Содержание
Подшипник качения
Подшипник качения применяется во множестве вращающихся машин, имеющих большую степень производительности, и функционирующих на высоких величинах вращения. Данные устройства эксплуатируются достаточно длительный период, в разнообразных условиях окружающей среды, а при поломке их подшипников цена простоя достигает больших значений.
Качественное производство подшипника качения зависит от правильного контроля, точного анализа проблем, возникших с этими деталями, и эффективности их решения. Проблемы вибрации и функционирования данных механизмов трудно решить без наличия действующей и эффективной системы техобслуживания.
К качеству подшипника качения предъявляются достаточно жесткие требования, по причине принадлежности этой детали к классу высокоточных устройств, выпускаемых машиностроением. При непрерывной эксплуатации подшипников в нормальных условиях, срок их годности имеет максимальные величины.
Из-за неидеальности рабочих условий данный механизм никогда не функционирует, используя все свои конструкционные возможности.
Условия производства, хранения, обслуживания, монтажа, нагрузки и действия подшипников качения определяют значение их срока эксплуатации.
Устройство подшипников качения
Подобные механизмы являются опорой вращающегося узла устройства, функционирующей при постоянно происходящем трении качения. Подшипник качения собирается из деталей, в число которых входят наружные, внутренние кольца, тела качения, а также сепаратор, применяющийся для разделения тел качения и направления их движения.
Во внутреннем подшипниковом кольце создаются траектории качения, а придаваемая им форма зависит от тел качения, используемых в данном устройстве. Для уменьшения радиальных размеров служит подшипник качения, где отсутствует одно кольцо, а траектория качения в таком устройстве создается на валу или корпусе.
В некоторых подшипниках качения сепаратор может не находиться (бессепараторные приспособления). Эти механизмы имеют много тел качения, придающих большую величину грузоподъемности.
Высокие моменты трения, снижают максимальную скорость вращения подшипников качения без сепаратора.
Особенности применения подшипников качения
Данный механизм, подшипник качения, имеет преимущества, выраженные:
— малыми потерями во время трения;
— взаимозаменяемостью, благодаря которой собирать, устанавливать и ремонтировать узлы подшипников стало проще и быстрее;
— неприхотливостью, позволяющей подшипники качения надолго оставлять без ухода и смазки. Исключение составляет иногда возникающая необходимость отвода тепла этих механизмов, устанавливаемых в определенных агрегатах.
Несмотря на вышеназванные полезные преимущества, подшипники качения достаточно жесткие, что приводит к увеличению чувствительности к механическим воздействиям, данные механизмы имеют большие величины радиальных размеров, и вращения производят много шума при вращении с высокой скоростью.
Пыль, попавшая в механизм подшипника качения, и его пластическая деформация во время возникновения больших перегрузок, приводит к разрушению этого механизма.
Устройства ломаются также после того, как произойдет усталостное выкрашивание, после достаточного долгого периода функционирования устройства, или абразивное изнашивание их деталей.
Если использовать современные уплотнители и периодически очищать масло, интенсивность абразивного изнашивания будет падать, а выкрашивание, приостановится после снижения частоты применения подшипника качения во время работы агрегата, узлом которого он является.
