Вращательные движения в оборудовании и механизмах различного назначения обеспечивают подшипники качения и скольжения. Их функции сводятся к поддержанию работы валов и осей, снижению трения деталей, передаче нагрузки к иным элементам. Обе разновидности подшипников широко применяются в машиностроении, электронике, авиационной и космической промышленности. При выборе конкретного типа элемента следует учитывать особенности конструкции и эксплуатации каждого из них.
Подшипники скольжения и их отличительные особенности
Конструктивно подшипники скольжения представляют собой кольцевидные корпуса с вкладышами или втулками и смазывающим элементом. На вал такое кольцо накладывается с зазором, что обеспечивает свободное движение деталей. В процессе трения о подшипник вал начинает вращаться, смазка поддерживает эффект вращения.
Классификация подшипников скольжения:
- в зависимости от формы корпуса - конические, плоские, цилиндрические, сферические;
- по количеству деталей в составе - разборные и неразборные;
- по виду переносимых нагрузок - радиальные и осевые;
- по типу применяемой смазки - газо- и гидростатические, газо- и гидродинамические, а также подшипники на твердой смазке.
Важно знать! Существуют и другие разновидности подшипников скольжения. К вариантам, существенно облегчающим процесс монтажа и использования, можно отнести самоустанавливающиеся элементы на шарнирах, а также самосмазывающиеся и сегментные.
К достоинствам подшипников скольжения относят бесшумность работы, компактность и простоту конструкции, возможность легкого монтажа и демонтажа. Все разновидности данных комплектующих характеризуются способностью переносить высокие нагрузки. Кроме того, их можно использовать в агрессивных средах - и при отсутствии ошибок в эксплуатации данные элементы прослужат долгие годы.
Среди недостатков комплектующих стоит отметить необходимость в регулярной смазке. При отсутствии контроля за состоянием смазочного материала детали подлежат быстрому износу. В процессе применения разница между подшипниками скольжения и качения также заметна - элементы скольжения сразу после запуска создают сильный эффект трения и работают с меньшим КПД, чем их аналоги.
Подшипники качения и их отличительные особенности
Основная разница между подшипником качения и скольжения заключается в конструкции. Элементы, основанные на принципе качения, состоят из двух колец разной величины, между которыми движутся шарики либо ролики. Подобный механизм обуславливает плавный эффект вращения с пониженным трением, что одновременно уменьшает потери мощности и повышает эффективность комплектующих в условиях высокой скорости или нагрузки.
Для лучшего сцепления колец в них прорезывают специальные желоба. В большом кольце желоб пролегает по внутренней поверхности, в малом - на внешней стороне. Вал размещается во внутреннем кольце конструкции. При вращении он приводит в движение малое кольцо, которое, в свою очередь, активизирует расположенные на дорожке тела качения. При этом большое кольцо остается статичным.
Существуют следующие разновидности подшипников качения:
- оснащенные сепаратором либо без него - в роли сепаратора выступает широкое кольцо с отверстиями для удержания тел качения;
- открытые или закрытые - в закрытых видах перемещаемые элементы располагаются в корпусе, защищающем конструкцию от попадания загрязнений;
- с одним или несколькими рядами элементов качения - количество рядов тел может достигать четырех;
- с различными телами качения - ими могут выступать шарики, цилиндры, ролики, бочонки, иглы;
- с различными видами воспринимаемой нагрузки - выделяют упорные, радиальные и комплексные радиально-упорные типы.
В закрытых конструкциях присутствуют дополнительные элементы уплотнения - защитные шайбы. Их устанавливают с обеих сторон, заполняя внутреннее пространство смазкой. Это минимизирует трение, препятствует быстрому механическому износу и тем самым существенно увеличивает срок службы изделия.
Важно знать! Износостойкие закрытые подшипники рекомендуется использовать в условиях высокой запыленности и прочих внешних загрязнений. Вместе с надежностью и долгим сроком службы к числу их достоинств относится отсутствие необходимости в обслуживании и замене смазочных материалов.
