Инструменты пользователя

Инструменты сайта


Боковая колонна





Группы Юнитех

Присоединяйтесь к Юнитех в социальных сетях: группа Вконтакте и страница в Facebook.

Сортировка по релевантности

Назад к списку статей

ru:статьи:подшипник

Подшипник

Определение

Подшипник (от слова шип) — сборочный узел, являющийся частью опоры или упора и поддерживающий вал, ось или иную подвижную конструкцию с заданной жёсткостью.1)




Назначение

Подшипники воспринимают радиальные и осевые нагрузки, приложенные к валу или оси, и передают их на раму, корпус или иные части конструкции. При этом они должны также удерживать вал в пространстве, обеспечивать вращение, качание или линейное перемещение с минимальными энергопотерями. От качества подшипников в значительной мере зависит коэффициент полезного действия, работоспособность и долговечность машины.2)
Также назначением подшипника является уменьшение трения между движущейся и неподвижной частями машины, так как с трением связаны потери энергии, нагрев и износ.3)

Конструкция

(1) В зависимости от нагрузок, которые прилагаются, выделяют следующие типы подшипников:

  • радиальные – используются при нагрузках, которые идут в перпендикулярном направлении по отношению к валу
  • упорные – используются при нагрузках, которые идут в продольном направлении по отношению к валу
  • радиально-упорные – используются при комбинированных нагрузках

(2) По типу трения выделяют подшипники скольжения и качения, которые получили наибольшее распространение и применяются в 95% случаев.4)

Все подшипники скольжения, встречающиеся в машинах, можно разделить на две группы: неразъемные — в виде цельных втулок или в виде отверстий в корпусах, станинах или основаниях, залитых антифрикционными сплавами, и разъемные — с вкладышами и без вкладышей, корпуса которых заливают антифрикционным сплавом.5)
Между валом и отверстием втулки подшипника имеется зазор, который позволяет свободно вращаться валу. Для успешной работы подшипника зазор предварительно рассчитывается.
На рисунке: 1 – шейка вала (цапфа). Шейка вала обычно смазывается; 2 – подшипник.
В зависимости от конструкции, окружной скорости цапфы, условий эксплуатации трение скольжения бывает:

  • жидкостным, когда поверхности вала и подшипника разделены слоем жидкого смазочного материала, непосредственного контакта между этими поверхностями либо нет, либо он происходит на отдельных участках;
  • граничным – поверхности вала и подшипника соприкасаются полностью или на участках большой протяженности, причем смазочный материал в виде тонкой пленки;
  • сухим – непосредственный контакт поверхностей вала и подшипника по всей длине или на участках большой протяженности, жидкостной или газообразный смазочный материал отсутствует;
  • газовым – поверхности вала и подшипника разделены слоем газа, трение минимально.


Подшипники качения работают преимущественно при трении качения и состоят из двух колец, тел качения, сепаратора, отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба – дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения.
В некоторых узлах машин в целях уменьшения габаритов, а также повышения точности и жесткости, применяются так называемые совмещенные опоры: дорожки качения выполняются непосредственно на валу или на поверхности корпусной детали. Некоторые подшипники качения изготовляют без сепаратора. Такие подшипники имеют большое число тел качения и, следовательно, большую грузоподъемность. Однако предельные частоты вращения бессепараторных подшипников значительно ниже вследствие повышенных моментов сопротивления вращению.6)
Вращается, как правило, только внутреннее кольцо, а внешнее неподвижно фиксируется в опоре.7)

Шарикоподшипник и роликоподшипник:

1 – наружное кольцо; 2 – шарик/ролик; 3 – внутреннее кольцо; 4 – сепаратор.

Доступны подшипники качения для работы с радиальной и осевой нагрузками или их комбинации. Эти подшипники состоят из одного или двух колец шариков или роликов, расположенных между внутренним и наружным кольцами, таким образом, мы получим однорядные или двухрядные подшипники. Дорожки качения на внутреннем и наружном кольце направляют тела качения. Сепаратор используется, чтобы элементы качения держались на равных расстояниях друг от друга. Между телами качения и дорожками качения может быть зазор, чтобы компенсировать расширение материала при нагревании.8)
Игольчатый подшипник — подшипник качения, в котором телами качения являются длинные ролики небольшого диаметра.

Принцип действия

Подшипники скольжения и качения определяют характеристики вращения вала и, следовательно, работу всей машины в целом, поэтому работа подшипников зависит от качества их установки.
Разъемный подшипник скольжения состоит из нижнего и верхнего вкладышей, которые устанавливаются в полуотверстия разъемных элементов узла – основания и крышки. По тому, как вращается вал, можно уже сказать о качестве сборки подшипников: если вал проворачивается с трудом, значит, зазор между подшипником и шейкой вала имеет размер меньше необходимого, это может быть вызвано перекосом в соосности подшипников или ошибками в диаметральных размерах. Во избежание сбоев в работе всего механизма в целом собранные подшипники контролируют на отклонения от соосности, а также проверяют радиальные и осевые зазоры.




Сборка неразъемного подшипника заключается в запрессовке втулки в корпус, стопорении ее от проворачивания и пригонке отверстий по валу.9)

Принцип работы подшипников качения

Применение

Подшипники качения применяют во всех отраслях промышленности (в качестве опор вала двигателей, редукторов и т.п.), а также в устройствах бытового назначения и в устройствах, имеющих оси вращения.

Двигатель

Велосипед

Роликовые коньки

Подшипники скольжения применяются:

  1. при ударных и вибрационных нагрузках
  2. при особо высоких частотах вращения
  3. для точных опор с постоянной жесткостью
  4. для опор с малыми радиальными размерами
  5. для разъемных опор
  6. для особо крупных и миниатюрных опор
  7. при работе в экстремальных условиях (высокие температуры, абразивные и агрессивные среды)
  8. для неответственных и редко работающих механизмов

Подшипники скольжения широко применяют в двигателях внутреннего сгорания, паровых и газовых турбинах, насосах, компрессорах, центрифугах, прокатных станах, в тяжелых редукторах и других машинах.

Система турбонаддува в автомобилях

Компьютерный вентилятор

Техническое обслуживание

Срок службы подшипника качения определяется усталостным износом шариков (роликов) и беговых дорожек в кольцах.Такие подшипники тоже требуют смазки для уменьшения трения и износа. Важное значение имеет рабочая температура, так как при повышенных температурах не только сказывается неодинаковое тепловое расширение элементов подшипника, что ведет к увеличению проскальзывания, а следовательно и износа, но и уменьшается твердость материалов подшипника.10)

Достоинства и недостатки подшипников скольжения
Подшипники скольжения легче и проще в изготовлении, чем подшипники качения, бесшумны, обладают постоянной жесткостью и способностью работать практически без износа в режиме жидкостной и газовой смазки, хорошо демпфируют колебания. К недостаткам подшипников скольжения можно отнести сложность системы смазки для обеспечения жидкостного трения, необходимость применения цветных металлов, повышенные пусковые моменты и увеличенные размеры в осевом направлении. При работе с жидкими и пластичными смазочными материалами температура подшипника не может превышать 150 °С . Однако некоторые самосмазывающиеся материалы допускают работу при температурах до 700 °С.

Только авторизованные участники могут оставлять комментарии.
ru/статьи/подшипник.txt · Последние изменения: 24.09.2014 13:33 (внешнее изменение)

Инструменты страницы