Подшипники для чего нужны

Зачем нужны подшипники?

Как бороться с ненужным трением?

Вспомните: волочить какой-либо тяжелый предмет по скользкой, мокрой глине значительно легче, чем по сухому, шероховатому асфальту. А если приходится волочить по асфальту, то лучше подкладывать под предмет какие-нибудь катки. На языке техники это значит, что уменьшить трение можно, заменив сухое трение жидкостным трением скольжения или трением качения.
Опорные участки вала – их называют шипами или шейками – протачивают, шлифуют и помещают в специальные опоры – подшипники, которые разделяются на 2 основные группы: подшипники качения и подшипники скольжения.

подшипники скольжения состоят из корпуса с отверстием и запрессованной в него втулки, а чаще – из разъемного корпуса и вкладышей. При сборке вал кладется отшлифованными шейками на нижние половинки вкладышей и накрывается верхними половинками.

Благодаря тому, что трущиеся детали делают всегда из разных материалов ( валы – из черных металлов, вкладыши – из бронзы или другого сплава), трение значительно снижается. Но этого мало. На внутренней поверхности вкладышей имеются бороздки, по которым растекается смазка. Как только вал начинает вращаться, он затягивает под шейки частицы масла. Постепенно между валом и вкладышами образуется масляная пленка, она приподнимает вал, и он вращается, уже не касаясь поверхности вкладышей. Так сухое трение заменяется жидкостным.

При больших частотах вращения даже трение жидкостного скольжения вызывает сильный нагрев подшипника. Его надо охлаждать, и это обязанность также поручается маслу. В одних подшипниках устраивают масляную ванну, а на вал надевают кольца, которые, вращаясь, подают свежее масло из ванны на шейку вала. В другие подшипники непрерывно подают масло при помощи специальных насосов. Масло одновременно и смазывает трущиеся поверхности, и охлаждает их. Обеспечить надежную работу подшипников скольжения не просто: они требуют повседневного ухода.

Значительно надежнее и удобнее в эксплуатации подшипники качения. В таких подшипниках стальные шарики ( шариковые подшипники) или ролики ( роликовые подшипники) катятся по канавкам колец, поставленных между вращающимися валом и неподвижной опорой. На преодоление трения в шариковых подшипниках тратится всего несколько тысячных долей общей нагрузки на вал. Смазывать их надо густым маслом только при очередных ремонтах машин.

Решая вопрос о том, какому виду подшипников отдать предпочтение, надо учитывать, что подшипники скольжения плохо работают при трогании с места, пока не образовалась масляная пленка (к тому же при резких толчках на валу эта пленка легко нарушается). Подшипники качения, наоборот, хорошо работаю при трогании с места. Но и у них есть недостаток: они плохо переносят очень большие нагрузки, когда давление на шарики или ролики оказывается чрезмерно большим. Поэтому для каждого узла машины подбирается соответствующий тип подшипника. И это необходимо учитывать, когда строишь различные модели.

В обычных электродвигателях, как правило, устанавливают шариковые подшипники; в редукторах подъемных кранов, в колесных парах железнодорожных вагонов – роликовые. А в любом автомобиле много различных видов подшипников: коленчатый вал опирается на подшипники скольжения, полуоси передних колес – на шариковые, вал ведущей шестерни главной передачи – на конические роликовые и т.д.

Для мощных авиационных двигателей, гигантских прокатных станов и других машин, валы которых испытывают очень большие и часто изменяющиеся нагрузки, применяют игольчатые подшипники. У них между кольцами находятся обильно смазанные тонкие стальные иглы. Сначала такой подшипник работает как роликовый – иглы катятся по поверхности колец. При увеличении скорости вала иглы перестают катиться и вместе с маслом образуют внутренне кольцо, которое скользит между стальными кольцами подшипника. Игольчатый подшипник сочетает достоинства подшипников скольжения и подшипников качения.

Уменьшить трение можно и другими способами. Вы, вероятно, слышали о судах на воздушной подушке. Нагнетаемый сильным вентилятором поток воздуха поступает под днище судна и создает там давление, приподнимающее судно над водой. Увлекаемое воздушным винтом, такое судно легко скользит по поверхности воды как бы на воздушной подушке.