К основным преимуществам подшипников качения относят высокий КПД и низкий показатель трения на всем протяжении работы. Данные элементы представлены широким ассортиментом моделей, что позволяет легко подобрать необходимый тип с учетом условий эксплуатации. Все они просты в замене, не требуют постоянного контроля смазки и способны прослужить долгое время.
Вместе с тем, им присущи и недостатки. Среди них - высокая стоимость, определенные трудности в монтаже ввиду сложной конструкции, чувствительность к механическим и вибрационным нагрузкам. При работе на высокой скорости подшипники качения могут создавать шумы, а смазочный материал обладает ограниченным ресурсом.
Детальное сравнение подшипников скольжения и качения
Конструктивные отличия подшипника качения и скольжения обуславливают разницу в их использовании. Каждому из видов присущи свои достоинства и недостатки. Все характеристики важно учитывать в процессе выбора оптимального типа элемента.
| Критерий | Подшипник скольжения | Подшипник качения |
| Механизм действия | Движение за счет скольжения элемента по валу | Движение за счет перекатывания шариков или роликов |
| Особенности изготовления и монтажа | Просты в изготовлении и установке | Более сложные в изготовлении и монтаже |
| Эффективность эксплуатации | Рекомендуются для умеренных показателей нагрузки и скорости | Хорошо работают в условиях высоких нагрузок и скоростей |
| Обслуживание | Регулярный контроль смазки | Регулярная замена смазочного материала и другие виды обслуживания |
| Цена | Недорогие | Стоят дороже подшипников скольжения |
| Долговечность | Могут быстро изнашиваться при высоких нагрузках | Служат дольше подшипников скольжения |
Отличия между подшипниками качения и скольжения обуславливают и область их применения. Подшипники скольжения широко используются в различных механизмах и оборудовании, работа которых подразумевает высокие ударные и вибрационные нагрузки. Их устанавливают в ДВС, компрессорах и турбинах. Данные опоры валов применимы в машинах и запчастях, эксплуатируемых в условиях высоких температур или под воздействием абразивов и прочих агрессивных веществ.
Различные виды подшипников качения применяются в технике и мототехнике - их устанавливают в топливных насосах, сцеплении, трансмиссии, амортизаторах, подвеске и ступицах. Также они распространены в различных двигателях, высокоточном оборудовании, генераторах электростанций. При установке всегда учитывают среду применения, так как данная категория подшипников отличается низкой устойчивостью к влаге и действию агрессивных составов.
Критерии выбора подшипников
При выборе конкретной разновидности подшипников следует учитывать условия эксплуатации деталей. К основным рассматриваемым критериям должны относиться предполагаемые нагрузки, скорость вращения, воздействие температур. Также важными факторами являются предполагаемые нагрузки, скорость вращения и ресурс элементов.
Простые и надежные подшипники скольжения характеризуются коррозийной стойкостью, благодаря чему прекрасно подходят для использования в судостроении и прочих отраслях, связанных с высокой влажностью. Единственный момент - в целях предотвращения преждевременного износа необходима специальная смазка.
Подшипники качения предпочтительны в валах с высокими скоростями и внушительными нагрузками. Они широко применимы в автомобилестроении, машиностроении, сельскохозяйственной технике, станкостроении. Однако в процессе эксплуатации важно учитывать их подверженность коррозии -детали необходимо регулярно обслуживать с нанесением защитных средств.
Заключение
Подшипники относятся к комплектующим, обеспечивающим эффективную работу различных механизмов. Производятся детали в широком ассортименте изделий различных видов и конструкций. Данные отличия отражаются на производительности, особенностях обслуживания и эксплуатации деталей.
При сравнении подшипников качения и скольжения необходимо ориентироваться на задачи, стоящие перед данными элементами. К важнейшим критериям выбора конкретного типа относятся показатели скорости вращения, переносимые нагрузки, температура и контакт с водой. Также следует учитывать особенности установки комплектующих и срок их службы.
