Чем отличаются подшипники качения от скольжения

Чем отличаются подшипники качения от скольжения

Что такое подшипник

Подшипник (от «под шип») — сборочный узел, являющийся частью опоры или упора и поддерживающий вал, ось или иную подвижную конструкцию с заданной жёсткостью. Фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение, качение или линейное перемещение (для линейных подшипников) с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку от подвижного узла на другие части конструкции.

То есть подшипник — это опора, которая воспринимает нагрузки и допускает относительное перемещение частей механизма в требуемом направлении.

По виду трения подшипники делятся на подшипники скольжения и подшипники качения.

В чем разница между подшипниками качения и подшипниками скольжения

В подшипниках качения главенствующую роль играет трение качения, т.к. трение скольжения между сепаратором и телами качения, как правило, невелико. Поэтому в подшипниках качения, по сравнению с подшипниками скольжения, наблюдаются значительно меньшие потери энергии, а также меньший механический износ.

Широкое применение подшипников качения обусловлено рядом их преимуществ по сравнению с подшипниками скольжения меньшим моментом сопротивления вращению, особенно в начале движения, а также при малых и средних частотах вращения; большей несущей способностью на единицу ширины подшипника; полной взаимозаменяемостью; простотой эксплуатации; меньшим расходом смазочных материалов и цветных металлов; более низкими требованиями к материалам и термообработке валов.

Подшипники качения

Преимущества подшипников качения

  1. сравнительно малая стоимость вследствие массового производства
  2. малые потери на трение и незначительный нагрев при работе
  3. высокая взаимозаменяемость, что облегчает монтаж и ремонт машин при эксплуатации
  4. малый расход цветных металлов при изготовлении и смазочного материала при эксплуатации
  5. малые осевые размеры

Недостатки подшипников качения

  1. большие радиальные размеры
  2. чувствительность к ударным и вибрационным нагрузкам
  3. большая сопротивляемость вращению, шум и низкая долговечность на высоких скоростях вращения.

Подшипники качения состоят из:

  • наружного и внутреннего колец с дорожками качения,
  • тел качения (шариков или роликов),
  • сепараторов, разделяющих и направляющих тела качения.


Сепаратор отделяет тела качения друг от друга и удерживает их на равном расстоянии. Большое влияние на работоспособность подшипника оказывает качество сепаратора. Сепараторы разделяют и направляют тела качения. В подшипниках без сепаратора тела качения набегают друг на друга. При этом кроме трения качения возникает трение скольжения, увеличиваются потери и износ подшипника. Установка сепаратора значительно уменьшает потери на трение, так как сепаратор является свободно плавающим и вращающимся элементом. Большинство сепараторов выполняют штампованными из стальной ленты.

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.

В качестве тел качения используют шарики или ролики. Ролики могут быть тонкими и длинными, так называемые игольчатые ролики.

На что влияет разный тип тел качения?

Роликовые подшипники благодаря увеличенной контактной поверхности допускают значительно большие радиальные нагрузки, чем шариковые.

В то же время быстроходность роликовых подшипников ниже, чем шариковых, однако разница незначительная. Подшипники роликового типа обязательно требуют координации осей мест, на которые осуществляется посадка. Когда данный фактор обеспечить невозможно, появляется кромочное давление на дорожки, осуществляющие качение, что оказывает негативное влияние на качество данных подшипников.

Читайте также:  Сушка для обуви инструкция

Применение игольчатых подшипников позволяет уменьшить габариты (диаметр) при значительных нагрузках.

Виды подшипников качения

По виду тел качения

  • Шариковые
  • Роликовые (игольчатые, если ролики тонкие и длинные)

По типу воспринимаемой нагрузки

  • Радиальные (нагрузка вдоль оси вала не допускается).
  • Радиально-упорные, упорно-радиальные. Воспринимают нагрузки как вдоль, так и поперек оси вала. Часто нагрузка вдоль оси только одного направления.
  • Упорные (нагрузка поперек оси вала не допускается).
  • Линейные. Обеспечивают подвижность вдоль оси, вращение вокруг оси не нормируется или невозможно. Встречаются рельсовые, телескопические или вальные линейные подшипники.
  • Шариковые винтовые передачи. Обеспечивают сопряжение винт-гайка через тела качения.

По числу рядов тел качения

По чувствительности к перекосам (по способности компенсировать несотносность вала и втулки):

  • несамоустанавливающиеся, допускающие взаимный перекос колец до 8′.
  • самоустанавливающиеся, допускающие взаимный перекос колец до .

По материалу тел качений:

  • Полностью стальные
  • Гибридные (стальные кольца, тела качения неметаллические. Как правило, керамические)

При покупке подшипника также следует учитывать нагрузочную способность (или габариты) и точность подшипника.

Класс точности регламентирует величины предельных отклонений размеров, формы и расположения деталей подшипника. В зависимости от наличия требований к уровню вибраций, величине момента трения и других дополнительных технических требований подшипники разделяют на три категории — А, В и С. Обычно к подшипникам категории С не предъявляется никаких специальных требований. Следует отметить, что с повышением точности подшипника возрастает его стоимость.