|
Подшипники Категория: Машиноведение Подшипники Опоры, на которые опираются шипы, шейки и пяты при вращении вала или оси, называют подшипниками или подпятниками. На эти опоры передаются усилия от движения валов или осей и поэтому к их прочности предъявляются особые требования. Так как при движении шипа в подшипнике всегда возникает трение, шипы, шейки и пяты, а также подшипники, на которые они опираются, обрабатываются с высокой точностью и чистотой. Различают подшипники скольжения и качения. Если цапфа скользит по поверхности опоры, то такой подшипник называют подшипником скольжения. Если цапфа не скользит по поверхности опоры, а вращается вместе с частью подшипника, в таких подшипниках трение скольжения заменяется трением качения и их называют подшипниками качения. Подшипники скольжения в зависимости от условий работы могут иметь различные формы и устройство. Если вал не несет большой нагрузки и вращается с небольшой скоростью, подшипники изготавливаются глухими, неразъемными. Для уменьшения трения и увеличения срока работы глухих подшипников в них запрессовывают втулки из бронзы или других антифрикционных сплавов. Для прохождения масла в глухих подшипниках высверливаются отверстия. Рис. 1. Подпятник с подшипником качения. Для валов, которые работают с большими нагрузками и вращаются быстро, применяют разъемные подшипники. Устройство такого подшипника позволяет легко устранять зазоры между цапфой и вкладышем, образующиеся по мере износа. Вкладыши изготавливаются из бронзы или из чугуна и заливаются баббитом. Если валы работают под переменными и большими нагрузками, вызывающими их изгиб, применяют самоустанавливающиеся подшипники скольжения, в которых вкладыши могут поворачиваться на некоторые углы во время изгибов вала. При вертикальной установке вала применяют подпятник. Подпятник — один из видов подшипников скольжения или качения. Подпятники могут быть сложными по конструкции в случаях, когда на валу имеются несколько последовательно расположенных кольцевых выступов. Их поверхности образуют так называемую гребенчатую пяту. Для того чтобы обеспечивалась бесперебойная смазка подшипников скольжения, во втулках делаются канавки и отверстия и применяются простые, фитильные, капельные или колпачковые масленки. Рис. 2. Подшипники скольжения: Для более густой смазки (тавот, солидол, вазелин) применяют колпачковую масленку, которая набивается смазкой, постепенно выдавливаемой в подшипник туго навинченной крышкой. Для смазки подшипников применяют также специальные кольца, вращающиеся вместе с валом и непрерывно подающие масло к местам трения. К быстро вращающимся деталям смазку подают под давлением, для чего служит специальный насос. Подшипники качения разделяются на шариковые, роликовые и игольчатые. Они состоят из двух стальных закаленных колец, внутреннего и наружного. В кольцах имеются желобки, в которых катятся шарики или ролики. Кольца и шарики подвергаются точной обработке, закалке и шлифовке. Рис. 3. Подшипники качения: Ролики, применяемые в подшипниках, могут быть цилиндрической, конической и бочкообразной формы. Подшипники небольшого диаметра с длинными роликами называются игольчатыми. Подшипники качения по своему устройству делятся на радиальные, которые применяются при нагрузках, перпендикулярных оси вала, упорные — для валов с продольными (осевыми) нагрузками и радиально-упорные — для валов, испытывающих одновременно оба вида нагрузок. Рис. 4. Колпачковая масленка: Для валов, работающих с большой нагрузкой, применяют двухрядные подшипники, у которых шарики расположены в два ряда. Для того чтобы шарики или ролики не выпадали из работающего подшипника и не мешали друг другу при качении, между ними имеются промежутки. Эти промежутки образуются специальными разделительными кольцами, называемыми сепараторами. В зависимости от условий работы вала или оси возможны два вида движения частей подшипника. В первом случае внутреннее кольцо плотно одето на вал и вращается вместе с ним, а наружное кольцо закреплено неподвижно на опоре (шпиндели металлообрабатыва-ющихстанков, передаточные валы и др.). Во втором случае внутреннее кольцо неподвижно закреплено на оси и не вращается, в то время как наружное кольцо скреплено с основной деталью и вращается (передние колеса автомобиля, колеса мотоцикла). Для того чтобы уменьшить сопротивления в работе подшипников качения и предупредить их ржавление, необходима постоянная смазка. Для смазки подшипников используются жидкие минеральные масла и густые (консистентные) смазки: тавот, солидол, консталип, вазелин. Установка подшипников скольжения и качения при сборке деталей механизма играет очень важную роль. При установке подшипника нельзя допускать перекосы, тугую затяжку или, наоборот, чересчур большое качание (люфт) подшипника. Очень важно также следить за тем, чтобы в места соприкосновения шеек и подшипников регулярно поступала смазка, но не попадали частицы грязи и металлические опилки. При снятии подшипников качения и их установке нельзя ударять молотком по наружному или внутреннему кольцам, а следует пользоваться специальными съемниками, втулками. Правильность сборки и установки подшипников проверяется поворачиванием вала, которое должно происходить легко с равномерным сопротивлением и без боковых качаний. Рис. 5. Съемник для подшипников. Размеры подшипников качения строго стандартизированы. Благодаря этому подшипники качения в случае износа или поломки могут быть заменены такими же подшипниками. Реклама:Читать далее:Муфты
Статьи по теме:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум
|
|
|
Кроме того, места соприкосновения цапф и опор регулярно смазывают.
