зачем в технике используют подшипники
Применение подшипников
Подписка на рассылку
Виды подшипников и их применение взаимосвязаны отраслевыми производственными потребностями. Производители подшипников не приступают к разработке и выпуску определенных типоразмеров моделей без целевого назначения. Применяемость подшипников зависит от их устройства и специфики: некоторые модели можно назвать универсальными, а другие ― специальными. Поскольку в технических сферах, где применяют подшипники, работают множество различных узлов вращения, их назначение систематизируют производственные стандарты.
Подшипникостроение ― это интегральная отрасль, определяющая уровень индустриального развития, так как подшипники используются во всех остальных производственных секторах экономики, если не прямо, то опосредованно. За вековую историю индустриализации подшипники нисколько не утратили своего значения, не заменялись, и в ближайшее время не будут заменены узлами с другим принципом действия.
Где применяются подшипники
Коротко можно упомянуть лишь некоторое применение подшипников в технике различных отраслей.
Кроме этого, подшипники используются в производстве бытовой техники, электроинструмента и приборов индивидуального использования, начиная с велосипеда и заканчивая компьютером.
Область применения подшипников определяют его вид, тип, конструктивные особенности и размерная серия. Например, подшипники скольжения применяются чаще в тяжелых и тихоходных узлах вращения с невозможностью частого обслуживания. Также такие подшипники незаменимы для линейного перемещения.
Назначение подшипника качения больше зависит от направления воздействующих на него сил. Так, радиальные подшипники устанавливаются в скоростных узлах вращения без осевого давления: шпиндели станков, редукторы, электродвигатели, электроинструмент.
Радиально-упорные подшипники выдерживают высокие частоты вращения с осевой нагрузкой: ступицы и трансмиссии авто- мото- транспорта, ветро- водо- генераторы, авиация, ж/д.
Упорные подшипники воспринимают только осевую нагрузку, устанавливаются в таких узлах, как вертикальные опоры, поворотные платформы, выжимной подшипник сцепления.
Предназначение подшипников
Подшипник представляет собой сложносоставной сборочный узел, который состоит из нескольких основных элементов: внешнего и внутреннего колец, тел качения, сепаратора и специального желоба качения. Подобная конструкция позволяет выполнять вращательное направленное движение, обеспечивая при этом минимальный уровень трения. Собственно, в связи с этими особенностями, основное предназначение подшипников и заключается в том, чтобы зафиксировать вращающуюся деталь в механизме, позволяя ей при этом осуществлять как вращение, так и качение, а в некоторых случаях и линейное перемещение с минимально возможным коэффициентом трения поверхности.
Итоговое предназначение подшипников зависит от нескольких сторонних факторов. Во-первых, существуют различные виды подшипников и их классификации, например, по способу восприятия нагрузок. Само собой, каждая разновидность обладает своей уникальной конструкцией, а от этого во многом и зависят технические характеристики подшипников. Во-вторых, существуют различные области применения подшипников, каждая из которых имеет свои персональные особенности. Например, в машиностроении этим изделиям нужно выдерживать колоссальные нагрузки, а вот в детских игрушках требуются изделия уже менее стойкие к высоким механическим воздействиям.
Однако, вне зависимости от того, к какой области применения подшипников можно отнести те или иные виды подшипников, для стабильной работы каждого из них требуется специальная смазка. В некоторых случаях для таких целей применяют разные синтетические вещества. Иногда используют органические смазки для подшипников, кроме того, есть еще и минеральные смазочные вещества. В принципе, какого бы типа ни была смазочная среда, ее основная задача состоит в том, чтобы не дать соприкоснуться телам качения с поверхностью. Для достижения наилучшей эксплуатации изделия, его смазочная жидкость выбирается по характеристикам под предназначение подшипников.
Виды подшипников и их классификация
Современные метизные заводы для разных нужд промышленности выпускают разные виды подшипников и их классификация подразделяется на три основные разновидности:
Характер воспринимаемой нагрузки:
И радиальная, и осевая
В первом случае, радиальная нагрузка подразумевает собой ту нагрузку, которая имеет перпендикулярную направленность по отношению к геометрической оси вала. Во втором же случае, осевая нагрузка — это та нагрузка, которая воздействует на ось подшипника только лишь в одном из направлений. В третьем случае, подшипники будут способны одновременно воспринимать оба типа нагрузок, но с преобладающей осевой.
