устройство, особенности конструкции и эксплуатации

Вкладыш подшипника скольжения

26 ноября 2019

Подшипники выступают в качестве опор валов и осей и воспринимают все прикладываемые к ним нагрузки. В зависимости от типа трения выделяют подшипники скольжения и качения. Подшипники скольжения состоят из корпуса, вкладышей и смазывающих устройств. Вкладыш – основной элемент подшипника, его задача – обеспечить наименьшее трение между взаимно перемещающимися в механизме деталями.

К достоинствам подшипников скольжения относятся следующие особенности:

• относительная простота конструкции и низкая стоимость изготовления
• надёжность и большой ресурс работы в высокоскоростных приводах
• высокая демпфирующая способность масляного слоя между вкладышем и валом
• устойчивость к большим динамическим нагрузкам
• практически бесшумная работа во всех диапазонах скорости

Перечисленные плюсы выделяют рассматриваемые изделия от подшипников скольжения, которые менее долговечны, более шумны и могут не справиться с высокими нагрузками. И если применение таких деталей в машиностроении нецелесообразно или невозможно, то на помощь приходят подшипники скольжения.

Изготовление вкладышей подшипников скольжения

Компания «Компрессорные технологии» изготавливает вкладыши подшипников скольжения на заказ по чертежам или образцам. Такие устройства востребованы в валах машин с высокими вибрационными или ударными нагрузками. Мы предлагаем продукцию, способную оптимальным образом решить вашу задачу при использовании различных машин:

• в валах с большим диаметром или высокой скоростью вращения
• в коленчатых валах с разъёмными подшипниками
• в устройствах, к которым выдвигаются требования высокой точности или равномерности вращения
• при работе в агрессивной среде

Материал вкладышей подшипников скольжения

При изготовлении подшипников скольжения материал вкладыша должен соответствовать следующим требованиям:

1. Высокая износостойкость и ресурс работы.
2. Сопротивляемость заеданию в периоды пуска, разгона и торможения.
3. Низкий коэффициент трения.
4. Высокая теплопроводность и низкий коэффициент теплового расширения.
5. Достаточное сопротивление усталости материала.

В процессе работы изнашиваться должны именно вкладыши подшипника, иначе износу будут подвержены цапфы вала, замена которого несравнимо дороже. Поэтому цапфы валов изготавливаются закалёнными и упрочнёнными. Для их сохранности важно правильно подобрать вкладыш подшипник скольжения.

Существует три основных типа вкладышей подшипников скольжения: металлические, металлокерамические и неметаллические.

Металлические вкладыши изготавливают из бронзы, антифрикционных чугунов, баббитов (сплавов на основе олова или свинца), алюминиевых и цинковых сплавов.

Металлокерамические вкладыши производит посредством прессования и последующего спекания порошков железа или меди с добавлением олова, свинца или графита. Благодаря пористости такие изделия могут долгое время работать без подвода смазки, а также в устройствах, к которым такой подвод затруднителен вследствие конструктивных особенностей.

Неметаллические вкладыши производят из антифрикционных пластмасс, древеснослоистых пластиков или специальной резины. Такие изделия устойчивы к заеданиям, могут смазываться водой и, соответственно, применяются в подшипниках насосов, гребных винтов и т.п.

Обратитесь к специалистам нашей компании, и мы изготовим для вас вкладыши подшипника скольжения с доставкой в любую точку России.

Подшипники скольжения – отличия вида, типы, достоинства и особенности

Что такое подшипник скольжения и его конструктивные особенности.

Подшипники скольжения — подшипники, работающие по принципу трения скольжения. Простейшим подшипником скольжения является отверстие, расточенное непосредственно в корпусе машины. В отверстие вставляют втулку (вкладыш) из антифрикционного материала.

Корпус подшипников бывает двух типов:

• однокомпонентный. Втулка часто запрессовывается для фиксации своего положения в корпусе подшипника.
• двухкомпонентный. Втулка зажимается между двумя полусферами.

Втулка направляет вал, а также служит в качестве изнашиваемой детали. Часто втулка изготавливается из мягкого материала, такого как латунь или бронза. В некоторых случаях эти металлы используются в качестве так называемых спеченных материалов.

