Подшипники — один из основных механических компонентов, который уменьшает трение, служит опорой для валов и воспринимает нагрузки. Подшипник обеспечивает контролируемое и плавное вращательное или линейное движение валов при изменяющихся нагрузках и скоростях. Подшипник обычно состоит из внутреннего и внешнего колец, между которыми расположены тела качения. Эти тела качения могут быть шариковыми или роликовыми. Подшипники широко используются в различных отраслях промышленности: от холодильников и автомобильных коробок передач до крупных ветровых турбин.
Содержание:
Для чего нужны подшипники?
- Подшипники считаются ключевыми компонентами для стабильной работы, поскольку выдерживают радиальные нагрузки.
- Подшипники предотвращают нежелательное движение частей машины, контролируя их движение в определенных направлениях, например, скольжение или вращение.
- Подшипники снижают теплообразование за счет минимизации трения, что повышает эффективность работы машины и делает ее более надежной.
Типы подшипников
Шарикоподшипники
Шариковые подшипники, как следует из названия, используют сферические тела качения для минимизации трения. Шариковые подшипники воспринимают преимущественно радиальные нагрузки, а в зависимости от типа могут также воспринимать осевые. Более того, эти подшипники компактны и требуют минимального обслуживания, поэтому считаются экономичными. Несмотря на это, шариковые подшипники имеют ограниченную грузоподъемность и могут работать шумно при определенных условиях, таких как перекос или недостаточное смазывание.
Типы шариковых подшипников
Радиальные шарикоподшипники
Радиальные шарикоподшипники обычно имеют глубокие симметричные дорожки качения. Эти дорожки качения обеспечивают отличную поддержку умеренных нагрузок на высоких скоростях. Радиальные шарикоподшипники известны своей способностью работать на высоких скоростях, низким трением и простотой конструкции. Радиальные шарикоподшипники в первую очередь предназначены для радиальных нагрузок, но также могут воспринимать умеренные осевые нагрузки в обоих направлениях. Они выпускаются в двух исполнениях: однорядные и двухрядные, которые доступны в открытом, герметичном или защищенном исполнении.
Радиально-упорные шарикоподшипники
Это типы шарикоподшипников, которые обычно имеют дорожки качения как на внутренней, так и на внешней стороне колец, смещенные под углом к оси. Благодаря этому они способны воспринимать комбинированную нагрузку, воспринимая как осевые, так и радиальные силы. Эти подшипники обеспечивают высокую точность вращения, благодаря чему считаются подходящими для точного позиционирования валов. Радиально-упорные подшипники обычно используются парами для восприятия осевых нагрузок в обоих направлениях. Однако радиально-упорные подшипники, как правило, должны использоваться парами или комплектами для восприятия осевых нагрузок в обоих направлениях.
Миниатюрные подшипники
Мини-шарикоподшипники имеют компактную конструкцию, поэтому их используют в машинах с ограниченным пространством. Они обеспечивают низкий крутящий момент и поддерживают работу на высоких скоростях. Поскольку они обычно изготавливаются из нержавеющей стали, они довольно прочные, но не подходят для тяжёлых условий эксплуатации.
Упорные шариковые подшипники
Упорные шарикоподшипники воспринимают только осевые нагрузки, поэтому их также называют упорными подшипниками. Эти подшипники состоят из двух дорожек качения с шариками, расположенными в сепараторе. Такая конструкция обеспечивает плавное вращение при малых и средних осевых нагрузках. Эти подшипники выпускаются в двух исполнениях:
- Одинарные упорные подшипники
- Упорные подшипники двойного действия
Дуплексные шарикоподшипники
Эти подшипники состоят из двух радиально-упорных подшипников, смонтированных в виде комплекта. Они используются для повышения грузоподъёмности и жёсткости. В зависимости от расположения, эти подшипники могут выдерживать различные комбинации радиальной, осевой и моментной нагрузки. Возможны три варианта расположения:
- Спина к спине (DB)
- Лицом к лицу (DF)
- Тандем (DT)
Дуплексные шарикоподшипники находят применение там, где требуются точное выравнивание и жесткость, например, в шпинделях и коробках передач станков с ЧПУ.
