Подшипник скольжения или качения что лучше

Какая разница между подшипником скольжения и качения?

На сегодняшний день подшипники широко применяются в самых различных механизмах, так или иначе связанных с задействованием вращающихся элементов. Сделав краткое вступление про особенности изделия, перейдем к рассмотрению главного вопроса — чем отличается подшипник скольжения от качения?

Если присмотреться, то визуально можно обнаружить, что в подшипнике скольжения имеется только одна втулка и смазка. А, что касается же качения, то у него есть:

Это одно из главных отличий, что может броситься в глаза каждому кто сталкивается с рассматриваемым предметом. Приведем чертеж для точного представления данного материала.

Хочется отметить, что обе разновидности могут спокойно как разбираться, так и собираться. Не будем забегать в конструкционные особенности, а продолжим дальше искать отличия данных элементов.

Для понятного и удобного представления мы подготовили таблицу, где вы узнаете сходства и разницу типов подшипников.

Свойства

Скольжения

Качения

закрытые подшипники могут применяться в местах, где имеется пыль, вода. Этот вид следует использовать при вибрационной и ударной нагрузке

хорошая эксплуатация с предельными температурными значениями. Недопустим высокий уровень влажности

при взаимодействии с валом, подшипник может изнашиваться путем разных скоростей. Но у них высокая эффективность в работе с валами больших диаметров

благоприятно эксплуатируются со всеми видами валов

производство проще, цена ниже

сложнее в изготовлении, цена будет выше

Итак, в нескольких примерах разница между подшипником качения и скольжения не такая уж значительная. В таких случая их можно заменить один на другой. Но, что касается таких ситуаций, когда устройство взаимодействует с водой, с высокими температурами, если на вал приходится большая нагрузка или если у него высокая скорость вращения, поменять подшипник скольжения на качения и обратно нельзя.

Свойства

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.

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.

Подшипник скольжения

Этот механизм часто производят в виде массивной металлоопоры. В ней проделывают отверстие, куда вставляют вкладыш, выполненный из материала с низким коэффициентом трения. Параметры подшипника скольжения зависят от следующих параметров:

1. размера элементов, входящих в этот узел
2. скоростью вращения вала и размера нагрузок, приходящихся на него
3. густотой смазки

Подшипник 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. По этому поводу мы подготовили слайд-шоу разных фигур подшипников качения.

• 
• 
• 
• 

Таким образом, мы рассмотрели вопрос — чем отличается подшипник скольжения от кручения. По каждому виду сборочного узла дали пояснение, узнали их конструкционные особенности и назначение.

Подшипник скольжения или качения что лучше

| Что такое подшипники и их основные разновидности

Смотрите также :

Статья написана исключительно для ознакомления интернет-пользователей с основными разновидностями подшипников. Будет полезна студентам ВТУЗов и , возможно , молодым специалистам.

Мы не несем ответственности за непосредственный, опосредственный или непреднамеренный ущерб, нанесенный в результате использования информации представленной в данной статье.

При любом использовании данного материала ссылка на него обязательна!

Вы также можете принять участие в написание статьи, оставив свои дополнения , замечания и комментарии на электронном адресе: http://www.liveinternet.ru/users/snr_com_ru_news/post123049037/ Указание имени автора того или иного изменения гарантируется!

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.

Подшипники выполняют функции опор осей и валов

Подшипник линейного перемещения

В настоящее время широко находят применение подшипники:

• контактные (имеющие трущиеся поверхности) — подшипники качени я 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

Принципиальная схема опоры с подшипником 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.