Если рассматривать виды подшипников, то основных разновидностей будет всего 2:
Несмотря на то, что в целом принцип работы подшипника подразумевает свободное вращение внутри него какой-либо цапфы, движущие его элементы могут быть различными. Например, подшипник скольжения в качестве вращающего элемента имеет только кольцо. При этом кольцо может быть цельным, и такой подшипник называют неразъемным. Принцип его функционирования заключается в том, что вал помещается во внутреннее кольцо, которое осуществляет вращение по отношению ко внешнему корпусу. Так же существует разъемный подшипник, в котором кольцо состоит из двух отдельных частей. При этом, вал фиксируют в одной из них, и только после ставят вторую.
При этом, принято считать, что именно разъемные виды подшипников за счет своих конструктивных особенностей наиболее оптимальны в использовании. Несмотря на то, что технические характеристики подшипников скольжения разъемного типа практически не отличаются от характеристик неразъемных подшипников, наибольшая легкость их монтажа и демонтажа является одним из существенных преимуществ. Благодаря тому, что внутреннее кольцо у подшипников скольжения выпуклое, а внешнее, наоборот, вогнуто, при воздействии множественных статичных нагрузок такой тип строения позволяет с легкостью производить движение и повороты на небольших скоростях.
Технические характеристики подшипников скольжения
Низкий уровень шума при работе
Имеют небольшой КПД
Эксплуатация при высоких температурах
Ломаются из-за плохого качества смазки
Устойчивость к механическим нагрузкам
Требуют контроля за рабочими условиями
В отличии от предыдущей разновидности, подшипники качения между внутренним и наружным корпусами имеют вспомогательные элементы в форме шаров, цилиндров или же других тел округлой формы, которые могут свободно перекатываться промежду двух данных корпусов. Важно отметить, что тела качения в таких подшипниках могут устанавливаться на равноудаленном расстоянии друг от друга. Такое размещение позволяет достичь наилучшей эффективности. Для этого тела качения помещают в специальное кольцо-сепаратор. Бывают такие виды подшипников, где сепаратор отсутствует. В этом случае, внутрь плотно забивают максимальное возможное число тел качения.
При этом, тела качения могут располагаться как в один, так и в два ряда. Как правило, двухрядные подшипники могут выдерживать немного большие объемы нагрузок, поскольку все воздействие воспринимается как раз телами качения. Выбор формы тела определяют уже исходя из того, какое у подшипников предназначение, и в каком конкретном механизме они будут использоваться. Это важно, потому что каждая такая форма имеет свою определенную степень устойчивости к различным типам механического воздействия. Кроме того, от формы может зависеть и непосредственный размер подшипника, а это очень немаловажно, так как есть и маленькие и большие механизмы.
Технические характеристики подшипников качения
Практически бесшумная эксплуатация
Перестают работать в водной среде
Работают даже при высоких температурах
Их производство достаточно трудоёмкое
Стойкость к механическим воздействиям
Высокая цена и меньшая надежность
Области применения подшипников
Различные промышленные отрасли подразумевают свои специализированные области применения подшипников. Если рассматривать основные направления, где используется подшипник, а именно, машиностроение, авиастроение, вагоностроение и станкостроение, то можно заметить, что по больше части подшипники используются в составе разных устройств на валах с небольшими диаметрами. При этом, для эксплуатации при малых или же средних нагрузках обычно задействуют шариковые подшипники. В случае, когда необходима работа с большими нагрузками, то тогда устанавливают роликовые подшипники. А если требуется не только устойчивость к высоким нагрузкам, но и малые габариты, то на помощь приходят уже цилиндрические роликовые подшипники.
Кроме того, подшипники часто применяют еще как составные элементы в различных сферах бытовой направленности. Например, в детских игрушках и в аксессуарах, в бытовой технике, в квадрокоптерах и медицинских аппаратах, например, стоматологических креслах и в томографах. Кроме того, они встречаются в моторных лодках, в катерах, в велосипедах и в скейтбордах. Нередко они используются в комнатной мебели, а также в раздвижных дверях. Вообще же, если рассмотреть все области применения подшипников, то можно заметить, что такие изделия охватывают множество разнообразных сфер жизнедеятельности, при этом подшипники существенно их упрощают.