На опытах по электричеству в школе вам, наверное, приходилось видеть, как под действием магнитного поля металлическое кольцо приподнимается над сердечником сильного электромагнита. Оно как бы лежит на невидимой магнитной подушке.

Значит, воздушная и магнитная подушки могут уменьшать трение в различных механизмах. Подшипники с воздушным трением находят применение в небольших воздушных (или газовых) турбинах, приводимых в движение сжатым воздухом. Эти турбины имеют очень большие частоты вращения, необходимые для создания прочной воздушной подушки между вращающимися частями и опорой. Здесь воздух одновременно приводит в движение турбину, «смазывает» её и охлаждает.

Предназначение подшипников

Подшипник представляет собой сложносоставной сборочный узел, который состоит из нескольких основных элементов: внешнего и внутреннего колец, тел качения, сепаратора и специального желоба качения. Подобная конструкция позволяет выполнять вращательное направленное движение, обеспечивая при этом минимальный уровень трения. Собственно, в связи с этими особенностями, основное предназначение подшипников и заключается в том, чтобы зафиксировать вращающуюся деталь в механизме, позволяя ей при этом осуществлять как вращение, так и качение, а в некоторых случаях и линейное перемещение с минимально возможным коэффициентом трения поверхности.

Итоговое предназначение подшипников зависит от нескольких сторонних факторов. Во-первых, существуют различные виды подшипников и их классификации, например, по способу восприятия нагрузок. Само собой, каждая разновидность обладает своей уникальной конструкцией, а от этого во многом и зависят технические характеристики подшипников. Во-вторых, существуют различные области применения подшипников, каждая из которых имеет свои персональные особенности. Например, в машиностроении этим изделиям нужно выдерживать колоссальные нагрузки, а вот в детских игрушках требуются изделия уже менее стойкие к высоким механическим воздействиям.

Однако, вне зависимости от того, к какой области применения подшипников можно отнести те или иные виды подшипников, для стабильной работы каждого из них требуется специальная смазка. В некоторых случаях для таких целей применяют разные синтетические вещества. Иногда используют органические смазки для подшипников, кроме того, есть еще и минеральные смазочные вещества. В принципе, какого бы типа ни была смазочная среда, ее основная задача состоит в том, чтобы не дать соприкоснуться телам качения с поверхностью. Для достижения наилучшей эксплуатации изделия, его смазочная жидкость выбирается по характеристикам под предназначение подшипников.

Виды подшипников и их классификация

Современные метизные заводы для разных нужд промышленности выпускают разные виды подшипников и их классификация подразделяется на три основные разновидности:

OLDMERIN.net

Трение — природное явление, которое окружает нас со всех сторон. Эта сила весьма полезна, поскольку даёт возможность перемещаться в пространстве, производить действия с какими-либо предметами и просто оставаться в состоянии покоя. Однако во многих случаях трение становится враждебной силой, препятствующей нормальной работе какого-то абстрактного механизма. Но если подшипники купить и установить их в нагруженных узлах, то трение можно существенно уменьшить.

Что такое подшипник

Давно замечено, что волочить тяжёлый предмет по сухой земле гораздо труднее, чем по мокрой глине. Глина — субстанция скользкая, поэтому сила трения на ней гораздо меньше. Когда-то это свойство природного материала было использовано для организации более свободного и лёгкого вращения колеса.

Колёса использовались в разного рода тележках и колесницах. При этом они просто надевались на ось. От самопроизвольного снятия с оси колесо предохраняла шпилька. Устройство предельно простое и весьма эффективное, но не лишённое некоторых недостатков:

• колесо во время вращения под нагрузкой издаёт громкие скрипы;
• ось и втулка колеса быстро изнашиваются из-за постоянного трения;
• вращение колеса нередко затруднено.

Во всех этих и многих других проблемах виновато трение. Сначала в подобных конструкциях с целью его уменьшения использовали смазку (в старину это был просто жир), а потом был изобретён первый подшипник скольжения, представлявший собой деталь, уменьшающую трение. Принцип его действия остался неизменным по сей день с некоторыми модификациями:

• узел имеет вкладки, изготовленные из материала с минимальным уровнем трения;
• обязательно используется смазка для дополнительного уменьшения трения и обеспечения большей свободы и ровности движения;
• подшипник скольжения одновременно является деталью, удерживающей ось или вращающийся вал.