Примеры смазочных канавок в подшипниках скольжения

В зависимости от конструкции, окружной скорости цапфы, условий эксплуатации трение скольжения бывает:

Виды смазки подшипников скольжения

Основные виды смазки

Смазочные материалы и материалы для создания смазочных покрытий. Варианты смазки

— В наноструктурном состоянии: С, BN , MoS ₂ и WS ₂ ;

— в виде нанокомпозиционных покрытий: WC / C , MoS ₂ / C , WS ₂ / C , TiC / C и наноалмаза;

— в виде алмазных и алмазоподобных углеродистых покрытий: пленок из алмаза, гидрогенизированного углерода ( a — C : H ), аморфного углерода ( a -С), нитрида углерода ( C ₃ N ₄ ) и нитрида бора ( BN );

— в виде твердых и сверхтвердых покрытий из VC , B ₄ C _, Al ₂ O ₃ , SiC , Si ₃ O ₄ , TiC , TiN , TiCN , AIN и BN ,

— в виде чешуйчатых пленок из MoS ₂ и графита;

— в виде неметаллических пленок из диоксида титана, фтористого кальция, стекла, оксида свинца, оксида цинка и оксида олово,

— в виде пленки из мягких металлов: свинца, золото, серебра, индия, меди и цинка,

— в виде самосмазывающихся композитов из нанотрубок, полимеров, углерода, графита и металлокерамики,

— в виде чешуйчатых пленок из углеродных составов: фторированного графита и фторид графита;

— полимеры: PTFE, нейлон и полиэтилен,

— жиры, мыло, воск (стеариновая кислота),

— керамика и металлокерамика.

— Гидродинамическая смазка: толстослойная и эластогидродинамическая;
— гидростатическая смазка;
— смазка под высоким давлением.

— Смешанная смазка (полужидкостная);

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

б — типичный шарнирный подшипник с поверхностью скольжения типа » металл-металл «,

в — типичный шарнирный подшипник с самосмазывающейся поверхностью ,

г — благодаря возможности самоустановки и восприятия больших нагрузок шарнирные подшипники находят применение в узлах тяжелой техники (например , в гидроцилиндре 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.

а — двигатель шпинделя HDD c подшипником качения ,

б — двигатель шпинделя HDD c гидродинамическим подшипником скольжения ,

в — расположение гидродинамического подшипника скольжения в HDD (Hard Disk Drive)

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 )

Сравнение типов подшипников используемых в шпинделях HDD (Hard Disk Drive)

Требования к HDD

Требования к подшипнику

Подшипник качения

Гидродинамический подшипник

Типичное применение

из твердого металла

из пористого материала*

Большой объем хранения данных

Персональный компьютер, сервер

Высокие скорости вращения

Низкий уровень шума

Низкий уровень шума

Пользовательский компьютер (нетбуки, SOHO)

Низкое потребление тока

Низкий крутящий момент

Мобильные компьютеры (ноутбуки)

Устойчивость к ударам

Устойчивость к ударам

Мобильные компьютеры (ноутбуки)

Устойчивость к заклиниванию

* — данные приведены для NTN BEARPHITE;

** — обозначения: ++ — очень хорошо, + — хорошо, о — посредственно.

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

Принципиальная схема опоры с подшипником 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.

а — с шариковыми телами качения , б — с короткими цилиндрическими роликами , в — с длинными цилиндрическими или игольчатыми роликами , г — с коническими роликами ,

д — с бочкообразными роликами

Примечание : приведены только некоторые виды тел 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.

Для сокращения радиальных размеров и массы используются “безобоемные” подшипники

Сравнение подшипников качения по эксплуатационным характеристикам

Тип подшипника

Нагрузка

Высокая частота вращения

Восприятие перекоса

радиальная

осевая

комбинированная

Шариковый радиальный двухрядный сферический

Радиально-упорный однорядный шариковый

Радиально-упорные шариковые двухрядный и однорядный сдвоенный («спина к спине»)

Шариковый с четырехточечным контактом

С коротким цилиндрическими роликами без бортов на одном из колец

Упорный с коническими роликами

Упорно-радиальный роликовый сферический

* — обозначения: +++ — очень хорошо, ++ — хорошо, + — удовлетворительно, о — плохо, х — непригодно.

По сравнению с подшипниками скольжения имеют следующие преимущества:

• значительно меньше потери на трение, а, следовательно, более высокий КПД (до 0,995) и меньший нагрев;
• в 10. 20 раз меньше момент трения при пуске;
• экономия дефицитных цветных материалов, которые чаще всего используются при изготовлении подшипников скольжения;
• меньшие габаритные размеры в осевом направлении;
• простота обслуживания и замены;
• меньше расход смазочного материала;
• невысокая стоимость вследствие массового производства стандартных подшипников;
• простота ремонта машины вследствие взаимозаменяемости подшипников.