СМАЗЫВАНИЕ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Жидкие смазочные материалы (масла) Пластичные смазочные материалы
погружение в масляную ванну- разбрызгиванием

— под действием центробежных сил

— масляным туманом

— заполнение смазочным материалом пространства внутри подшипника- герметизированный подшипник с двухсторонним контактным уплотнением с запасом смазки на весь период службы

Подшипники скольжения

Достоинства подшипников скольжения

  1. надежно работают в высокоскоростных приводах
  2. хорошо воспринимают ударные и вибрационные нагрузки (большая площадь поверхности и демпфирование масляного слоя)
  3. имеют небольшие радиальные размеры
  4. допускают установку на шейки коленчатых валов
  5. имеют относительно простую конструкцию

Недостатки подшипников скольжения

  1. сравнительно большие осевые размеры
  2. требуют постоянного контроля за наличием и качеством смазки
  3. имеют значительные потери на трение в период пуска и при плохой смазке.

Чаще всего, подшипник скольжения состоит из корпуса с цилиндрическим отверстием, куда вставляется втулка из материала с антифрикционными свойствами. В такой конструкции. обычно, предусмотрена также система смазки, которая обеспечивает поступление смазочного материала в зазор между валом и втулкой подшипника.

Рабочие зазоры в подшипниках, работающих со смазкой, рассчитываются на основе гидродинамической теории. При этом, находится минимальная толщина слоя смазки в микрометрах, температура и давление в этом слое, а также расход смазочного материала. Подшипники различной конструкции, с различными значениями скорости вращения цапфы и в разных условиях эксплуатации могут характеризоваться различными типами трения, которое может быть сухим, граничным, гидродинамическим или газодинамическим. Следует заметить, что даже подшипники с гидродинамическим трением при пуске механизма некоторое время работают в режиме граничного трения.

Смазка относится к числу основных факторов, определяющих надежность и срок службы подшипника. Функцией смазки является: обеспечение минимального трения между подвижными частями, отвод избыточного тепла, защита от неблагоприятных внешних факторов. При этом, смазка может быть: жидкой (синтетические и минеральные масла или вода для подшипников из неметаллических материалов); пластичной (смазки с использованием литиевого мыла или сульфоната кальция); твердой (дисульфид молибдена, графит и пр.); газовой (азот или инертные газы). Самыми высокими эксплуатационными параметрами обладают самосмазывающиеся пористые подшипники, которые изготовлены по технологии порошковой металлургии. Такой пористый подшипник, будучи пропитанным маслом, в процессе работы нагревается и смазка выдавливается из пор в рабочий зазор на трущиеся поверхности. В нерабочем состоянии такой подшипник остывает и смазка снова уходит в его поры.

Читайте также:  Led daytime running lights

В зависимости от допустимого направления рабочих нагрузок, подшипники разделяют на осевые (упорные) и радиальные.

Крутится-вертится…

В результате технического прогресса и стремительного развития всевозможных технологий современный человек перестает задумываться о простых вещах, которые его окружают.

В оставшихся после смерти Леонардо да Винчи эскизах в числе прочих гениальных задумок было найдено и данное изображение наброска подшипника

Подшипники скольжения способны работать на сверхвысоких скоростях и при больших нагрузках, включая вибрационные и ударные, однако им требуется постоянная смазка

Дополнительные знаки слева:

Дополнительные знаки справа:

Двухрядные радиальные сферические роликовые подшипники имеют более высокую грузоподъемность по сравнению с подшипниками других типов. Кроме того, они могут компенсировать несоосность и прогибы валов, а также нести комбинированную нагрузку, как осевую, так и радиальную

Игольчатые подшипники являются разновидностью роликовых подшипников. К ним относят такие подшипники, соотношение длины роликов которых к диаметру превышает значение 4

Условное обозначение подшипника наносят на торцы обоим клеймением, травлением или электроискровым способом, а иногда и на внешнюю поверхность наружного кольца – электрохимическим травлением

Однако на особо мелких подшипниках маркировку не наносят. Их данные можно почерпнуть либо с упаковки, либо из технической документации, поставляемой вместе с ними

Подшипник уже довольно давно используется в качестве сборочного узла любого механизма. Сложно представить без него машину или агрегат. Служит он для опоры или упора вала, для поддержания заданной жесткости с минимальной сопротивляемостью при трении.

Особо распространены два типа подшипника: качения и скольжения.

Подшипник качения

Самый широко используемый тип. Состоит он из следующих деталей:

  • Внутреннее кольцо.
  • Сепаратор (обойма).
  • Тела качения.
  • Внешнее кольцо.
  • Защитная крышка (применяется не всегда).

Такие подшипники применяются в оборудовании всех отраслей и назначений. Притом данный тип очень разнообразен. Тела качения бывают: сферические, роликовые, бочкообразные, игольчатые. В качестве материала для тел преимущественно используется сталь. В особо агрессивных средах применяют стеклянные тела качения.