Особенности подшипников качения

Подшипник качения — более современная и совершенная деталь, имеющая несколько важных преимуществ:

• меньшая сила трения;
• способность длительное время выдерживать значительные нагрузки;
• возможность работы на высоких скоростях;
• продолжительный срок службы;
• отсутствие строгих требований к качеству смазки.

Применяются эти детали во всех механизмах, имеющих вращающиеся детали. Поэтому посещают магазин подшипников с целью их покупки автолюбители, мастера по ремонту стиральных машин, велосипедов и другие специалисты. В результате использования этих деталей уменьшается трение между вращающимися деталями, снижается расход топлива, повышается срок службы механизма.

Шариковые подшипники

Что это? Шариковый подшипник — это тип подшипника качения, в котором в качестве тел качения используются стальные шарики. Это самый многочисленный вид подшипников, благодаря относительно невысокой стоимости и способности воспринимать радиальные и небольшие осевые нагрузки при высокой скорости вращения. Применяются в качестве опор тел вращения (валов, колёс и т.п.).

Из чего изготавливают подшипники качения шариковые?

У шариковых подшипников высокие нагрузки и малая площадь контакта между шариком и дорожками качения колец. Поэтому к материалам предъявляются высокие требования к износостойкости и выносливости. Изготавливают детали подшипников из подшипниковой стали индукционной (только верхний слой дорожек качения) закалки, объемной закалки. Для особых условий работы — из высокотемпературной, низкотемпературной подшипниковых сталей и керамики.

Подшипники качения для обычных условий работы: нейтральная среда, от -30 градусов до + 120 градусов. Детали подшипников (кольца и шарики) изготавливаются из высокоуглеродистых хромистых сталей типа ШХ различных модификаций (стандарт ЕС SAE 52100-CR6) и подвергаются термической обработке. Сепараторы — из малоуглеродистой стали, латуни и полимеров.

Из нержавеющей стали: для работы в агрессивной среде (щелочи, кислоты). Из коррозионностойкой стали типа 95Х18, X65Cr14, X105CrMo17 в соответствии со стандартами ISO 683-17:1999 и EN 10088-1:1995.

Высокотемпературные подшипники: для работы в условиях высоких температур (свыше 120 градусов: сталеплавильная промышленность, тележки для обжига). Жаропрочные высоколегированные стали типа 80MoCrV42-16, соответствующие ISO 683-17:2014, а также высокохромистые и с присадками молибдена стали Х12М, Х12Ф1, 40Х10С2М, 30Х13Н7С2. Широкий ряд современных высокотемпературных подшипников серии BHTS производит компания BECO. Эти подшипники сохраняют твердость и рабочие характеристики даже в условиях экстремальных температур от -30 до + 280 градусов.

Низкотемпературные подшипники: для работы в условиях низких температур (до – 60 градусов: холодильные камеры, оборудование в условиях высокогорья, северных широт). Готовое решение предлагает компания BECO: подшипники серии BLS ZZ60 изготовлены из легированной стали AISI 52100, снабжены низкотемпературной смазкой и защитными крышками.

Какое назначение у шариковых подшипников однорядных, двухрядных?

Однорядные. Это самые простые и востребованные подшипники качения для применения в малонагруженных конструкциях с радиальной и частично односторонней осевой нагрузкой. В конструкциях с двусторонней нагрузкой практикуется попарная установка в каждой опоре.

Двухрядные. Применяются в конструкциях со средними радиальными и переменными (двусторонними) осевыми нагрузками.

Какое назначение у самоустанавливающихся шариковых подшипников?

Как правило, самоустанавливающиеся подшипники (изобретены компанией SKF около 100 лет назад) — это двухрядные сферические шариковые подшипники, имеющие сферическую дорожку качения наружного кольца. Это позволяет компенсировать прогибы валов под нагрузкой или несоосность опор при сборке в пределах до 3-х градусов. Но они не предназначены для работы в конструкциях с осевыми нагрузками.

Для работы с обычными нагрузками и без особых требований к окружающей среде используются открытые шариковые подшипники. Тела качения открыты, ничем не защищены.