а — повреждение внутреннего кольца сферического роликового подшипника, вызванное чрезмерным натягом при посадке ;

б — фреттинг-коррозия внутреннего кольца радиального роликового цилиндрического подшипника, вызванное действием вибрации ;

в — повреждение внутреннего кольца радиального шарикового подшипника, вызванное действием чрезмерной осевой нагрузки ;

г — повреждение внутреннего кольца радиального роликового цилиндрического подшипника, вызванное действием чрезмерной радиальной нагрузки ;

д — следы ржавчины на поверхности ролика сферического роликового подшипника , вызванные попаданием воды внутрь подшипника ;

e — повреждение сепаратора роликового конического подшипника, вызываемое действием больших нагрузок и/или вибраций , и/или неправильным монтажом , и / или смазыванием , и/или работой на высоких частотах вращения

Повреждения подшипников качения

Недостатками подшипников качения являются:

• ограниченная возможность применения при очень больших нагрузках и высоких скоростях;
• непригодность для работы при значительных ударных и вибрационных нагрузках из-за высоких контактных напряжений и плохой способности демпфировать колебания;
• значительные габаритные размеры в радиальном направлении и масса;
• шум во время работы, обусловленный погрешностями форм;
• сложность установки и монтажа подшипниковых узлов;
• повышенная чувствительность к неточности установки;
• высокая стоимость при мелкосерийном производстве уникальных по размерам подшипников.

Магнитные подшипники

Принцип работы магнитного подшипника (подвеса) основан на использовании левитации, создаваемой электрическими и магнитными полями. Магнитные подшипники позволяют без физического контакта осуществлять подвес вращающегося вала и его относительное вращение без трения и износа.

Детская игрушка Левитрон наглядно демонстрирует, на что способны электромагнитные поля

Электрические и магнитные подвесы, в зависимости от принципа действия, принято разбивать на девять типов:

• электростатические;
• на постоянных магнитах;
• активные магнитные;
• LC- резонансные;
• индукционные;
• кондукционные;
• диамагнитные;
• сверхпроводящие;
• магнитогидродинамические.

Принципиальная схема типичной системы на основе активного магнитного подшипника ( АМП )

Наибольшую популярность в настоящее время получили активные магнитные подшипники. Активный магнитный подшипник (АМП) — это управляемое мехатронное устройство, в котором стабилизация положения ротора осуществляется силами магнитного притяжения, действующими на ротор со стороны электромагнитов, ток в которых регулируется системой автоматического управления по сигналам датчиков перемещений ротора. Полный неконтактный подвес ротора может быть осуществлен с помощью либо двух радиальных и одного осевого АМП, либо двух конических АМП. Поэтому система магнитного подвеса ротора включает в себя как сами подшипники, встроенные в корпус машины, так и электронный блок управления, соединенный проводами с обмотками электромагнитов и датчиками. В системе управления может использоваться как аналоговая, так и более современная цифровая обработка сигналов.

Принципиальная схема управления типичной системы на основе активного магнитного подшипника

Основными преимуществами АМП являются:

• относительно высокая грузоподъемность;
• высокая механическая прочность;
• возможность осуществления устойчивой неконтактной подвески тела;
• возможность изменения жесткости и демпфирования в широких пределах;
• возможность использования при высоких скоростях вращения, в вакууме, высоких и низких температурах, стерильных технологиях.

а — схема компрессора с подшипниками качения ,

б — схема компрессора с магнитными подшипниками

Применение магнитных подшипников дает возможность сделать конструкцию более жесткой , что , например , позволяет уменьшить динамический прогиб вала при высоких частотах вращения

В настоящие время для АМП идет создание международного стандарта , для чего был создан специальный комитет ISO TC108/SC2/WG7.