В простых масленках масло наливается в сосуд, имеющий набивку из шерстяных волокон или фетра, которая обеспечивает постепенную смазку. В фитильных масленках масло поднимается по фитилю и постоянно смазывает шейку. В капельных— масло капля за каплей подается через отверстие к месту трения.
Сепараторы изготавливаются из мягкой стали или латуни.
При чрезмерной затяжке и перекосах резко возрастают силы сопротивления, в результате чего происходит сильное нагревание, а иногда и разрушение подшипника — выплавление баббита, выкрашивание шариков, поломка колец и т. д.Подшипник | компонент машины | Британика
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Этот день в истории
- Викторины
- Подкасты
- Словарь
- Биографии
- Резюме
- Популярные вопросы
- Инфографика
- Демистификация
- Списки
- #WTFact
- Товарищи
- Галереи изображений
- Прожектор
- Форум
- Один хороший факт
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
- Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica. - Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы. - #WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти. - На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
- Студенческий портал
Britannica — лучший ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д. - Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня. - 100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю. - Спасение Земли
Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать! - SpaceNext50
Britannica представляет SpaceNext50. От полета на Луну до управления космосом — мы изучаем широкий спектр тем, которые питают наше любопытство к космосу!
Содержание
Введение
Краткие факты
Связанный контент
Что такое подшипник? Детали, типы и применение
Что такое подшипник?
Подшипники — это элементы машин, которые позволяют компонентам перемещаться относительно друг друга.
Подшипники бывают двух типов: контактные и бесконтактные. Подшипники контактного типа имеют механический контакт с оборудованием, которое включает в себя подшипники скольжения, качения или изгиба.
Бесконтактные подшипники включают жидкостные, воздушные, смешанные и магнитные подшипники. Отсутствие механического контакта исключает статическое трение.
Подшипник — это элемент машины, который ограничивает относительное движение только желаемым движением и уменьшает трение между движущимися частями.
Конструкция подшипника может, например, предусматривать свободное линейное перемещение подвижной части или свободное вращение вокруг неподвижной оси; или он может предотвратить движение, контролируя векторы нормальных сил, действующих на движущиеся части.
Большинство подшипников способствуют желаемому движению за счет минимизации трения. Подшипники широко классифицируются в зависимости от типа работы, допустимых движений или направлений нагрузок (сил), приложенных к деталям.
Как работает подшипник?
Подшипники уменьшают трение за счет гладких металлических шариков или роликов, а также гладкой внутренней и внешней металлических поверхностей, по которым катятся шарики. Эти шарики или ролики «несут» нагрузку, позволяя устройству плавно вращаться.
Подшипник делает возможным использование многих машин, которые мы используем каждый день. Без подшипников мы бы постоянно заменяли детали, которые изнашиваются от трения. Предметы катятся легче, чем скользят. Колеса вашего автомобиля похожи на большие подшипники. Если бы у вас было что-то вроде лыж вместо колес, вашу машину было бы гораздо труднее толкать по дороге.
Нагрузки на подшипники
Подшипники обычно испытывают два вида нагрузки: радиальную и упорную. В зависимости от того, где используется подшипник, он может испытывать радиальную нагрузку, осевую нагрузку или их комбинацию.