Маркировка подшипников
Одним из заключительных этапов производства подшипников является нанесение на на них специальных опознавательных меток, проще говоря — маркировки. Собственно, сама маркировка подшипников, в зависимости от страны-производителя, может различаться. В России принято наносить обозначение из заглавных букв и цифр, разбитых на три отдельных блока. Основной — центральный, состоит из 6 цифр. Слева от него через дефис указывается еще одна цифра. Справа от него добавляется специальное буквенное-численное обозначение. В качестве примера того, как выполняется расшифровка маркировки подшипников, мы рассмотрим модель 6-180306УС17Ш.
Что означает маркировка подшипников
Какие функции выполняют подшипники?
Подшипники – незаменимый технический элемент, который используется практически во всех современных механизмах – от бытовых приборов до крупных промышленных машин. Изобрел такую деталь как подшипник в 1829 году чешский лесник Йозеф Рессел.
Чтобы правильно выбрать запчасть, важно учитывать технические характеристики детали и то, какие функции выполняют подшипники. Это во многом зависит от разновидностей деталей и механизмов использования.
Виды подшипников
Чаще всего подшипники разделяют по типу трения. В подшипниках скольжения рабочая поверхность скользит по поверхности оси или вала, в подшипниках качения между подвижными и неподвижными кольцами детали устанавливаются шарики либо ролики, которые перемещаются за счет трения качения.
Подшипники скольжения подходят для работы в воде, при вибрации и ударах, они позволяют снизить затраты при больших диаметрах, подшипники качения гораздо проще в обслуживании, стоят дешевле, проще в использовании и требуют меньше смазки. Подшипники скольжения можно назвать более специфическими деталями.
По типу воспринимаемой нагрузки подшипники подразделяются на радиальные и упорные, а также комбинированные, где преобладает первый или второй типы нагрузки. В зависимости от данного разделения выбирается тип механизма, в котором будет использоваться подшипник.
По материалу изготовления подшипники делятся на стальные, керамические и гибридные, которые, сочетают в себе и металл, и керамику. Также бывают подшипники, при использовании которых необходимо применение смазки и самосмазывающиеся детали, смазку в которые закладывают на заводе.
Функции подшипников
Ключевая функция подшипников заключается в том, что минимизировать трение между частями механизма. Подшипники являются частью опор вращающихся опор и частей.
В зависимости от типа воздействия – радиального или осевого – они воспринимают нагрузки, направленные на вал либо ось и передают их раме, корпусу или другим частям механизма.
Кроме того, подшипники предназначены для удерживания вала либо оси в пространстве. Основная задача наладить вращательное, качательное или линейное движение и обеспечить минимальные потери энергии.
Именно функции подшипника в работе механизма являются определяющим моментом в вопросах качества таких деталей. Так как только качественные подшипники способны повысить коэффициент полезного действия, эффективность и долговечность работы любого устройства.
Особенности применения подшипников
Стандартная конструкция подшипника – это внешнее и внутреннее кольца, сепаратор и комплект шариков или роликов. Также существуют детали без сепараторов. В таком случае на наружной и внутренней сторонах колец и по внешнему виду похожи на желоба. Также существуют комбинированные детали, в которых функцию одного из колец выполняет корпусная деталь или вал.
По мнению специалистов степень износа подшипников качения намного меньше степени износа подшипников скольжения. Объясняется это тем, что первые работают в гораздо более простых условиях, чем вторые. Если сравнивать по долговечности открытые и закрытые подшипники, то более долговечными окажутся те, которые скрыты от негативного воздействия рабочей и окружающей среды с помощью крышек.
Широкий ассортимент деталей, который предлагают современные производители, позволяет максимально точно подобрать деталь, которая не только будет хорошо выполнять свои функции, но и повысит эффективность работы механизма.
Ликбез: зачем нужны подшипники
Поделиться ссылкой:
Понравилось это:
Из школьных уроков физики многие наверняка помнят, что такое сила трения и что благодаря ее существованию мы можем ходить, бегать и делать еще много чего. Но в некоторых ситуациях сила трения выступает не нашей стороне, а в качестве противника. Это можно понять, когда вы попробуете тянуть какой-нибудь тяжелый предмет по сухому асфальту.
Живя в современном мире, мы пользуемся огромным количеством механизмов и станков, которые также испытывают на себе влияние силы трения. Для уменьшения силы трения в механизмах, моторах, станках используют подшипники.