АМП могут эффективно применяться в следующем оборудовании :

• турбокомпрессоры и турбовентиляторы;
• турбомолекулярные насосы;
• электрошпиндели (фрезерные, сверлильные, шлифовальные);
• турбодетандеры;
• газовые турбины и турбоэлектрические агрегаты;
• инерционные накопители энергии.

Шпиндели для вакуумных машин с активными магнитными подшипниками

Однако АМП требуют сложную и дорогостоящую аппаратуру управления, внешнего источника электроэнергии, что снижает эффективность и надежность всей системы. Поэтому идут активные работы по созданию пассивных магнитных подшипников (ПМП), которые не требуют сложных систем регулирования: например, на основе высокоэнергетических постоянных магнитов NdFeB (неодим-жедезо-бор).

Пассивный магнитный подшипник на основе высокоэнергетических постоянных магнитов

1 ) Albert Kascak , Robert Fusaro & Wilfredo Morales. Permanent Magnetic Bearing for Spacecraft Applications. NASA/TM—2003-211996;
2 ) Ball and Roller Bearings . С at. №2202. NTN, 2001;
3 ) Care and Maintenance of Bearings . С at. № 3017. NTN;
4) Henrik Strand. Design, Testing and Analysis of Journal Bearings for Construction Equipment. Department of Machine Design. Royal Institute of Technology. Stockholm, Sweden, 2005;

5) ISO Standardization for Active Magnetic Bearing Technology. Published 2005 ;

9 ) NTN Technical Review №71. April 2004. OSAKA, JAPAN;

Сайт содержит информацию о продукции компаний NTN-SNR Roulements (до 2010 г. называлась SNR Roulements ) и NTN, а также их партнеров: подшипники, ремонтные комплекты из подшипников и других компонентов, подшипниковые узлы, сервисные продукты .

Л юбое цитирование и иное использование данных материалов возможно только со ссылкой на сайт snr.com.ru и исключительно для рекламирования либо распространения продукции NTN-SNR. Подробнее в » Правовой информации » .

Страницы оптимизированы для просмотра Internet Explorer версии 6.х и выше

В чем разница между подшипниками скольжения и качения?

На сегодняшний день подшипники широко применяются в самых разных механизмах, так или иначе связанных с задействованием вращающихся элементов. Подшипники вращают детали в часовых механизмах, двигают валы в ДВС, шахтные турбины и даже знаменитый аттракцион «Колесо обозрения».

Говоря простыми словами, подшипник – это кольцо, которое надевается на цилиндрический предмет. Они могут быть самыми разнообразными как по конструкции, так и по функциональному назначению. Например, для удерживания автомобильного колеса используются радиальные подшипники. А для вращения офисных кресел применяются подшипники упорные. В зависимости от классификации подшипников насчитывается от 7 до 10 разновидностей. Так или иначе, каждый подшипник служит для выполнения трех основных задач.

• Удержание оси или вала в заданном положении.
• Снижение уровня сопротивления при контакте фиксирующей конструкции и вращающегося вала.
• Передача физической нагрузки от вращающегося элемента к другим конструкционным деталям, узлам и механизмам.

Самыми популярными видами подшипников на сегодняшний день являются подшипники скольжения и подшипники качения. Именно их мы и опишем далее, определив основные различия, конструкционные особенности и сферы применения.

Подшипники скольжения

Речь идет о кольцах, внутри которых размещаются валы или втулки. Кольцо фиксирует вал в необходимом положении и начинает вращаться в заданной плоскости. Выделяют разъемные и неразъемные подшипники скольжения. Неразъемный подшипник – это полное кольцо, в которое можно вставить втулку. Разъемный подшипник можно разделить на два компонента, один из которых фиксирует вал, а второй вставляется сразу после фиксации. С эксплуатационной точки зрения конструкция разъемного подшипника является более удобной, что и обуславливает большую распространенность данного варианта.