Подшипники в комбинации электродвигателя и шкива воспринимают только радиальную нагрузку.
Большая часть нагрузки приходится на натяжение ремня, соединяющего шкивы.
Подшипники в барных стульях и стульях ленивой Сьюзен полностью нагружены осевой нагрузкой. Вся нагрузка исходит от веса предметов.
Подшипник в ступице автомобильного колеса должен выдерживать как радиальные, так и осевые нагрузки. Радиальная нагрузка исходит от веса автомобиля; осевая нагрузка исходит от угловых сил, когда вы входите в поворот.
Детали стандартного подшипника
Ниже перечислены стандартные основные компоненты подшипника:
1. Внутреннее кольцо
Внутреннее кольцо является меньшим из двух колец подшипника. Он имеет канавку на внешнем диаметре для формирования дорожки качения шариков. Поверхность траектории внешнего диаметра обработана с чрезвычайно жесткими допусками и отшлифована до очень гладкой поверхности. Внутреннее кольцо установлено на валу и является вращающимся элементом.
2. Наружное кольцо
Наружное кольцо является большим из двух колец подшипника.
На внешнем кольце по внутреннему диаметру имеется канавка для прохода шариков. Оно также имеет такое же высокоточное покрытие, как и внутреннее кольцо. Наружное кольцо обычно удерживается неподвижно.
3. Тела качения (шарики, цилиндрические ролики, сферические ролики, конические ролики, игольчатые ролики)
Тела качения разделяют внутреннее и наружное кольца и позволяют подшипнику вращаться с минимальным трением. Размер тел качения выполнен несколько меньшим, чем дорожка на внутреннем и наружном кольцах.
Размеры тел качения контролируются с очень высокой точностью. Обработка поверхности и вариации размеров являются важными атрибутами. Эти атрибуты контролируются на уровне микродюймов.
4. Сепаратор (держатель)
Сепаратор в подшипниках предназначен для разделения тел качения, поддержания постоянного расстояния между внутренним и наружным кольцами, точного направления тел качения по траектории во время вращения и предотвращения элементы качения от выпадения.
5. Смазка
Смазка является неотъемлемой частью стандартных компонентов подшипника. Смазка добавляется для уменьшения потерь на трение в подшипнике между внутренним и наружным кольцами.
6. Другие дополнительные компоненты подшипника
Другие дополнительные компоненты защиты и уплотнения повышают производительность и срок службы шарикоподшипника. Эти дополнительные компоненты добавляются к подшипнику в соответствии с требованиями заказчика для повышения производительности подшипника.
7. Экраны
Щиток представляет собой штампованный профилированный диск из листового металла. Экран запрессован в очень маленькую канавку на внутреннем диаметре наружного кольца. Небольшое пространство или зазор остается открытым между наружным диаметром внутреннего кольца и защитным экраном.
Поскольку защитный экран не соприкасается с внутренним кольцом подшипника, дополнительное трение между защитным экраном и подшипником отсутствует. Это приводит к тому, что подшипник имеет очень низкий крутящий момент.
Защитные экраны предназначены для предотвращения попадания более крупных частиц загрязнения в подшипник.
8. Уплотнения
Уплотнение также вставляется в очень маленькую канавку на внутреннем диаметре наружного кольца. Внутренний край уплотнения отформован в специально разработанную форму кромки.
Типы подшипников
- Подшипники качения
- Шариковые подшипники
- Радиальные шарикоподшипники
- Радиально-упорные шарикоподшипники
- Самоустанавливающиеся шарикоподшипники 90 004
- Упорные шариковые подшипники
- Роликовые подшипники
- Цилиндрические роликоподшипники
1. Подшипники качения
Подшипники качения содержат тела качения в форме шариков или цилиндров. Мы знаем, что катить колесо легче, чем скользить по земле, так как величина трения качения меньше, чем трение скольжения. Здесь работает тот же принцип. Подшипники качения используются для облегчения свободного перемещения деталей при вращательном движении.
