерыва в смазке (в случае внезапного изменения нагрузки и скорости). Конструкция подшипников позволяет производить их в больших количествах в качестве стандартных изделий, что делает их производство экономически эффективным. По сравнению с подшипниками скольжения ролики имеют меньшие размеры в осевом направлении (в 2-3 раза), что обеспечивает ремонтопригодность агрегата и оценку его остаточной прочности.

К недостаткам подшипников качения относятся:

  • относительно большие размеры в радиальном направлении;
  • низкая радиальная устойчивость и, как следствие, склонность к колебаниям вала вследствие прохождения тел качения через нагруженную зону;
  • ограниченная скорость, связанная с кинематикой и динамикой тел качения (от центробежных сил, гироскопических моментов и т. д.);
  • низкая работоспособность при вибрационных и ударных нагрузках и при работе в агрессивных средах;
  • большее сопротивление вращению из-за трения между телами качения, подшипниковыми браслетами и сепаратором.

Классификация подшипников качения

Подшипники качения можно классифицировать по следующим характеристикам:

  1. По форме тел качения — шарик и ролик. По форме ролики делятся на подшипники с короткими цилиндрическими роликами, бочкообразные ролики, игольчатые ролики, конические ролики, витые ролики.
  2. По направлению сил, воспринимаемых вокруг оси вала — радиальные, воспринимающие в основном нагрузки, действующие перпендикулярно оси вращения подшипника; радиально-осевые, принимающие одновременно действующие радиальные и осевые нагрузки, аксиально-радиальные, принимающие осевые нагрузки и одновременно действующие с ними незначительные радиальные нагрузки; осевые, воспринимающие только осевые силы.
  3. По их способности к саморегуляции.
  4. По количеству рядов тел качения в осевом направлении — одиночные ряды; двухрядные и многорядные.
  5. По форме отверстия внутреннего браслета — с цилиндрическим или коническим отверстием.
  6. С точки зрения габаритных размеров в осевом направлении — особенно легкий, легкий, легкий широкий, средний, средний широкий и тяжелый.
  7. По классу точности производства — в мире существует две основные системы регулирования точности подшипников качения. Первая — система ISO (классы P0; P6; P5; P4; P2), вторая — AFBMA, которая используется многими американскими, западноевропейскими и японскими компаниями.
  8. По назначению: общего назначения (серийные и из них выбираются подшипники с разным классом точности) и специальные (например, для транспортного машиностроения).

Оставить комментарий