Разновидности подшипников и их применение в различных отраслях

Введение в классификацию подшипников

Изделия классифицируют на два главных вида по принципу действия: качения и скольжения. У первых уменьшающим трение узлом являются тела качения, у вторых их нет, трение уменьшается благодаря гладкости поверхностей, которые обычно смазывают. Подробнее рассмотрим виды в этой статье.

Главные типы

Существует два главных параметра – тип принимаемой нагрузки и форма тел качения. Подшипники делят по параметрам и действию, их определяют:

• направление нагрузки к валу (такими являются радиальные, упорные и их комбинации);
• форма тел, осуществляющих качение;
• количество рядов тел качения (есть одно-, двух-, трех-, четырех-, многорядные);
• способы установки в опоре;
• способность закрепляться на опоре;
• защита внутренней поверхности;
• другие особенности конструкции.

Подшипники бывают различных форм.

Шариковые подшипники

Это самый востребованный вид, состоящий из пары колец – внешнего и внутреннего и металлических шаров. Они расположены в ячейке, предотвращающей их соприкосновение.

Их плюсы:

• надежность;
• простота конструкции;
• небольшая сила трения;
• длительный срок применения;
• хорошая функциональность на небольших скоростях;
• отсутствие необходимости постоянной смазывать;
• невысокая стоимость.

Роликовые подшипники

Они выпускаются в форме цилиндра, устойчивы, отличаются повышенной плотностью, устойчиво держатся на своем месте, имеют большую соприкасающуюся поверхность, работают с элементами крупных габаритов.

Плюсы:

• Высокая грузоподъемность.
• Большой ассортимент – есть одно- и двухрядные.
• Повышенная жесткость.
• Возможность произвести в малых размерах.

Конические роликовые виды имеют тела катания в форме конусов. Конструкция практична и применяется редко.

Игольчатые подшипники

Это узкие ролики, имеют небольшой диаметр, из-за чего их называют иглами. Структура схожа с обычными, но вместо сепараторов применяют плотное соприкосновение тел катания и большое количество смазки.

Среди плюсов:

• Небольшие энергозатраты и сила трения.
• Функционируют при повышенных скоростях работы вала.
• Минимальный износ.

Радиальные и упорные подшипники

Применяют для осевых нагрузках, как любые роликовые конструкции. Тела вращения расположены в сепараторах и находятся между кольцами. Форма определяет разновидности – упорные и радиальные.

Специфика выбора

Подшипники подбирают, исходя из следующих главных факторов: нагрузки, скорости и срокам службы. Принимаются во внимание условия работы и расходы.

По нагрузкам и условиям эксплуатации

• Нагрузка может быть радиальной, осевой и комбинированной, отличаться по характеру – быть равномерной, легкой или тяжелой ударной.
• Условия среды могут быть загрязняющими и приводящими к коррозиям. Также учитывается, будет ли функционировать подшипник при вибрациях и шуме, высоких скоростях, когда требуется точная балансировка. Температура окружающей и рабочей среды тоже определяет выбор. На нее оказывают влияние нагрузки, скорость и источники тепла.

По скорости вращения

Скорость вращения бывает постоянной и переменной, ограничивается классом точности, сепаратором, конструкцией уплотнений, применяемой смазкой. Движение может быть колебательным или однонаправленным.

По долговечности и стоимости

Срок службы изделий определяет количеством часов его работы при конкретной скорости и нагрузке. Стоимость также влияет на выбор детали.

Автомобильная промышленность

В машиностроении подшипники нужны так, где требуется равномерное вращательное движение и предотвращение трения между поверхностями. Их используют для ступиц, колес, трансмиссии, двигателя.

В железнодорожном транспорте нужны конические и цилиндрические роликовые и буксовые подшипники. Работа двигателя невозможна без данных изделий, предназначенных для генератора, подвесного, колесного, карданного вала. Необходимость в конкретной форме опоры появляется, когда появляются нагрузки, вызванные действием, движением либо весом, прочими формами передачи. Подшипники обеспечивают плавное вращение вала.

Колесный вид — важная деталь, соединяющая колесо с осью. Применяют целый комплект стальных шариков в металлическом кольце, которые позволяют колесу плавно вращаться и минимизируют трение. Ступичные типы обеспечивают движение колес, крепление колес к авто, передают крутящий момент от оси к колесу, поддерживают правильное положение колеса.

В трансмиссии подшипник выступает в качестве опор валов и шестерен КПП, снижают трение деталей. В зависимости от способа передачи крутящего момента может применяться от 4 до 12 видов подшипников.

