Подбор подшипников для механизмов: ключевые критерии и рекомендации


Человек придумал колесо, чтобы облегчить перемещение грузов. Но еще до этого наши предки столкнулись с проблемой вращения вала в неподвижной опоре. Трение между деревянными поверхностями быстро приводило к нагреву и выходу из строя первобытных механизмов.

Решение проблемы подсказала сама природа: плоды деревьев катятся по земле практически без трения. Так появились первые прототипы подшипников в виде катающихся камней или деревянных катков. С тех пор конструкторы непрерывно совершенствовали конструкции, делая их все более выносливыми и долговечными.

Современные подшипники качения и скольжения - высокотехнологичные изделия, способные работать в самых сложных условиях. В этой статье мы подробно рассмотрим их разновидности и принцип действия, чтобы вы могли грамотно подобрать оптимальный вариант для вашего оборудования.

Подшипники качения

Подшипники качения завоевали популярность благодаря ряду важных преимуществ. Во-первых, они обеспечивают вращение практически без трения за счет качения шариков или роликов. Во-вторых, отличаются высокой надежностью и долговечностью при правильном подборе и обслуживании. В-третьих, подходят для работы на высоких и сверхвысоких оборотах.

Конструктивно состоят из двух колец с образующими канавки, в которые устанавливаются тела качения. Чаще это стальные шарики, реже – цилиндрические или конические ролики. Кольца разделяет сепаратор, не дающий телам соприкасаться.

По типу тел качения различают шариковые и роликовые подшипники. Последние выдерживают большую нагрузку, но проигрывают в скорости вращения.

В зависимости от направления воспринимаемых усилий различают радиальные, упорные и радиально-упорные подшипники качения. Первые работают на распор, вторые – на осевые нагрузки, третьи – и на то, и на другое.

По числу рядов тел качения выпускают одно-, двух- и многорядные конструкции. Чем рядов больше, тем выше грузоподъемность, но ниже частота вращения из-за большей массы.

Подшипники скольжения

Подшипники скольжения - более простые по конструкции узлы, в которых трение возникает при непосредственном контакте поверхностей втулки и вала.

Преимущества:

  • простота изготовления и низкая стоимость;
  • способность гасить вибрации и ударные нагрузки;
  • возможность работы без подвода смазки.

Недостатки:

  • более высокий коэффициент трения;
  • ограничения по скорости вращения из-за нагрева;
  • меньший ресурс работы.

Несмотря на недостатки, подшипники скольжения незаменимы в некоторых конструкциях благодаря простоте и надежности.

Конструктивные особенности

Подшипники скольжения представляют собой цельную втулку или составную втулку из нескольких частей.

Втулка изготавливается из материалов, обладающих высокими антифрикционными свойствами, например:

  • баббит;
  • бронза;
  • латунь;
  • полимеры (фторопласт, полиамид).

Наружным диаметром втулка запрессовывается в корпус, а внутренним - на вал. Смазка, подаваемая в зазор, снижает трение между поверхностями втулки и вала.

Классификация

По конструкции:

  • цельные неподвижные;
  • разъемные;
  • составные состоящие из нескольких частей.

По направлению воспринимаемой нагрузки:

  • радиальные;
  • упорные;
  • радиально-упорные.

Применение

Подшипники скольжения часто используются:

  • в подшипниках скольжения шпинделей токарных станков;
  • коренных и шатунных опорах двигателей внутреннего сгорания;
  • подшипниковых узлах горных экскаваторов и другой техники;
  • цапфах коленчатых и кулачковых валов;
  • опорах механизмов вибрационного и ударного действия.

Выбор типа для механизма

Выбор подшипника - ответственный этап проектирования. От правильного решения зависят надежность и долговечность узла. Рассмотрим основные критерии подбора.

Во-первых, учитываются габариты и масса - они должны подходить по размерам отверстия в корпусе и валу. Во-вторых, определяются типы действующих нагрузок - радиальные, осевые или их сочетание.

В-третьих, рассчитывается необходимая грузоподъемность подшипника исходя из веса вращающихся частей и других нагрузок. В-четвертых, выбирается допустимая частота вращения, исходя из максимальных оборотов механизма.

Немаловажны условия эксплуатации - температура, влажность, запыленность, вибрация. Для агрессивных сред подбираются с защитой от коррозии.

И, наконец, учитывается стоимость - она не должна быть избыточной. Выбор оптимального решения позволяет сэкономить на цене без потери надежности.

Заключение

Подшипники качения и скольжения - важнейшие узлы машин, обеспечивающие вращение или линейное перемещение с минимальными потерями на трение.

Благодаря разнообразию конструкций и материалов, современные подшипники могут работать в самых разных условиях: при высоких скоростях и нагрузках, в агрессивных средах, в узлах с ограниченным пространством и др.

Грамотный подбор подшипников с учетом особенностей конкретного механизма - залог долговечности и эффективности его работы. Материалы этой статьи помогут сориентироваться в огромном разнообразии современных опор и принять верное решение о выборе наиболее подходящего варианта.


  • Области применения и характеристики подшипников
  • Виды и функция подшипников
  • Критерии выбора подшипников: правильно и быстро
  • Виды подшипников
  • Критерии выбора подшипников

  •  

    • Яндекс.Метрика
    • Индекс цитирования