Даже когда нам нужно линейное движение в приложениях, можно легко преобразовать вращательное движение в скользящее движение. Рассмотрим эскалатор или конвейер. Несмотря на то, что движение является линейным, оно приводится в действие роликами, которые приводятся в движение двигателями.
Другим примером является поршневой насос, который может преобразовывать энергию вращения двигателя в поступательное движение с помощью рычажных механизмов. В каждом из этих применений шарикоподшипники используются для поддержки валов двигателя, а также валов других роликов в узле.
Элементы качения несут нагрузку без особого трения, так как трение скольжения заменено трением качения. Подшипники качения можно разделить на два основных типа: шарикоподшипники и роликоподшипники.
2. Шариковые подшипники
Шариковые подшипники являются одним из наиболее распространенных классов используемых подшипников. Он состоит из ряда шариков в качестве тел качения. Они зажаты между двумя металлическими деталями в форме кольца.
Эти металлические детали известны как расы. Внутренняя обойма может свободно вращаться, в то время как внешняя обойма неподвижна.
Шариковые подшипники обеспечивают очень низкое трение при качении, но имеют ограниченную несущую способность. Это связано с малой площадью контакта между шариками и дорожками. Помимо радиальных нагрузок, они могут воспринимать осевые нагрузки в двух направлениях.
Шариковые подшипники используются для управления колебательными и вращательными движениями. Например, в электродвигателях, где вал может свободно вращаться, а корпус двигателя нет, для соединения вала с корпусом двигателя используются шарикоподшипники.
3. Радиальные шарикоподшипники
Это наиболее широко используемый тип шарикоподшипников. Между двумя дорожками находится кольцо из шариков, передающих нагрузку и обеспечивающих вращательное движение между двумя дорожками. Шары удерживаются фиксатором.
Они имеют очень низкое трение качения и оптимизированы для низкого уровня шума и вибрации.
Это делает их идеальными для высокоскоростных приложений.
Они сравнительно просты в установке и требуют минимального обслуживания. Во время установки необходимо соблюдать осторожность, чтобы не допустить вмятин на дорожках качения, поскольку они должны насаживаться на валы.
4. Радиально-упорные шарикоподшипники
В этом типе шарикоподшипников внутреннее и внешнее кольца смещены относительно друг друга вдоль оси подшипника. Этот тип предназначен для восприятия больших осевых нагрузок в обоих направлениях в дополнение к радиальным нагрузкам.
Благодаря смещению внутреннего и внешнего колец осевая нагрузка может передаваться через подшипник на корпус. Этот подшипник подходит для применений, где требуется жесткое осевое направление.
Радиально-упорные подшипники широко используются в сельскохозяйственном оборудовании, автомобилях, коробках передач, насосах и других высокоскоростных устройствах.
5. Самоустанавливающиеся шарикоподшипники
Шариковые подшипники этого типа устойчивы к смещению вала и корпуса, которое может произойти из-за отклонения вала или ошибок монтажа.
Внутреннее кольцо имеет глубокие канавки, аналогичные радиальным шарикоподшипникам, за которыми следуют два ряда шариков и наружное кольцо. Внешнее кольцо имеет вогнутую форму, и это дает внутреннему кольцу некоторую свободу перестраиваться в зависимости от смещения.
6. Упорные шарикоподшипники
Упорные шарикоподшипники представляют собой особый тип шарикоподшипников, специально предназначенный для осевых нагрузок. Они вообще не могут выдерживать радиальные нагрузки.
Упорные шарикоподшипники отличаются низким уровнем шума, плавной работой и подходят для высокоскоростных применений.
Они доступны как однонаправленные или двунаправленные подшипники, и выбор зависит от того, является ли нагрузка однонаправленной или двунаправленной.