Для работы в пыльной, влажной, агрессивной среде или в среде с экстремальными температурами применяются закрытые подшипники. У них тела качения частично, либо полностью изолированы (обеспечена герметичность) от внешней среды. Для этого применяют защитные уплотнения в виде металлических шайб или каучуковые, полимерные уплотнения. Другое назначение уплотнений — удержание смазки. Подшипники закрытого типа заполнены смазкой на заводе изготовителе на весь срок службы и не требуют замены или пополнения смазки, если это не предусмотрено конструкцией подшипника наличием смазочного отверстия.

Это готовая опора (корпус) из чугуна, стали, нержавеющей стали, алюминия или термопласта с уже установленным однорядным подшипником качения шариковым, системой смазки и защитным уплотнением. Они самоустанавливающиеся (наружное кольцо подшипника и корпус имеют сферическую поверхность), способны компенсировать осевые отклонения разнесённых опор. Применяются, когда необходима простота сборки, установки, быстрая замена узлов с подшипниковыми опорами (сельхозмашины, ткацкие станки, конвейерное, строительное, пищевое оборудование и др.). В тяжело нагруженных корпусных подшипниковых узлах применяются разъемные корпуса из чугуна и двухрядные шариковые или роликовые самоустанавливающиеся подшипники.

Где лучше приобретать шариковые подшипники?

Компания Техноберинг — это крупнейший магазин, шариковых подшипников, официальный сайт дистрибьютера ведущих производителей ISB, INA-FAG, NSK, SKF, Beco. Вся продукция сертифицирована, соответствует ГОСТ РФ и стандартам ISO.

Если подшипники нужны «на вчера» по принципу «поставил и забыл», приобретайте в компании с долголетней репутацией, широкой линейкой сертифицированной продукции и легкодоступным оперативным складом.

Опытные, толковые специалисты Техноберинга подскажут, быстро подберут и порекомендуют наиболее оптимальный вариант подшипника из нескольких возможных.

Сайт подшипников Техноберинг — надёжный поставщик качественных решений для подшипниковых узлов!

Зачем нужны подшипники?

Очень мало таких машин, в которых не было бы вращающихся частей – различных колес, рычагов, барабанов. Одни свободно вращаются на своих осях, другие прочно закреплены на валу и, вращаясь вместе с ним, передают движение другим деталям механизма. Между соприкасающимися поверхностями вращающихся деталей колеса, валов и осей и т.д. и опор, на которые они опираются, возникает трение. Трение препятствует свободному вращению деталей. Часто это играет положительную роль в технике, именно благодаря трению работают тормоза. Но трение имеет и отрицательные последствия – оно нагревает металл, вызывает его износ и может привести к поломке машины.

КАК БОРОТЬСЯ С НЕНУЖНЫМ ТРЕНИЕМ?

Вспомните: волочить какой-либо тяжелый предмет по скользкой, мокрой глине значительно легче, чем по сухому, шероховатому асфальту. А если приходится волочить по асфальту, то лучше подкладывать под предмет какие-нибудь катки. На языке техники это значит, что уменьшить трение можно, заменив сухое трение жидкостным трением скольжения или трением качения.

Опорные участки вала – их называют шипами или шейками – протачивают, шлифуют и помещают в специальные опоры – подшипники, которые разделяются на 2 основные группы: подшипники качения и подшипники скольжения.

подшипники скольжения состоят из корпуса с отверстием и запрессованной в него втулки, а чаще – из разъемного корпуса и вкладышей. При сборке вал кладется отшлифованными шейками на нижние половинки вкладышей и накрывается верхними половинками.

Благодаря тому, что трущиеся детали делают всегда из разных материалов ( валы – из черных металлов, вкладыши – из бронзы или другого сплава), трение значительно снижается. Но этого мало. На внутренней поверхности вкладышей имеются бороздки, по которым растекается смазка. Как только вал начинает вращаться, он затягивает под шейки частицы масла. Постепенно между валом и вкладышами образуется масляная пленка, она приподнимает вал, и он вращается, уже не касаясь поверхности вкладышей. Так сухое трение заменяется жидкостным.

При больших частотах вращения даже трение жидкостного скольжения вызывает сильный нагрев подшипника. Его надо охлаждать, и это обязанность также поручается маслу. В одних подшипниках устраивают масляную ванну, а на вал надевают кольца, которые, вращаясь, подают свежее масло из ванны на шейку вала. В другие подшипники непрерывно подают масло при помощи специальных насосов. Масло одновременно и смазывает трущиеся поверхности, и охлаждает их. Обеспечить надежную работу подшипников скольжения не просто: они требуют повседневного ухода.