В процессе вращения, вал осуществляет непосредственное соприкосновение с подшипником скольжения, что создает трение в системе пары «вал-подшипник». Данный процесс в конечном итоге приводит к быстрому износу элементов данной системы, то влияет на резкое уменьшение скорости движения вала. Чтобы этого не допустить, применяются разные смазки, значительно снижающие уровень трения, что является одним из главных условий повышения уровня долговечности подшипника. Помимо увеличения срока службы подшипника и вала, смазка дополнительно влияет на уменьшение силы трения, гарантирует эффективный теплоотвод, а также снижает воздействие на механизмы внешней среды.

Существуют твердые, газообразные и жидкие смазки. Именно жидкий вариант используется в большинстве современных подшипников скольжения. Что касается твердых смазок, основу которых составляет графит, то их могут использовать в подшипниках скольжения, на которых приходится большая нагрузка. Например, если речь идет о подшипнике для поездов, удерживающих колесный вал, то здесь жидкая смазка будет просто выдавлена большим давлением. Газообразные смазки могут применяться на высокоточных производствах, где к использованию деталей предъявляются особые условия. Газообразная смазка должна воспрепятствовать физическому соприкосновению подшипника и вала.

Плюсы подшипников скольжения

• Редко выходят из строя.
• Могут выдерживать большие вибрационные и ударные нагрузки.
• Имеют меньший радиальный размер, в сравнении с подшипниками качения.
• Подшипники скольжения разъемного типа могут быть демонтированы без необходимости разбирать всю конструкцию.
• Малый уровень шумности.
• Возможность работы в водной среде.
• Между валом и поверхностью подшипника может быть зазор, что гарантирует их беспроблемное и высокоэффективное использование даже в паре с сильно изношенными элементами.
• Характеризуются высоким коэффициентом полезного действия даже в паре с крупными валами.

Минусы подшипников скольжения

• Обязательно требуют смазку.
• Если смазка низкого качества, то быстро изнашиваются вследствие трения.
• Большие расходы на смазку.
• Нужно постоянно контролировать рабочие условия.
• У подшипников качения более высокий КПД.
• Вал и подшипник изнашиваются с разной скоростью.
• Невысокая долговечность.
• При производстве подшипников скольжения задействуются более дорогие материалы, в сравнении с подшипниками качения.

Подшипники качения

Подшипники качения характеризуются более сложным устройством, в сравнении с предыдущим вариантом. Во-первых, их конструкция включает в себя сразу два кольца разного диаметра. Расхождения в диаметрах колец ровно такое, чтобы между ними точно разместились другие элементы подшипниковой системы. Чтобы обеспечить хорошее сцепление между кольцами, внутри большого кольца и снаружи маленького прорезаются желоба. Между кольцами можно поместить бочонки, иглы, шарики и другие тела качения, которые будут определять название подшипника и принцип его работы. Результатом соединения трех элементов в единое целое является достаточно надежная и эффективная конструкция, во внутреннее кольцо которой вставляется вал. Вращаясь, вал оказывает воздействие на маленькое кольцо, которое раскручивается и «тянет» за собой те тела качения, которые находятся между кольцами. Большое кольцо остается неподвижным, то есть статично. Тела вращения между кольцами гарантируют значительное снижение уровня трения между элементами системы.

Подшипники качения могут производиться с сепаратором или без сепаратора. Сепаратор – это широкое кольцо, в котором на равном расстоянии создаются отверстия. Указанные отверстия служат для размещения в них тел качения, что гарантирует повышение эффективности подшипника с одновременным уменьшением объема задействованных материалов. Подшипники качения, в большинстве своем, создаются именно с сепараторами. Впрочем, есть модели и без сепараторов, в которых размещается максимально возможное число тел качения, без необходимости учета расстояния между ними. Чем больше тел качения будет размещено в подшипнике, тем большей грузоподъемностью будет характеризоваться данный элемент. В то же время, подшипники без сепараторов отличаются более низким лимитом скорости валового вращения.

В соответствии с официальной классификацией, выделяют открытые и закрытые подшипники качения. Закрытые подшипники характеризуются наличием специальных проекторов, призванных предотвратить воздействие внешней среды на элементы подшипникового механизма. Это позволяет эксплуатировать закрытые подшипники без смены смазки и дополнительного обслуживания. Открытые подшипники качения более подвержены влиянию окружающей среды, что зачастую приводит к попаданию внутрь конструкции инородных тел с последующим разрушением подшипника.

