Шариковые подшипники

От маленьких тележек в супермаркетах до огромных электростанций, широкий спектр легкого и промышленного оборудования не мог бы функционировать без использования различных типов подшипников. Подшипники являются ключевым элементом трибологии во многих видах машин и существуют в разнообразных формах и конфигурациях. Они определяются как компоненты машины, обеспечивающие исключительно определенный тип движения (ограничивая степени свободы) в системе, которая может находиться под различными статическими или динамическими нагрузками. Например, раздвижная дверь не может быть поднята или снята с места, она может только сдвигаться для открытия, и это движение ограничено скольжением подшипников.

Цель подшипников заключается в предотвращении прямого контакта металла между двумя элементами, находящимися в относительном движении. Это помогает избежать трения, излучения тепла и, в конечном итоге, износа деталей. Также это способствует снижению энергопотребления, поскольку скольжение заменяется качением с низким коэффициентом трения. Подшипники также переносят нагрузку, возникающую от вращающегося элемента, на корпус. Эта нагрузка может быть радиальной, осевой или их комбинацией, вместе с тем подшипник ограничивает свободу движения движущихся частей в установленных направлениях.

Подшипники с качающимися элементами содержат тела качения в виде шариков или цилиндров. Этот тип подшипников используются для облегчения свободного движения деталей при вращательных движениях. Даже когда требуется линейное движение, вращательное движение легко преобразуется в скользящее. Например, в эскалаторах или конвейерах вращательное движение роликов приводится в движение двигателями. Шарикоподшипники используются для поддержки валов двигателя и других роликов в сборе.

Шарикоподшипники являются одним из наиболее распространенных типов подшипников и состоят из шариков в качестве тел качения. Они ограничены между двумя металлическими деталями в виде колец, известных как гонки. Внутреннее кольцо может вращаться, тогда как внешнее внешнее кольцо неподвижно.

Шарикоподшипники являются одним из наиболее распространенных типов. В их состав входит ряд шариков в роли тел качения, зажатых между двумя металлическими деталями в форме кольца. Внутреннее кольцо способно вращаться свободно, внешнее же остается неподвижным.

Шарикоподшипники обеспечивают крайне низкий уровень трения при качении, однако обладают ограниченной несущей способностью, что вызвано малой площадью соприкосновения шариков и дорожек. Шарикоподшипники способны воспринимать радиальные и осевые нагрузки в двух направлениях.

Шарикоподшипники используются для управления колебательными и вращательными движениями. Так, в электродвигателях, где вал может вращаться свободно, а корпус двигателя остается неподвижным, шарикоподшипники используются для соединения вала с корпусом.

В зависимости от применения доступны различные типы шарикоподшипников, которые могут быть модифицированы под индивидуальные условия работы.

Преимущества и недостатки радиальных шарикоподшипников

Преимущества радиальных шарикоподшипников:

• Износостойкость
• Отсутствие необходимости в больших объёмах смазки
• Обеспечивают низкое трение и минимальные потери энергии
• Длительный срок службы
• Легко заменить
• Небольшие общие размеры
• Сравнительно дешево
• Могут выдерживать осевые нагрузки

Недостатки радиальных шарикоподшипников:

• Могут ломаться из-за ударов
• Могут быть достаточно громкими
• Не способны справиться с большими весами

Радиальные шарикоподшипники входят в число самых распространённых типов шарикоподшипников. Они состоят из кольца шариков, расположенных между двумя дорожками, и передающих нагрузку для обеспечения вращательного движения. Шары удерживаются на месте фиксатором.

Этот тип шарикоподшипников характеризуются очень низким трением качения и оптимизированы для уменьшения шумов и вибрации до минимума. Именно поэтому они идеально подходят для высокоскоростных приложений.

Установка радиальных шарикоподшипников относительно проста, и они требуют минимального обслуживания. Однако при установке необходимо быть осторожным, чтобы избежать повреждений обоймы, поскольку их приходится насаживать на валы.

Радиально-упорные шарикоподшипники представляют собой тип шарикоподшипника, где внутреннее и внешнее кольца смещены относительно друг друга вдоль оси подшипника. Они предназначены для восприятия больших осевых нагрузок в обоих направлениях в дополнение к радиальным нагрузкам. Благодаря смещению колец осевая нагрузка может передаваться через подшипник на корпус, что делает их идеальными для приложений, в которых необходима жесткая осевая направляющая. Радиально-упорные подшипники обильно применяют в сельхоз технике, автомобилях, коробках передач, насосах и других устройствах, где требуется передача осевых нагрузок.

Самовыравнивающиеся шарикоподшипники, как следует из названия, способны самостоятельно выравниваться при перекосе между валом и корпусом, который может возникнуть из-за отклонения вала или ошибок монтажа. Внутреннее кольцо имеет глубокие канавки, аналогичные радиальным шарикоподшипникам, за которыми идут два ряда шариков и наружное кольцо. Внешнее кольцо имеет вогнутую форму, что позволяет внутреннему кольцу некоторую свободу для самовыравнивания в зависимости от смещения. Этот тип подшипника обеспечивает надежную работу в условиях, когда возможны перекосы или неровности в установке.

Оба типа подшипников имеют свои особенности и применения, и выбор конкретного типа зависит от индивидуальных требований определённого приложения.

Упорные шарикоподшипники представляют собой специальный тип подшипников, разработанный для выдерживания осевых нагрузок, не способных выдерживать радиальные нагрузки. Они отличаются низким уровнем шума, плавной работой и подходят для работы на больших скоростях. Упорные шарикоподшипники могут быть однонаправленными или двунаправленными, и выбор зависит от типа нагрузки.

В каких условиях следует использовать шарикоподшипники:

• Когда присутствуют осевые нагрузки. Конструкция шарикоподшипников позволяет им выдерживать осевые нагрузки, что делает их идеальным выбором в таких случаях.
• Отсутствуют тяжелые нагрузки. Благодаря шариковым телам качения, подшипники концентрируют силу на нескольких точках контакта, что может привести к преждевременному износу при больших нагрузках. Поэтому упорные шарикоподшипники рекомендуется использовать в условиях, где нагрузки не слишком велики.
• При высоких скоростях. Маленькая точка контакта шарикоподшипника означает меньшее трение, что обеспечивает легкость достижения больших скоростей. Благодаря этому упорные шарикоподшипники подходят для приложений, где требуется работа на высоких скоростях.

В целом, упорные шарикоподшипники являются надежным выбором для приложений, где осевые нагрузки преобладают, нет слишком тяжелых нагрузок, и требуется работа на высоких скоростях.