Роликовые подшипники
Роликовые подшипники похожи на шариковые, но вместо шариков в них используются цилиндрические или конические тела качения. Более того, эти подшипники могут иметь несколько рядов тел качения, что увеличивает их грузоподъёмность. Они не только выдерживают большие нагрузки, но и некоторые роликовые подшипники, например, цилиндрические и конические, способны работать на высоких скоростях. Роликовые подшипники широко используются в тяжёлых машинах, таких как редукторы, строительное оборудование, конвейеры и железнодорожный транспорт, а также в некоторых электродвигателях, требующих повышенной грузоподъёмности.
Типы роликовых подшипников
Конические роликовые подшипники
Эти подшипники оснащены коническими дорожками качения на внутреннем и наружном кольцах, а также коническими цилиндрическими телами качения. Они спроектированы таким образом, что их конические поверхности сходятся в одной точке на оси подшипника. Такая конструкция позволяет им плавно передавать вращательное движение без проскальзывания и возникновения внутренних напряжений. Конические роликоподшипники устанавливаются парами, например, по О-образной или Х-образной схеме, для восприятия двунаправленных осевых нагрузок.
Сферические роликовые подшипники 1
Эти роликовые подшипники имеют сферическую наружную дорожку качения и цилиндрическую внутреннюю дорожку качения, на которой размещены два ряда роликов. Такая конструкция позволяет им воспринимать осевые и радиальные нагрузки. Благодаря способности к самоустановке эти подшипники используются в случаях, когда возможно перекос или прогиб вала. Сферические роликовые подшипники обычно имеют цилиндрические или конические отверстия диаметром от 20 до 900 мм.
Цилиндрические роликовые подшипники
Тела качения цилиндрических роликоподшипников остаются в контакте с дорожками качения, обеспечивая высокую радиальную грузоподъёмность. Однако они не могут воспринимать значительные осевые нагрузки без направляющих бортов. Их тела качения имеют слегка выпуклую форму на концах, что способствует снижению напряжений и повышению эксплуатационных характеристик. Хотя они считаются превосходными для восприятия радиальных нагрузок, они также могут воспринимать ограниченные осевые нагрузки, когда речь идёт о бортах как на внутреннем, так и на наружном кольцах.
Игольчатые роликоподшипники
В игольчатых роликоподшипниках используются длинные и тонкие ролики, что позволяет им работать на низких и средних скоростях. Они сконструированы таким образом, что сопряжённые валы или корпуса служат дорожками качения. Это устраняет необходимость в отдельных внутренних и наружных кольцах, как, например, в игольчатых роликоподшипниках со штампованными крышками.
Спеченный подшипник
Спеченный подшипник – это пористый подшипник, изготовленный путем прессования металлических порошков (например, бронзы, сплавов на основе железа или нержавеющей стали) и их спекания при высоких температурах. После вакуумной пропитки маслом спеченные подшипники Обеспечивает самосмазывание. Обычно используется в двигателях, небольших вентиляторах, бытовой технике и офисном оборудовании, где важны низкий уровень шума и отсутствие необходимости в обслуживании.
Компания BLUE — передовой производитель спечённых подшипников, предлагающий широкий ассортимент стандартных спечённых подшипников, включая подшипники скольжения, фланцевые подшипники и шариковые подшипники. Вы можете просмотреть и сравнить эти детали непосредственно в нашем магазине спечённых подшипников. Если вы не найдёте точное соответствие, мы также предлагаем индивидуальные решения, соответствующие вашим конкретным потребностям.
Подшипники скольжения
Эти подшипники работают по принципу снижения трения скольжением, поскольку в них не используются тела качения. Эти подшипники скольжения устанавливаются в корпус, где обеспечивают плавное линейное или вращательное движение вала. Трение между подшипником и валом уменьшается за счёт использования смазочного листа или самосмазывающегося подшипника скольжения.