7. Роликовые подшипники
Роликовые подшипники содержат цилиндрические тела качения вместо шариков в качестве несущих элементов между дорожками качения. Элемент считается роликом, если его длина больше диаметра (хотя бы незначительно).
Поскольку они находятся в прямом контакте с внутренним и внешним кольцами (вместо точечного контакта, как в случае шарикоподшипников), они могут выдерживать большую нагрузку.
Роликовые подшипники также доступны в различных типах. Соответствующий тип может быть выбран после рассмотрения типа и величины нагрузки, условий эксплуатации и возможности несоосности среди других факторов.
8. Цилиндрические роликовые подшипники
Это самые простые из семейства роликовых подшипников. Эти подшипники могут выдерживать тяжелые радиальные нагрузки и высокие скорости. Они также обладают отличной жесткостью, передачей осевой нагрузки, низким коэффициентом трения и длительным сроком службы.
Грузоподъемность может быть дополнительно увеличена за счет отказа от использования сепараторов или держателей, которые обычно используются для удержания цилиндрических роликов. Это позволяет установить большее количество роликов, чтобы нести нагрузку.
Они бывают однорядными, двухрядными и четырехрядными.
Они также бывают разделенными и закрытыми вариантами.
Разрезные варианты используются для труднодоступных мест, таких как коленчатые валы двигателя. В герметичных вариантах предотвращается загрязнение подшипника и сохраняется смазка, что делает его не требующим технического обслуживания вариантом.
Когда использовать шарикоподшипники?
Итак, давайте наметим некоторые условия работы, при которых может потребоваться шарикоподшипник.
- Осевые нагрузки присутствуют. Конструкция шарикоподшипников позволяет им выдерживать осевые нагрузки.
- Без тяжелых грузов. Благодаря шариковым телам качения подшипники концентрируют всю силу на нескольких точках контакта. Это может привести к преждевременному выходу из строя при высоких нагрузках.
- Высокие скорости. Небольшая точка контакта шарикоподшипника также означает меньшее трение. Таким образом, преодолевается меньшее сопротивление, и, следовательно, с этими типами подшипников легче достичь высоких скоростей.
Выбор типа подшипника
Очень важно выбрать подходящий подшипник для нашего применения. Вот краткое руководство по выбору правильного подшипника.
- Для низких и средних нагрузок выберите шариковые подшипники, а для больших нагрузок выберите роликовые подшипники
- В случае перекоса между валами используются самоустанавливающиеся шарикоподшипники или роликовые подшипники
- Для средних осевых нагрузок выбираются радиально-упорные подшипники, а для тяжелых осевых нагрузок используются цилиндрические упорные подшипники. роликоподшипник
- Для высокоскоростных применений рекомендуются радиальные шарикоподшипники, радиально-упорные подшипники и цилиндрические роликоподшипники
- Когда жесткость системы является нашим основным требованием, например, в станках, мы используем двухрядный цилиндрический роликоподшипник или конический роликовый подшипник
- Когда снижение шума является нашим основным критерием, мы используем радиальный шарикоподшипник
Применение подшипников
- Авиационные грузовые системы.
- Приводы аэрокосмических крыльев.
- Анемометр.
- Банкоматы и устройства чтения карт.
- Велосипеды.
- Коммерческие блендеры.
- Стоматологические ручные инструменты.
- Электрические двигатели.
Преимущества подшипников
- Низкое сопротивление трению и потребляемая мощность, высокий механический КПД и легкий запуск.
- Стандартизация размеров, взаимозаменяемость, простота установки и разборки, простота ремонта.
- Компактная конструкция, малый вес и более узкий осевой размер.
- Высокая точность, большая нагрузка и длительный срок службы.
- Некоторые подшипники имеют функцию автоматической регулировки сердца.
- Подходит для массового производства, качество стабильное и надежное, эффективность производства высокая.
- Момент трения трансмиссии намного ниже, чем у подшипника гидродинамического давления, поэтому температура трения повышается, а энергопотребление низкое.
