Подшипники

Подшипник, это один из центральных элементов в машиностроении и приборостроении, который  используют, в различных устройствах и механизмах. Его принадлежность особо важна, где есть движение элементов (конструктивных) относительно друг друга. Основной функцией подшипников  является уменьшение трения и износа. Не сложные подшипники состоят из трех основных элементов; тела качения, наружное и внутреннее кольца, и сепаратор. Гладкая поверхность подшипников помогает снизить трение при осевой нагрузке (на конструктивные элементы механизма) и радиальной.

Подшипник является техническим устройством, которое есть частью опоры, поддерживает ось, вал или какую ни будь другую конструкцию, обеспечивает конструкции вращение или перемещение (линейное) с минимальным сопротивлением, принимает нагрузку и передаёт на другие части конструкции.
Виды подшипников могут быть такими: подшипники скольжения; подшипники качения; газодинамические подшипники; магнитные подшипники.

Виды подшипников качения (шариковые): шариковые радиальные самоустанавливающиеся (сферические); шариковые радиальные; шариковые упорные; шариковые радиально-упорные;
шариковые радиальные для корпусных узлов. 
Роликовые подшипники качения с цилиндрическими роликами: роликовые упорные; роликовые радиальные. 
Роликовые подшипники качения с коническими роликами: роликовые упорные (конические); роликовые радиально-упорные (конические). 
Роликовые подшипники качения со сферическими роликами: роликовые упорные самоустанавливающиеся (сферические); роликовые радиальные самоустанавливающиеся (сферические).
Роликовые подшипники качения с игольчатыми роликами: игольчатые упорные; игольчатые радиальные; игольчатые комбинированные.

Подшипники могут классифицироваться в соответствии с тем, какая форма тел качения: игольчатые,  шариковые, цилиндрические, сферические и конические роликовые.
Шариковые подшипники, это наиболее распространенный вид в настоящее время. Их применяют, как  опору крупногабаритных энергоустановок, так и до установки жестких дисков ПК. 
Роликовые подшипники применяют, в основном, в сверхмощных механизмах (такие как прокатные станки и т.д.), где есть большая радиальная нагрузка.

Роликовые подшипники могут быть еще и; цилиндрические, конические, игольчатые и сферические подшипники.
Конические подшипники используют более чем 40% производств роликовых подшипников. Также, они используются, в основном, в автомобилестроении (шасси, трансмиссия, рулевое управление, двигатель). В сельскохозяйственном машиностроении конические подшипники также используются очень часто .
Цилиндрические подшипники могут выдерживать большие нагрузки, помимо автомобилестроения, применяются в тяжелом машиностроении, в металлургии, на железнодорожном транспорте, авиации и т. д.

 

Игольчатые подшипники не такие как другие подшипники, отличаются малым диаметром тела качения, и это позволяет их использовать в меньших механизмах, такие как; текстильное оборудование, станках и бытовой технике.
Сферические подшипники отличаются несносностью без сокращения срока службы. Применяются в промышленном оборудовании  (дробильное оборудование, насосы, и пр.).
Вы, наверное, заметили, что видов подшипников просто масса. Ваш выбор будет зависеть от того, какой у вас род деятельности, и какие подшипники вам надо.

Около 40% производства всех роликовых подшипников приходится на конические подшипники. 
Они используются, в основном, в автомобилестроении (шасси, трансмиссия, рулевое управление и двигатель), в железнодорожной отрасли, в сельскохозяйственном машиностроении и прочее.

Подшипник скольжения - это представляющий собой корпус с цилиндрическим отверстием, в которое вставляется вкладыш, или втулка из антифрикционного материала и смазывающее устройство. 
Между отверстием втулки подшипника и валом имеется зазор, который позволяет свободно вращаться валу. В зависимости от окружной скорости цапфы, конструкции и условий эксплуатации трение скольжения бывает граничным, сухим, жидкостным и газодинамическим.

Это разновидность подшипников, в котором трение происходит при скольжении сопряжённых поверхностей. В зависимости от смазки подшипники скольжения бывают гидродинамические, газодинамические и т.д. Применяются подшипники скольжения в двигателях внутреннего сгорания, генераторах. Подшипники скольжения обладают высокой антизадирной стойкостью, обеспечивают надежность в эксплуатации и снижают потери на трение. Замечательные характеристики подшипников скольжения увеличивают ресурс двигателя и позволяют сократить частоту ремонтов. Смазка является одним из основных условий надёжной работы подшипника и обеспечивает: низкое трение, отвод тепла, защиту от вредного воздействия окружающей среды, разделение подвижных частей.