Главным преимуществом использования подшипников качения считается минимизация трения при соприкосновении подшипника с поверхностью вала. Тела качения гарантируют снижение энергозатрат на преодоление сопротивления вала и кольца, что, в свою очередь, существенно снижает уровень износа и увеличивает КПД в сравнении с подшипниками скольжения.

Плюсы подшипников качения

• Возможность применения при высоких скоростях валового вращения.
• Возможность эффективного удерживания вала при серьезных вибрационных и ударных нагрузках.
• Бесшумность эксплуатации.
• Минимальные осевые размеры.
• Не нуждаются в смене смазки.
• Могут эксплуатироваться в высокотемпературном режиме.

Минусы подшипников качения

• Более высокая цена.
• Более сложный процесс создания.
• Увеличенный радиус.
• Чувствительность к повышенной влажности.
• Не могут применяться в паре с валами высокой загруженности.
• Менее надежны в сравнении с предыдущим вариантом.

Чем отличаются подшипники качения и скольжения?

За минувшие десятилетия подшипники нашли широкое применение во многих механизмах, где присутствуют вращающиеся элементы. Наиболее распространены они в часах, валах двигателя, оборудовании для работы в шахтах. Даже во многих парковых аттракционах применяются подшипники, например, в колесе обозрения.

Подшипник представляет собой кольцо, насаженное на предмет цилиндрической формы. В зависимости от особенностей конструкции, деталь может применяться для самых разных целей. Например, радиальные подшипники в автомобилях используются для надежной фиксации колеса на оси. Упорные подшипники можно найти в колесиках офисных кресел. Выделяют более семи видов данной детали. Все они, как правило, выполняют три задачи:

1. Связь между вращающим элементом и подключенными к нему деталями, механизмами, передача на них нагрузки.
2. Уменьшение сопротивления в местах соприкосновения вала и связанной с ним конструкции.
3. Фиксация вала или оси в определенной позиции.

В настоящее время наиболее распространены два типа подшипников: качения и скольжения. Ниже будут приведены основные отличия этих видов, перечислены области применения и особенности конструкции.

Подшипники скольжения

Этот тип деталей представляет собой кольцо, внутри которого находятся втулки или валы. Кольцо надевается на вал, фиксируя его в одном положении, после чего начинает крутиться, не меняя своего положения. Подшипники скольжения делятся на разъемные и неразъемные. Последние представляют собой кольцо с отверстием для втулки. Разъемный состоит из двух элементов: один насаживается на вал, а второй выполняет роль защелки, фиксируя подшипник на одном месте. Такая конструкция является более удобной и простой в использовании. Поэтому разъемные подшипники больше распространены.

Когда вал приходит во вращение, он соприкасается с подшипником скольжения. Между ними возникает трение, и постепенно детали начинают изнашиваться. Также это замедляет скорость вращения. Чтобы уменьшить эти негативные эффекты, используются специальные смазки. Они уменьшают трение, увеличивают срок службы конструкции и уводят тепло, не допуская перегрева.

В качестве смазки могут использоваться самые разные вещества. Их можно разделить на газообразные, жидкие и твердые. Жидкие смазки применяются практически во всех современных скользящих подшипниках из-за высокой практичности. Твердые используются в деталях, которые подвергаются высокой нагрузке. Чаще всего в качестве твердой смазки используется графит. Газообразная используется на предприятиях с высокоточным производством, где установкам приходится работать в особых режимах и осуществлять движение с максимальной точностью. Такой вид смазки позволяет зафиксировать вал и подшипник таким образом, чтобы они не касались друг друга.

К преимуществам подшипников скольжения можно отнести:

• детали могут похвастаться долговечностью, т.к. очень редко ломаются и приходят в негодность;
• невосприимчивы к высоким нагрузкам и сильным вибрациям;
• обладают небольшим радиальным размером, что упрощает монтаж и эксплуатацию;
• разъемные подшипники скольжения легко демонтировать и заменить на новые, не разбирая другие части установки;
• во время работы не производят много шума;
• способны работать в пространстве, заполненном жидкостью;
• при правильной настройке и грамотном распределении смазки можно добиться такого положения вала и подшипника, что они не практически не будут касаться друг друга, что во много раз продлевает срок службы;
• обладают высоким КПД и способны работать с валами любых типов и размеров.