Значительно надежнее и удобнее в эксплуатации подшипники качения. В таких подшипниках стальные шарики ( шариковые подшипники) или ролики ( роликовые подшипники) катятся по канавкам колец, поставленных между вращающимися валом и неподвижной опорой. На преодоление трения в шариковых подшипниках тратится всего несколько тысячных долей общей нагрузки на вал. Смазывать их надо густым маслом только при очередных ремонтах машин.

Решая вопрос о том, какому виду подшипников отдать предпочтение, надо учитывать, что подшипники скольжения плохо работают при трогании с места, пока не образовалась масляная пленка (к тому же при резких толчках на валу эта пленка легко нарушается). Подшипники качения, наоборот, хорошо работаю при трогании с места. Но и у них есть недостаток: они плохо переносят очень большие нагрузки, когда давление на шарики или ролики оказывается чрезмерно большим. Поэтому для каждого узла машины подбирается соответствующий тип подшипника. И это необходимо учитывать, когда строишь различные модели.

В обычных электродвигателях, как правило, устанавливают шариковые подшипники; в редукторах подъемных кранов, в колесных парах железнодорожных вагонов – роликовые. А в любом автомобиле много различных видов подшипников: коленчатый вал опирается на подшипники скольжения, полуоси передних колес – на шариковые, вал ведущей шестерни главной передачи – на конические роликовые и т.д.

Для мощных авиационных двигателей, гигантских прокатных станов и других машин, валы которых испытывают очень большие и часто изменяющиеся нагрузки, применяют ИГОЛЬЧАТЫЕ ПОДШИПНИКИ. У них между кольцами находятся обильно смазанные тонкие стальные иглы. Сначала такой подшипник работает как роликовый – иглы катятся по поверхности колец. При увеличении скорости вала иглы перестают катиться и вместе с маслом образуют внутренне кольцо, которое скользит между стальными кольцами подшипника. Игольчатый подшипник сочетает достоинства подшипников скольжения и подшипников качения.

Уменьшить трение можно и другими способами. Вы, вероятно, слышали о судах на воздушной подушке. Нагнетаемый сильным вентилятором поток воздуха поступает под днище судна и создает там давление, приподнимающее судно над водой. Увлекаемое воздушным винтом, такое судно легко скользит по поверхности воды как бы на воздушной подушке.

На опытах по электричеству в школе вам, наверное, приходилось видеть, как под действием магнитного поля металлическое кольцо приподнимается над сердечником сильного электромагнита. Оно как бы лежит на невидимой магнитной подушке.

Значит, воздушная и магнитная подушки могут уменьшать трение в различных механизмах. Подшипники с воздушным трением находят применение в небольших воздушных (или газовых) турбинах, приводимых в движение сжатым воздухом. Эти турбины имеют очень большие частоты вращения, необходимые для создания прочной воздушной подушки между вращающимися частями и опорой. Здесь воздух одновременно приводит в движение турбину, «смазывает» её и охлаждает.

Зачем нужны подшипники?

Вспомните: тащить какой-нибудь массивный предмет по скользкой, мокрой глине намного легче, чем по сухому, шероховатому асфальту. А если приходится тащить по асфальтированному покрытию, то лучше подкладывать под предмет какие-то катки.

На языке техники это означает, что сделать меньше трение можно, заменив сухое трение жидкостным трением скольжения или трением качения.
Опорные участки вала — их называют шипами или шейками — протачивают, зашлифовывают и помещают в особенные опоры — подшипники, которые делятся на 2 важные группы: подшипники качения и подшипники скольжения.

подшипники скольжения состоят из корпуса с отверстием и запрессованной в него втулки, а чаще — из разъемного корпуса и вкладышей. Во время сборки вал кладется отшлифованными шейками на находящиеся снизу половинки вкладышей и укрывается верхними половинками.