На внутреннем кольце по внешней стороне протачивается желобок. Так же делают желоб по внутренней стороне внешнего кольца. Эти канавки являются дорожками для тел качения. Таким образом, шары вращаются точечно касаясь дна желобка и его стенок. Роликовые тела при вращении касаются всей плоскости канавок.

Сепаратор, как правило, состоит из двух спаянных между собой половинок. Его роль – создавать направление для движения тел и сохранять постоянную одинаковую дистанцию между ними. В некоторых случаях применяют подшипник качения без сепаратора, что позволяет увеличить нагрузку на узел, однако, скорость вращения не может быть большой при такой конструкции.

Подшипник качения по воспринимаемой нагрузке классифицируется на упорный, радиальный, радиально-упорный. На радиальные нагрузка распределяется перпендикулярно оси вала. Нагрузка вдоль вала недопустима.

Читайте также:  Джеймс кэмерон на дне марианской впадины

Упорные принимают нагрузку параллельную оси. Запрещена нагрузка поперечная валу.

Радиально упорные. Могут принимать нагрузку как параллельно, так и перпендикулярно оси вала.

В целях уменьшения габаритов в некоторых случаях не используется внутреннее кольцо. При таком варианте эксплуатации на валу, неподвижном или активном, вытачивается канавка и сепаратор с внешним кольцом надевается непосредственно на ось или вал механизма.

Подшипники с защитной крышкой более долговечны и требуют меньшего внимания на обслуживание. Открытые же могут быстро выйти из строя при недостаточной или неправильной смазке и попадания инородных предметов.

Для подшипников качения применяют различные виды смазок: жидкие (различные масла), пластичные (солидол), твердые (графитовая смазка). Иногда подшипники работают без смазки, однако, скорость вращения тел качения не должна быть высокой, а нагрузка большой. В противном случае подшипник быстро нагревается и выходит из строя.

Подшипник скольжения

В данном типе подшипника трение возникает при скольжении состыкованных плоскостей вала и втулки.

Подшипник скольжения состоит из следующих элементов:

  • Корпус (цельный или разборный).
  • Вкладыш или втулка (изготовленные из антифрикционного материала).
  • Смазывающее устройство.

Корпус для такого типа чаще всего массивный, изготавливается из разных металлов и может быть цельный или разъемный. Корпус оснащён одним или несколькими масляными клапанами. Клапан служит для подвода смазки на рабочую плоскость вкладыша или втулки. Также при смазке под давлением, при помощи специальных масляных станций, имеется отвод для отработанного масла, которое потом попадает на станцию и вновь на подшипник. Таким образом, смазка является циркулирующей.

Вкладыш чаще изготавливают из антифрикционных металлов, таких как: бронза и чугун. Могут применяться стальные вкладыши с нанесенным слоем баббита.

Подшипник скольжения классифицируется на радиальный, упорный, радиально упорный.

В качестве смазочного материала преимущественно применяют масла. Также применяются пластичные, твердые и даже газообразные смазки.

Разница между подшипниками скольжения и качения

Подшипник скольжения имеет ряд преимуществ, которые отличают его от подшипника качения:

  • Имеет разъемное исполнение. Это огромный плюс для использования в двигателе внутреннего сгорания. На коленчатый вал надеть подшипник качения не представляется возможным. И поэтому применяют подшипник скольжения.
  • Экономичный вариант для применения на больших по диаметру валах.
  • Способны работать в воде.
  • При ремонте не возникает необходимость демонтировать остальные детали.
  • В отличие от шарикоподшипников могут воспринимать большие вибрационные, а также ударные нагрузки.
  • Размеры подшипников радиального типа относительно небольшие.
  • Имеется возможность регулирования зазора между валом и вкладышем.
  • Просты в тихоходных машинах.
  • Надежны в приводах с высокой скоростью.
  • Бесшумная работа.

Однако и у подшипников качения есть свои преимущества:

  • Материалы для изготовления дешевле.
  • Не требуют постоянного надзора за смазкой.
  • Нет увеличенного трения при пуске.
  • Меньший расход смазочных материалов.
  • Меньше сила трения.
  • Размер подшипников упорного типа меньше.

У каждого вида подшипника есть свои преимущества и слабые стороны, что позволяет применять при отдельный вид при определённых условиях. Из общего же только предназначение – опора вала и создание минимального трения при работе.

Ссылка на основную публикацию
Формула частота в excel
При анализе данных периодически возникает задача подсчитать количество значений, попадающих в заданные интервалы "от и до" (в статистике их называют...
Уравнение плоскости по двум пересекающимся прямым
УСЛОВИЕ: Составить уравнение плоскости, проходящей через две параллельные прямые x-2/3=y+1/2=z-3/-2 x-1/3=y-2/2=z+3/-2 Добавил yelymcheav , просмотры: ☺ 1976 ⌚ 2019-05-14 15:35:56....
Уравнение баланса мощностей формула
При решений электротехнических задач, часто нужно проверить правильность найденных значений. Для этого в науке ТОЭ, существует так называемый баланс мощностей....
Формула тейлора с остатком в форме пеано
Формулировка: Если существует , то представима в следующем виде: Это выражение называется формулой Тейлора с остаточным членом в форме Пеано...
Adblock detector