Машиностроение

Машиностроительная область включает производство самолетов, кораблей, поездов, велосипедов, автомобилей и пр. В этой сфере применяют подшипники на сборочных линиях почти во всех узлах. Они нужно тяжелого промышленного оборудования, станков и производственных линий, насосах и компрессорах.

К тяжелой относятся металлургическая, деревообрабатывающая и прочие промышленности. Здесь чаще используют роликовые сферические виды подшипников, способные работать в сложных условиях. Они справляются с большими нагрузками, что необходимо в этих видах промышленности. Незаменима их роль для отрезных установок, прокатных станков, печных агрегатов, гидравлических приводов.

Популярно использование подшипниковой продукции в станках и производственных линиях. Подшипники вращают область, где детали обрабатываются механическим образом, грамотно распределяют нагрузки.

Вращение в насосах и компрессорах осуществляют подшипники. К ним предъявляются повышенные требования надежности.

Строительная техника

Подшипники важны в строительной промышленности, они обеспечивают движение и поддержку разных конструкций и механизмов. Существует много типов, предназначенных для определенных нагрузок и условий работы. Они гарантируют надежную работу и увеличивают срок службы механизмов и конструкций. Их применяют в экскаваторах и бульдозерах, кранах и прочих подъемных механизмах, бетономешалках, дробилках.

Они предотвращают износ валов и присутствуют практически во всех рабочих узлах ремонтно-строительной спецтехники:

• в редукторах;
• гидронасосах;
• коробках передач;
• трансмиссии.

Роликовые подшипники способны обеспечить высокую грузоподъемность, длительный срок службы экскаваторов, башенных кранов. Шарикоподшипники применяют так, где нужна точность перемещения и скорость вращения. Для бетономешалок эти детали закрыты с обеих сторон, чтобы внутрь не попали пыль, песок, грязь. Они имеют маркировку RS. Для правильного выбора подшипника учитывают его характеристики, в том числе размеры и тип уплотнения. Назначение поворотных – обеспечивать плавность и надежность вращающихся конструкций.

Авиационная и космическая промышленности

Активно потребляет подшипниковую продукцию современная аэрокосмическая отрасль. Ее применяют в летательных аппаратах – в органах управления, навигации, силовых агрегатах. К ним предъявляют повышенные требования. Чтобы работали бортовые системы телекоммуникационных спутников, необходимы высоконадежные подшипники. Вся космическая миссия зависит от качества и точности этих деталей, которые устанавливают в гирокомпасе, определяющем положение аппаратуры в пространстве.

Материал для подшипников для авиационных двигателей подвергается термической обработке при очень тщательном металлургическом контроле в печах, сертифицированных по строгим стандартам. Высокотемпературные и коррозионностойкие стали обрабатываются в современных вакуумных печах с закалкой в сжатом азоте и усиленным конвекционным нагревом.

В навигационных приборах и системах управления применяют подшипники малых диаметров. В ходе испытаний они доказали высочайшую степень отказоустойчивости в условиях вибраций и моментных нагрузок.

Используемые в космической промышленности подшипники должны обладать следующими качествами:

• быть экономичными;
• иметь низкую потребность в обслуживании;
• выдерживать экстремальные условия.

Сельское хозяйство

Подшипники нужны в узлах сельскохозяйственной техники: комбайнах, доилках, тракторах, сушилках, мельницах, косилках и пр. Они справляются с твердыми и жидкими загрязнениями, большими нагрузками, повышенными температурами и влажностью.

Чаще применяются шариковые виды и конические роликовые. В тяжелой технике встречаются сферические упорные, отсутствующие в легком автомобилестроении. Их применение подразумевает нахождение в неблагоприятных условиях и ударных нагрузках.

Заключение

Подбирать подшипники нужно обдуманно и с учетом всех требований и условий эксплуатации. Важно учитывать размеры, типы, среду применения, оказываемые нагрузки и т. д. Неправильный подход может послужить преждевременному износу или поломкам техники, снижению производительности и лишним затратам.

При правильном выборе можно обеспечить:

• длительный срок службы оборудования;
• снижение энергозатрат;
• уменьшение простоев предприятий;
• рациональность расходов на эксплуатацию.

Правильный подбор обеспечат анализ условий эксплуатации и качественная брендовая продукция. Следует обратить внимание на тип, покрытие, материалы, необходимость в обслуживании и смазке.

Правильный выбор подшипников в Санкт-Петербурге – отличная инвестиция в эффективную работы техники!