Подшипники качения
Подшипники качения относятся к одним из важнейших элементов оборудования. Движения и передача нагрузки происходит через элементы качения расположенные между вращающимися кольцами или дисками. При таком расположении потери на трение очень небольшие. Подшипники качения, как и подшипники скольжения, в определенных условиях могут в различной степени удовлетворять требованиям, связанным с условиями его монтажа и эксплуатации, назначением механизма. Подшипники качения при одинаковой грузоподъемности, по сравнению с подшипниками скольжения, имеют преимущество вследствие меньшего трения в момент пуска и при умеренных частотах вращения, меньших осевых габаритов (примерно в 2-3 раза), относительной простоты обслуживания и подачи смазки, низкой стоимости, малые амплитуды колебания сопротивления вращению в процессе работы механизма.

При использовании подшипников качения в значительно большей степени удовлетворяется требование взаимозаменяемости элементов узла. При выходе узла из строя замена подшипника не представляет сложности, поскольку габариты и допуски на размеры посадочных мест строго стандартизированы, в то время, как при износе подшипников скольжения приходится восстанавливать рабочую поверхность шейки вала, менять или вновь заливать антифрикационным сплавом вкладыш подшипника, подгонять его под требуемые размеры, выдерживая в заданных пределах рабочий зазор между поверхностями вала и подшипника.

Недостатки подшипников качения заключаются в относительно больших радиальных габаритах и большем сопротивлении вращения по сравнению с подшипниками скольжения, где поверхности шейки вала и вкладыша полностью покрыты тонкими слоем смазывающей жидкости. На скоростные характеристики подшипников качения влияет трение скольжения, существующее между сепаратором, отделяющим тела качения один от другого, и рабочими элементами подшипника.

Поэтому при создании высокоскоростных машин иногда приходится прибегать к установке подшипников скольжения, работающих в условиях жидкостной смазки, несмотря на значительные трудности в их эксплуатации. Кроме того, в ряде случае подшипники качения обладают меньшей жесткостью, так как могут вызвать вибрацию вала вследствие ритмичного прокатывания тел качения через нагруженную зону опоры.

Подшипники качения обеспечивают максимальную надежность работы и долгий срок службы оборудования только при условии подбора для подшипников оптимального смазочного вещества, от которого зависит качество работы. Смазочный материал должен уменьшать трение до минимума и предотвращать износ оборудования, представляя собой элемент конструкции этого оборудования.

Главными критериями подбора смазочного материала являются рабочие условия подшипников качения, а именно:

-ударная нагрузка, 
-температура, 
-колебания, 
-нагрузка, 
-вибрации, 
-скорость вращения 
-влияние окружающей среды.

Также: 
-чистота, 
-пищевые допуски, 
-низкий уровень шума, 
-соответствие экологическим требованиям.

Наиболее значительной определяющей характеристикой является долговечность. Для повышения компактности и снижения веса подшипниковых узлов не следует чрезмерно завышать требуемую долговечность подшипников. В условиях обычной 90%-й гарантии ресурса фактическая долговечность подшипников, как правило, существенно выше расчетной.

При выборе подшипника качения нужно руководствоваться следующими факторами:

-Направление и величина нагрузки, которая может быть радиальной, комбинированной или осевой; 
-Характер нагрузки подшипника, который может быть переменным, постоянным, ударным или вибрационным; 
-Частота вращения т. е. число оборотов в минуту обоих или одного кольца; Необходимая долговечность подшипника; 
-Условия, в которых работает подшипник. Например: вода, вакуум, агрессивная жидкость, воздух, запыленность, температура и т.п; 
-Специфические требования к подшипниковому узлу. Например, повышение жесткости узла и точности вращения подшипников, установка подшипника на гладком валу с помощью закрепительной втулки или использование стяжной втулки для облегчения монтажа, способность обеспечить перемещение вала в осевом направлении при перепадах температуры, снижение габаритных размеров узла в радиальном или осевом направлении и т.п.