Подшипники относятся к важнейшим элементам любого механизма. Они обеспечивают надежное вращение, уменьшают трение и износ, продлевают срок службы оборудования. В машиностроении применяются два основных вида: подшипники скольжения и качения. Каждый вариант имеет особенности, отличия в конструкции, принципе работы. Чтобы подобрать подходящий тип, важно понимать, как они устроены, чем отличаются друг от друга.
Различия в строении
Подшипники качения и скольжения имеют общее назначение, но их конструкция различна. В подшипнике скольжения опора образуется за счет соприкосновения вала с поверхностью втулки. Для уменьшения трения используются смазочные материалы. В подшипниках качения применяются тела вращения: ролики или шарики, которые катятся между наружным и внутренним кольцом.
Такое отличие в строении определяет их технические характеристики, долговечность, область применения. Выбор конструкции зависит от условий работы: нагрузки, температуры, скорости вращения.
Различия в строении влияют на требования к обслуживанию. Подшипники скольжения проще по конструкции, но нуждаются в регулярной подаче смазки, чтобы снизить износ и нагрев. Подшипники качения, напротив, более сложны, зато гарантируют стабильную работу при высоких скоростях, меньшие потери энергии.
Подшипники скольжения
Этот тип популярен из-за простой конструкции. Вал вращается прямо во втулке или гильзе. Между деталями возникает трение скольжения. Для уменьшения износа обязательно используется смазка. Она формирует тонкую пленку между поверхностями.
Особенности подшипников скольжения:
- простая конструкция без сложных деталей;
- хорошая работа при высокой нагрузке;
- возможность применения при малой скорости;
- долговечность при наличии смазки.
Подшипники скольжения часто используют в транспортных средствах, промышленном оборудовании, электрических машинах. Они обеспечивают плавность работы и устойчивость к ударным нагрузкам.
У них есть еще одна особенность — возможность работы при недостатке смазки в течение короткого времени. Это объясняется большой площадью контакта, способностью материала втулки удерживать смазку. Однако длительная эксплуатация без обслуживания приводит к перегреву, ускоренному износу, выходу из строя.
Подшипники качения
В конструкции такого типа применяются тела вращения — ролик или шарик. Они находятся между внутренним и наружным кольцом. Благодаря этому трение заменяется качением, что существенно снижает потери энергии.
Преимущества подшипников качения:
- высокая точность работы;
- малое трение даже без сложных систем смазки;
- широкий выбор конструкций и размеров;
- возможность работы при высокой скорости.
Применяются в автомобилях, бытовой технике, промышленных станках. Их особенности — универсальность, удобство монтажа.
Дополнительно стоит отметить, что такие подшипники бывают разных типов: шариковые, роликовые, конические. Каждый вариант рассчитан на определенные условия эксплуатации. Например, шариковые изделия применяют в электродвигателях, вентиляторах, где требуется высокая скорость. Роликовые — в тяжелых машинах, железнодорожном транспорте, где важна повышенная нагрузка.
Принцип работы
Отличие в работе двух типов заключается в характере взаимодействия поверхностей. В подшипниках скольжения контакт идет напрямую, через тонкий смазывающий слой. При правильной подаче масла создается гидродинамическая пленка. Она отделяет вал от опорной поверхности.
В подшипниках качения вал опирается на кольцо с шариками или роликами. Благодаря этому нагрузка распределяется равномерно, а трение уменьшается. Оба варианта решают одну задачу, но делают это по-разному.
Дополнительное преимущество подшипников качения — меньшее выделение тепла при высоких оборотах. Подшипники скольжения при тех же условиях будут перегреваться и быстрее терять ресурс, если система смазки недостаточно эффективна.
Сравнение характеристик
Если провести сравнение параметров, легко заметить отличия. Подшипники скольжения выдерживают высокие нагрузки, требуют постоянной подачи смазки. При этом подходят для тихоходных механизмов, имеют простую конструкцию. Отличаются длительным сроком службы, низким уровнем шума при работе.
Подшипники качения обладают высокой точностью и надежностью, бесшумно работают. Однако они чувствительны к загрязнению, имеют более сложную конструкцию, обеспечивают минимальное трение при высоких скоростях, эксплуатируются с разными видами валов.
Главное отличие в том, что первый вариант эффективнее при больших нагрузках, простоте конструкции, а второй — при высоких скоростях и необходимости экономить энергию. При этом нельзя сказать, что один тип лучше другого. Все зависит от конкретной задачи. Например, в турбинах и дизельных двигателях часто используют подшипники скольжения, так как они способны выдерживать значительные удельные давления, а в автомобильных колесах эффективнее работают подшипники качения, так как они обеспечивают стабильность и снижают сопротивление движению.
Как определить размер подшипника и подобрать подходящий
Подбор подходящих деталей, и подшипник не исключение, — важный этап эксплуатации механизма. Если неправильно сделать выбор, это приведет к ускоренному износу, поломкам, простоям оборудования, машин. Чтобы определить размер изделия, учитывают несколько параметров:
- диаметр вала;
- внутренний диаметр кольца;
- наружный диаметр;
- ширину посадочного места;
При выборе также обращают внимание на такие моменты, как:
- рабочая нагрузка;
- условия эксплуатации;
- скорость вращения;
- температурные колебания.
Производители указывают все размеры в каталогах. Если деталь вышла из строя, ее маркировку можно найти на кольце. При отсутствии надписей размеры снимают с помощью штангенциркуля.
Для удобства подбора существуют онлайн-калькуляторы, где вводятся параметры, а система подбирает вариант. Важно помнить: долговечность зависит не только от подшипников, но и от правильной установки и регулярного обслуживания.
Рекомендуется учитывать стандартные размеры, а также класс точности. Для оборудования с высокой скоростью вращения лучше использовать изделия повышенной точности. Для машин с ударными нагрузками предпочтительнее модели с усиленной конструкцией, продуманной системой смазки.
Подшипники — это базовые элементы механики. Существует два основных типа — подшипники качения и скольжения. Каждый имеет особенности, преимущества, ограничения. Разница между ними заключается в принципе работы: либо контакт поверхностей со смазкой, либо взаимодействие через шарики, ролики.
Верный выбор, учет условий работы, регулярное обслуживание помогут получить максимальную отдачу от подшипников. В одном случае основное внимание уделяется надежности при высоких нагрузках, в другом — снижению трения и обеспечению высокой скорости вращения.