Как появились подшипники
Первые прародители современных подшипников были найдены археологами при раскопках стоянок древних людей времен неолита. Большой популярностью шарики и ролики пользовались при постройке пирамид в Древнем Египте. Древние греки также активно использовали подшипники, которые уже имели более совершенную конструкцию напоминающую современную. В 16 веке Леонардо да Винчи изобрел подшипник качения. После этого подшипники активно использовались по всему миру постепенно совершенствуя конструкцию. В Российской Империи подшипники использовали еще при Петре I. Постамент для знаменитого памятника Медный Всадник транспортировали с использованием подшипников линейного перемещения.
Единственной проблемой подшипников оставалась смазка, без которой подшипник не может нормально выполнять свои функции. Смазка для подшипников также прошла долгий путь развития от обычной мокрой глины до синтетических материалов.
Какие бывают виды подшипников
Основных типов подшипников можно выделить – подшипники качения и подшипники скольжения.
Подшипники качения
Подшипники качения были изобретены еще в 16 веке Леонардо Да Винчи и получили широкое распространение и имеют множество разновидностей. Основное деление подшипников качения – это радиальные и упорные подшипники.
Шариковые подшипники качения:
Упорный шариковый подшипник является самым распространенным типом подшипников качения. Он применяется практически в любом механизме. Шариковый упорный подшипник работает при наличии осевой нагрузки. Для нормальной работы подшипника необходимо правильно подобрать максимальную нагрузку и угол работы. Если Вам нужен подшипник, то найти упорный подшипник в termopolis не составит труда. Большой выбор подшипников, которые имеют стандартную маркировку, что существенно помогает в выборе необходимых подшипников, а также заказ удобным для Вас способом.
Роликовые подшипники качения:
Подшипники скольжения
Принцип работы подшипников скольжения основан на скольжении соприкасающихся поверхностей. Состоит подшипник скольжения из корпуса и втулки или вкладыша. Главное условия для надежной работы данного вида подшипника – наличие смазки, в качестве которой может выступать жидкие вещества (масло например), твердые вещества (графитовая смазка и т.д.), пластичные вещества (смазки на основе литиевого мыла и т.д.) или газообразные среды (азот или инертные газы).
Сфера и область применения подшипников. Где применяются подшипники.
Подшипники играют важную роль в современной механике. Примитивные аналоги этого механизма были известны ещё до нашей эры. Внешне такие механизмы смутно напоминали современные подшипники, но конструктивные сходства присутствовали. Об этом свидетельствуют находки с самых разных частей света. Современные подшипники активно применяются в различных сферах, существенно облегчая жизнь человека. Для чего нужны данные механизмы, и какие сферы и области применения подшипников Вы можете узнать в этой статье.
Типы и виды подшипников
Задача данного механизма – обеспечить равномерное движение вращательного характера, при этом снизить уровень трения между поверхностями. Существуют различные виды и типы подшипников. В зависимости от силы трения различают подшипники скольжения и качения. По названию, примерно можно понять, в чем их разница. Подшипники скольжения работают благодаря скользящим элементам, а качения – катящимся. Скользящими элементами в подшипниках могут выступать валы и планки, а катящимися элементами – цилиндры, ролики или различные шарики.
Каждый вид подшипника подразделяется на разные типы в зависимости от различных характеристик. Чтобы примерно иметь представление, о чем идет речь, приведем несколько примеров типов подшипников качения и скольжения. Подшипники качения подразделяются на роликовые и шариковые. Роликовые, в свою очередь, делятся на цилиндрические, игольчатые, конические и множество других. Подшипники скольжения можно поделить на радиальные, упорные и радиально – упорные.
Применение подшипников качения
Как уже было сказано, основными конструктивными элементами подшипников качения являются ролики и шарики. Конструкция таких подшипников позволяет поддерживать различные валы, оси механизмов и деталей, которые находится в движении.
Сферы и области применения подшипников чрезвычайно важны. Например, такие механизмы незаменимы в изготовлении различных транспортных средств и механизмов. Рассмотрим некоторые сферы и области применения подшипников качения.
Применение подшипников скольжения
Подшипники скольжения различаются от подшипников качения, но сферы их применения схожи. Такие подшипники активно применяются для изготовления различного оборудования, железнодорожной техники, в автомобилестроении, авиационной промышленности. Особенно популярны радиальные подшипники скольжения.
К сферам и областям применения подшипников скольжения также можно отнести технику для сельского хозяйства и строительную технику. Такие подшипники активно применяют в случаях, где существует вероятность высоких ударных нагрузок и неблагоприятных природных условий.
Безусловно, на современном этапе развития любой промышленности невозможно обойтись без применения подшипников. Эта сфера активно развивается во многих странах мира, в том числе и в Украине.