У подшипников скольжения можно выделить следующие недостатки:

• при использовании некачественной смазки трение между подшипником и валом сильно увеличивается, из-за чего детали быстро приходят в негодность;
• смазка для подшипников скольжения стоит довольно дорого;
• рекомендуется регулярно проверять рабочие условия на соответствие нормативам;
• несмотря на отличный КПД, у подшипников качения этот параметр выше;
• вал и подшипник обладают разным сроком службы, поэтому на определенном этапе работы потребуется заменить лишь одну деталь, и только через некоторое время — другую;
• подшипники скольжения не могут похвастаться высокой долговечностью;
• при изготовлении используются более дорогие материалы, чем при производстве других типов подшипников.

При выборе подшипников скольжения следует учитывать эти преимущества и недостатки. Это поможет выбрать оптимальную модель.

Подшипники качения

Конструкция подшипников качения является более сложной, чему у скольжения. У них два кольца разных диаметров. Это необходимо для того, чтобы остальные детали конструкции разместились таким образом, чтобы занимать меньше объема. Внутри большого кольца и снаружи маленького проделываются желоба. В них помещаются тела качения, шарики, иглы и другие элементы, которые и будут определять предназначение детали. Во время использования подшипника большое кольцо остается неподвижным, а за счет дополнительных тел обеспечивается наименьшее трение с маленьким, которое находится в движении.

Подшипники качения могут содержать в конструкции сепаратор. Это кольцо большого диаметра. Оно содержит в себе отверстия, расположенные друг от друга на равном расстоянии. Отверстия нужны для установки тел качения. Благодаря им требуется устанавливать меньшее количество дополнительных деталей при таком же уровне эффективности. Большая часть современных подшипников качения изготавливаются с сепаратором. Если этот элемент у конкретной модели отсутствует, то в нее приходится устанавливать дополнительное количество тел качения, чтобы добиться оптимальных значений у характеристик и высокой грузоподъемности. Подшипники без сепараторов имеют низкое ограничение скорости вращения вала.

Подшипники качения также делятся на закрытые и открытые. Первый тип имеет в конструкции защитные элементы, которые оберегают конструкцию от воздействия окружающей среды. У таких подшипников не нужно менять смазку, также их не требуется обслуживать. Открытые детали обладают меньшей долговечностью. Они не защищены от попадания внутрь конструкции пыли, грязи и посторонних объектов, которые способны довольно быстро привести к износу детали.

Основное достоинство подшипника качения заключается в том, что во время работы сила трения между ним и валом очень мала. Тела качения, имеющиеся в конструкции элемента, снижают количество энергии, затрачиваемой во время работы. Соответственно, подшипнику нужно прилагать меньше усилий во время вращения. Это обеспечивает больший КПД и долгий срок службы, чем у аналогов, относящихся к типу скольжения.

У подшипников качения можно выделить следующие достоинства:

• возможность работать при высоких скоростях вращения вала;
• при высоких нагрузках и сильном внешнем воздействии вал остается неподвижным за счет надежной фиксации подшипником;
• во время работы конструкция практически не шумит;
• подшипники качения обладают небольшими размерами;
• благодаря закрытой конструкции не требуется менять смазку, что упрощает эксплуатацию;
• такие подшипники способны работать при высоких температурах, они не перегреваются и не теряют своих свойств.

Подшипники качения обладают следующими недостатками:

• более высокая стоимость в сравнении с подшипниками скольжения;
• обладают более сложным процессом производства;
• кольца имеют большой диаметр;
• не рекомендуется использовать в среде с повышенной влажностью;
• нельзя использовать вместе с валом, имеющим высокую загруженность;
• обладают меньшей надежностью, чем подшипники скольжения.

При выборе вала качения нужно учитывать их плюсы и минусы.