Классификация подшипников

Подшипники — важнейший элемент механических систем, обеспечивающий движение и поддерживающий нагрузку. В силу своей важности и широкого спектра применения изделия подразделяются на различные типы, каждый из которых предназначен для определенных условий и задач. По виду трения выделяют две основные разновидности устройств — подшипники качения и подшипники скольжения. В сегодняшней статье поговорим о рабочих характеристиках каждого из двух этих видов подшипников, а также расскажем об особенностях других типов и их назначении.

Подшипники качения: рабочие характеристики, плюсы и минусы

Подшипники качения задействуются во многих приложениях. Например, они широко применимы в автомобильной промышленности, машино- и приборостроении, в энергетической отрасли, при производстве разнообразного станочного оборудования. Конструкция достаточно простая — два кольца (внутренний и внешний) и тела качения.

Среди основных преимуществ использования подшипников качения выделяют:

• небольшие потери на трение;
• взаимозаменяемость — при поломке узла не составит труда найти точно такой же подшипник;
• малые пусковые моменты;
• минимальный расход смазки;
• небольшую цену — производятся массово, поэтому стоимость достаточно демократичная;
• простоту техобслуживания;
• малые размеры в осевом направлении.

Что касается недостатков, то при работе высокоскоростных приводов узлы быстро выходят из строя. Плюс у подшипников качения далеко не маленькие радиальные размеры, а это опять-таки ведет к увеличению нагрузки на тело и его скорому износу. Среди других минусов выделяют восприимчивость к ударам и вибрациям, а также значительный шум при работе на высоких скоростях.

Классификация подшипников качения по размерам

Учитывая внутренний и наружный диаметры, а также ширину, подшипники качения делятся на несколько серий. Для удобства определения размера подшипников по серии приведена небольшая таблица классификации:

Зная серию, можно определить размеры узла, и наоборот, по размерам определяется требуемая серия подшипников.

Конструкция и основные характеристики

Конструкция подшипников качения достаточно простая. Узлы состоят из таких компонентов, как:

• кольца — внешнее и внутреннее;
• тела качения — могут быть в виде шариков, роликов или иголок;
• сепаратор — играет роль оправы для тел качений, чтобы направлять их и удерживать.

Помимо размеров самих устройств, при выборе подшипников качения следует учитывать и другие характеристики: исполнение, то есть количество рядов, статическую и динамическую грузоподъемность, предельное число оборотов (чем оно выше, тем лучше) и массу узла.

Подшипники скольжения: рабочие характеристики

Конструкция подшипников скольжения значительно отличается. Здесь два основных компонента (кольца) не скользят по роликам, а катятся друг по другу. Это увеличивает площадь трения, что, в свою очередь, делает силу значительно больше. И именно из-за этой особенности конструкции такие подшипники имеют один серьезный недостаток — если количества смазывающего материала недостаточно, металл нагревается, приводя к поломке узла.

Из чего состоят и какие имеют параметры

Классификация подшипников качения по воспринимаемой нагрузке:

• радиальные;
• упорные.

Радиальные подшипники состоят из корпуса и вкладыша, изготовленного из антифрикционного материала и расположенного в цилиндрическом отверстии корпуса. Вал располагается во втулке, а между ними имеется зазор, который заполняют смазкой. Чуть иная конструкция у сферических подшипников. Они состоят из двух полуколец, между которыми установлена подвижная сфера с отверстием для вала.

Корпус подшипников изготавливается из прочных материалов, чаще всего стали. При выпуске втулки (внутреннего кольца) используют антифрикционные материалы, чтобы снизить коэффициент трения. За счет особенности конструкции узлы устойчивы к вибрационным нагрузкам и механическому воздействию, подходят для передачи крутящего момента, считаются более надежными. Однако при недостатке смазывающего материала быстро выходят из строя, плюс при малых скоростях температура металла повышается, подшипник начинает терять свои свойства.

Шариковые

В шариковых подшипниках в качестве тел качения используются стальные шарики. Они находятся в сепараторе и располагаются между внешним и внутренним кольцами подшипника.

Шариковые подшипники обладают рядом преимуществ по сравнению с другими типами подшипников, такими как высокая нагрузочная способность, длительный срок службы, малая сила трения и простота обслуживания. Правда, узлы не подходят для применения при больших радиальных нагрузках, а также при больших оборотах вала.

Упорные роликовые

Данный вид подшипников состоит из двух колец и роликов, расположенных между ними. Одно из колец является тугим и используется для установки на валу, а другое — свободным и устанавливается на корпусе механизма.

Роликовые цилиндрические

Цилиндрические подшипники роликового типа представляют собой особый вид устройств, в которых в качестве элементов качения применимы цилиндрические ролики вместо классических шариков.

Они находят широкое применение в различных отраслевых направлениях, где требуется работа в условиях повышенных нагрузок, например, в станках, автомобильных моторах, компрессорных и вентиляционных установках, насосах и других устройствах. Отличаются высокой грузоподъемностью, жесткостью, малыми габаритами. При этом узлы не переносят высоких скоростей.

Двухрядные самоустанавливающиеся

Самоустанавливающиеся двухрядные шариковые подшипники состоят из внутренней и внешней обойм, двух линий сферических тел качения и сепараторов. Они отличаются от обычных радиальных подшипников наличием двух дорожек на внутренней обойме для каждого ряда шаров и одной общей дорожки сферической формы на внешней обойме. Это позволяет внутреннему кольцу со сферами смещаться относительно внешнего кольца, если вращающаяся ось искривлена.

Игольчатые

В игольчатых подшипниках используются длинные тонкие цилиндрические элементы, похожие на иглы. В отличие от обычных роликовых подшипников, где длина ролика лишь немного превышает свой диаметр (не является шаром), игольчатые подшипники имеют тела качения, длина которых как минимум в четыре раза превышает собственный диаметр. Такие подшипники позволяют снизить трение между вращающимися поверхностями.

Игольчатые модели предназначены для больших скоростей вала. Отличаются высокой прочностью, неплохой износостойкостью и малыми энергозатратами. Однако даже небольшие перекосы вала неминуемо ведут к поломке узла.

Заключение

Теперь вы знаете основные виды и назначение подшипников. При покупке изделий ориентируйтесь в первую очередь на производителя и стоимость. Покупать следует продукцию известных брендов, которая зарекомендовала себя с лучшей стороны.