Подшипники примечательны своей простотой конструкции, высокой грузоподъёмностью и самосмазывающимися свойствами. Подшипники скольжения считаются идеальными для колебательных или прерывистых движений, в то время как подшипники качения быстро изнашиваются.
Жидкостные подшипники
Жидкостные подшипники воспринимают нагрузку с помощью смазочной плёнки, которая обычно представляет собой находящуюся под давлением жидкость (жидкость или газ). Эта плёнка разделяет движущиеся компоненты, исключая их прямой контакт. Это снижает трение и минимизирует износ. Эти подшипники известны своим низким коэффициентом трения, надёжностью и высокой жёсткостью. Несмотря на всё это, для жидкостных подшипников часто требуется сложная система управления потоком жидкости.
Типы жидкостных подшипников
Гидростатические подшипники
Эти подшипники используют внешний насос для подачи давления жидкости независимо от движения вала. Они считаются подходящими для высоких нагрузок при низких скоростях.
Гидродинамические подшипники
Гидродинамические подшипники создают жидкую плёнку за счёт относительного движения подвижных поверхностей. Они подходят для непрерывной высокоскоростной работы, но подвержены износу при запуске и остановке.
Магнитные подшипники
Магнитные подшипники, как следует из названия, используют магнитное поле для поддержания движения валов без физического контакта между подшипником и движущимися частями. Эти подшипники работают по принципу электромагнитного подвеса. Они обеспечивают левитацию движущегося вала, как правило, за счёт активных магнитных сил. В то же время пассивные магнитные подшипники гораздо реже используются для восприятия осевых нагрузок. Магнитные подшипники используются там, где важны чистота, отсутствие смазки, высокие скорости вращения и низкий уровень вибрации.
Активные магнитные подшипники (АМП)
Эти подшипники используют электромагниты, датчики и систему управления. Датчик распознаёт электромагнитный сигнал и в режиме реального времени передаёт его в систему управления, корректируя положение вала во время работы.
Пассивные магнитные подшипники
Этот магнитный подшипник использует постоянный магнит для создания статического магнитного поля, позволяющего левитировать валы. Это решение более экономично, но ограничивает грузоподъёмность.
Материалы, используемые в подшипниках
Высокая Сталь углеродистая
Высокоуглеродистая хромистая сталь, обладающая превосходной твердостью и усталостной прочностью, используется для большинства шариковых и роликовых подшипников.
Нержавеющая сталь
Благодаря своей исключительной коррозионной стойкости нержавеющая сталь используется в судовых подшипниках.
Бронза
Самосмазывающийся сплав бронзы используется в подшипниках скольжения и втулках, предназначенных для работы с высокими нагрузками и низкими скоростями.
Композиты/Материалы на основе графита
Они используются в подшипниках, работающих всухую и при высоких температурах, благодаря своим самосмазывающимся свойствам и термостойкости.
Пластик и полимеры
Пластик также используется для изготовления сепараторов подшипников, работающих в определённых условиях. Для изготовления пластиковых подшипников также используются полимеры, такие как ацеталь и нейлон.
Использование подшипников
Аэрокосмическая промышленность:
Подшипники широко используются в аэрокосмической промышленности: шариковые подшипники используются в реактивных двигателях, а конические роликовые подшипники — в топливных насосах самолетов.
Автомобильная промышленность
Подшипники также находят применение в автомобильной промышленности для обеспечения более плавного движения, например:
- Конические роликовые подшипники используются в качестве подшипников ступиц транспортных средств.
- Подшипники скольжения используются в двигателях внутреннего сгорания транспортных средств.
Тяжелая техника
Благодаря высокой грузоподъемности подшипники применяются в тяжелой технике, такой как:
- Цилиндрические роликовые подшипники используются в крановых лебедках и редукторах.
- Игольчатые роликоподшипники применяются в гидравлических насосах и буровых машинах,
Электроника
Подшипники используются в электронике, где они поддерживают движение при высоких скоростях и нагрузках, например:
- Шариковые подшипники используются в электродвигателях, вентиляторах и конвейерах.