Подшипники для машин и механизмов: типы, особенности, рекомендации по выбору

Подшипники — важнейшие узлы машин и механизмов, предназначенные для снижения трения и повышения точности их работы. Без них немыслимо было бы создание современной техники, от электродвигателей и транспорта до станков и роботов. Конструкция подшипников позволяет уменьшить трение вращающихся частей, снизить износ деталей, повысить скорость вращения и продлить ресурс работы узлов.


Существует несколько основных типов, классифицируемых по разным признакам. Рассмотрим их подробнее.


Основные типы


Подшипники скольжения представляют собой сопряженные поверхности вала и втулки, между которыми есть зазор, заполненный смазкой. Вращение происходит за счет скольжения этих поверхностей относительно друг друга. К подшипникам скольжения относятся втулки, вкладыши, самосмазывающиеся втулки.


Преимущества: простота и надежность конструкции, высокая грузоподъемность, способность работать при ударных и вибрационных нагрузках, хорошее гашение шума и вибраций.


Недостатки: ограничения по частоте вращения, повышенные потери на трение, необходимость в постоянной смазке и охлаждении.


Подшипники качения включают тела качения — шарики или ролики, которые разделяют неподвижные и вращающиеся части конструкции. Существуют шариковые (радиальные и упорные) и роликовые (цилиндрические, конические, сферические). Они обеспечивают меньшее трение по сравнению с подшипниками скольжения.


Преимущества: высокая скорость и точность вращения, длительный срок службы, низкие потери на трение.


Недостатки: ограниченная грузоподъемность, повышенный уровень шума и вибраций, недопустимость ударных нагрузок и зазоров.


Магнитные и газовые подшипники основаны на создании тонкого слоя (газового или магнитного), разделяющего поверхности без физического контакта. Отсутствие трения позволяет им достичь сверхвысоких скоростей вращения.


Преимущества: огромные скорости вращения, практически полное отсутствие износа, долговечность.


Недостатки: высокая стоимость, узкая специализация.


Применение в промышленности


В электродвигателях подшипники применяют для опор ротора и валов. Обычно используют шарикоподшипники, а также скольжения при мощности двигателей ниже 100 кВт. Требования к подшипникам — минимальное сопротивление вращению при длительной непрерывной работе.


Насосы, компрессоры, гидромоторы оснащают моделями качения (радиальными и упорными шариковыми), обеспечивающими высокую скорость вращения валов. Подшипники защищают от разрушительных осевых и боковых вибраций.


Подшипники широко используют в металлорежущих станках, роботах и промышленных конвейерах. Шариковые и роликовые для опор и направляющих элементов обеспечивают точность позиционирования, необходимую для выполнения технологических операций.


Для экстремальных условий эксплуатации применяют специальные подшипники:



  • космические, магнитные и газовые — при сверхскоростном вращении;

  • вакуумные и высокотемпературные — при экстремальных температурах;

  • пыле-, влаго-, коррозионностойкие — в агрессивных средах.


Выбираем правильно: что нужно учитывать


Конкретный тип подшипника для механизма подбирается исходя из:



  • скорости и условий вращения;

  • величины и направления нагрузки;

  • температуры и среды эксплуатации;

  • требований к ресурсу, шумности и вибрациям.


Шариковые предпочтительны при высоких скоростях, а скольжения — при ударных нагрузках.


При монтаже нужно учитывать:



  • точность центровки и соосности;

  • зоны распределения смазки;

  • моменты затяжки стопорных элементов;

  • возможность компенсации тепловых расширений.


Правильный выбор и монтаж подшипников позволяет максимально увеличить ресурс их работы в составе машин и механизмов.


Подшипники являются надежной опорой для вращающихся деталей в самых разнообразных отраслях промышленности. В будущем прогресс в создании новых материалов и технологий поможет расширить возможности применения подшипников за счет улучшения их характеристик.

Что будем искать? Например,Человек