В силу того, что трущиеся детали выполняют всегда из тех или иных материалов ( валы — из черных металлов, вкладыши — из бронзы или иного сплава), трение существенно уменьшается. Но этого мало. На поверхности внутри вкладышей есть бороздки, по которой растекается смазка. Как только вал начинает вращаться, он затягивает под шейки частицы масла. Понемногу между валом и вкладышами образуется масляная пленка, она приподнимает вал, и он крутится, уже не касаясь поверхности вкладышей. Так сухое трение заменяется жидкостным https://podsnab.ru/21-ina.

При больших частотах вращения даже трение жидкостного скольжения вызывает крепкий нагрев подшипника. Его нужно охлаждать, и это обязанность также поручается маслу. В одних подшипниках устраивают масляную ванную, а на вал одевают кольца, которые, вращаясь, подают свежее масло из ванны на шейку вала. В иные подшипники постоянно подают масло с помощью специализированных насосов. Масло одновременно и смазывает трущиеся поверхности, и охлаждает их. Обеспечить хорошую работу подшипников скольжения не просто: они просят ежедневного ухода.

Существенно лучше и удобнее в работе подшипники качения. В подобных подшипниках стальные шарики ( шариковые подшипники) или ролики ( роликовые подшипники) катятся по канавкам колец, поставленных между крутящимися валом и неподвижной опорой. На преодоление трения в шариковых подшипниках тратится только пару тысячных долей общей нагрузки на вал. Мазать их нужно густым маслом исключительно при очередных ремонтах машин.

Решая вопрос про то, какому виду подшипников предпочтение отдать, нужно предусматривать, что подшипники скольжения плохо работают при трогании с места, пока не появилась масляная пленка (стоит еще сказать, что при резких толчках на валу эта пленка легко нарушается). Подшипники качения, наоборот, отлично работаю при трогании с места. Но и есть у них минус: они переносят плохо повышенные нагрузки, когда давление на шарики или ролики оказывается слишком большим. Благодаря этому для любого узла машины выбирается подходящий вид подшипника. И это следует принимать во внимание, когда строишь разные модели.

В обыкновенных электродвигателях, в основном, устанавливают шариковые подшипники; в редукторах подъемных кранов, в колесных парах ЖД вагонов — роликовые. А в любом автомобиле много разных видов подшипников: коленчатый вал опирается на подшипники скольжения, полуоси передних колес — на шариковые, вал ведущей шестерни главной передачи — на конусообразные роликовые и т.д.

Для мощных авиационных двигателей, огромных прокатных станов и прочих машин, валы которых испытуют достаточно высокие и часто изменяющиеся нагрузки, используют игольчатые подшипники. У них между кольцами находятся хорошо смазанные тонкие стальные иглы. В первую очередь такой подшипник работает как роликовый — иглы катятся по поверхности колец. При увеличении скорости вала иглы перестают катиться и одновременно с маслом образовывают внутренне кольцо, которое скользит между стальными кольцами подшипника. Игольчатый подшипник сочетает хорошие качества подшипников скольжения и подшипников качения.

Сделать меньше трение можно и иными вариантами. Вы, возможно, слыхали о судах на воздушной подушке. Нагнетаемый сильным вентилятором воздушный поток поступает под дно судна и создаёт там давление, приподнимающее судно над водой. Увлекаемое воздушным винтом, такое судно легко скользит по водной поверхности как будто бы на воздушной подушке.

На опытах по электричеству в школе вам, наверняка, случалось видеть, как под воздействием магнитного поля металлическое кольцо приподымается над сердечником сильного электромагнита. Оно как бы лежит на незаметной магнитной подушке.

Значит, воздушная и магнитная подушки могут уменьшать трение в самых разных механизмах. Подшипники с воздушным трением находят применение в маленьких воздушных (или газовых) турбинах, приводимых в движение сжатым воздухом. Эти турбины имеют достаточно высокие скорости вращения, нужные для создания прочной воздушной подушки между крутящимися частями и опорой. Тут воздух одновременно приводит в движение турбину, «смазывает» её и охлаждает.

Источники:

http://www.promsnab62.ru/articles/3/
http://s-agroservis.ru/inform/company-news/prednaznachenye_podshipnicov/
http://oldmerin.net/automobili_thirtyeight/7249-dlya-chego-nuzhny-podshipniki.html
http://technobearing.ru/baza-znaniy/article_post/sharikovyye-podshipniki
http://www.gutaco.ru/news/ID_67.html
http://sxteh.ru/zachem-nuzhny-podshipniki.html