Конструкция подшипника скольжения воспринимает форму цапфы вала и может быть:

• с цилиндрической поверхностью

• с конической поверхностью

• со сферической поверхностью

• с плоской рабочей поверхностью

Типы подшипников скольжения

1. Разъёмные механизмы состоят из корпуса и крышки. Внутри размещаются вкладыши, выполненные из бронзы, антифрикционного чугуна или биметаллические (триметаллические). В верхнем вкладыше находятся отверстия для подвода смазочного материала и смазочные канавки. В нижнем вкладыше располагаются смазочные канавки. Крышка и корпус с фланцами соединяются в горизонтальной или наклонной плоскости двумя или четырьмя болтами. Для разгрузки болтов от поперечных сил и лучшего взаимного центрирования стык крышки с корпусом изготавливают с уступом или устанавливаются фиксирующие штифты. Вкладыши толщиной более 3 мм имеют бурты для фиксации в осевом направлении. Для предохранения вкладыша от прокручивания используют штифт или винт. Если толщина вкладыша составляет менее 3 мм, то для его фиксации используется выступ на вкладыше, входящий в выемку корпуса. Зазор между валом и вкладышем регулируется за счёт комплекта прокладок. Прокладки помещают между корпусом и вкладышем и между крышкой и вкладышем. Самая тонкая прокладка располагается у крышки.

2. Неразъёмные подразделяются:

• нерегулируемые подшипники состоят из цилиндрической втулки – вкладыша и корпуса, закреплённого на станине механизма или выполненного с ней заодно. Втулка, гладкая или с буртом, запрессовывается в корпус или устанавливается по одной из переходных посадок и стопорится винтом или штифтом. Толщина стенки втулки составляет от 2 до 10 мм или от 10 до 100 мм в соответствии с диаметром валов. Материал для втулки обычно бронза, баббитовые сплавы, чугун, пластмассы, металлокерамика и др. При значительных диаметрах вкладыш изготавливается биметаллическим. На него различными способами наносится слой антифрикционного материала. Смазка подаётся через радиальные отверстия. Для её равномерного распределения по длине вкладыша используются масляные канавки. Для постоянной смазки наиболее нагруженной зоны подшипника используется масляный карман – холодильник.

• регулируемые с внутренним конусом детали состоят из бронзовой цилиндрической втулки или антифрикционного чугуна с конусным отверстием и наружной резьбой с обоих концов для двух регулировочных гаек. Зазор между валом и втулкой регулируется перемещением втулки вдоль оси. Чтобы втулка не прокручивалась, используется штифт. Такой тип подшипников часто применяется в шпинделях станков.

• регулируемый с наружным конусом подшипник состоит из втулки с цилиндрическим отверстием, наружным конусом и продольной прорезью по всей длине. Зазор между валом и втулкой регулируется осевым перемещением втулки и её сжатием за счёт изменения ширины прорези. Подшипник фиксируется болтом с конусной головкой.

3. радиальные — подшипники скольжения, воспринимающие нагрузку перпендикулярную оси вращения вала. На рисунке ниже изображены схемы радиальных подшипников скольжения высокоскоростных роторов: а — эллиптический; а, б — с жёсткими секторами; в — из смешанных секторов; г — из секторов, образованных качающимися вкладышами; д — из свободных вкладышей; е — с «плавающим» вкладышем.

На изображении:

1 — место подвода смазки;

2 — сектор;

3 — кольцеобразный «плавающий» вкладыш.

4. радиально–упорные (буртовый подшипник) — подшипники скольжения, которые воспринимают нагрузку в осевом и радиальном направлениях.

5. упорные подразделяются на:

• плоские (подпятники) применяются в поворотных кранах, опорах, вертикальных валах, цепных конвейерах, реверсивных механизмах с осевой нагрузкой на валы, в различных периодически действующих дозирующих механизмах, толкателях. В опорах горизонтальных валов с осевой нагрузкой, например в редукторах с косозубыми, коническими или червячными колёсами, буртики на валах и вкладышах рассматривают как элементы упорных подшипников с плоско-параллельными поверхностями скольжения.

Плоские опоры для осевой нагрузки оформляются в виде пяты и подпятника со сплошной опорной, кольцевой поверхностью или с несколькими рядами колец – гребенчатые подпятники с разъёмным по осевой плоскости корпусом. Представлены слева направо на рисунке ниже.

Для выравнивания давления пяты на подпятник и компенсации перекоса при монтаже применяют самоустанавливающийся вкладыш. Трение между сферическими поверхностями корпуса и вкладыша оказывается столь большим, что самоустановка невозможна. Лучшие результаты даёт установка вкладыша на легко деформирующуюся свинцовую прокладку. Данные элементы представлены ниже слева направо.

• гребенчатые представляют собой ряд дисков, выполненных как одно целое с валом (рис. “а”) или на насадной втулке (рис. “б”), входящих в кольцевые выточки корпуса, изготовленного из антифрикционного материала. В крупных подшипниках поверхности трения корпуса заливают баббитом или свинцовой бронзой. Между каждым диском и рабочими поверхностями оставляют зазор несколько сотых миллиметра. Масло подводят к каждой поверхности трения по радиальным сверлениям в вале (рис. “а”) или в насадной втулке (рис “б”). Отработанное масло стекает из каждой рабочей полости.

Конструкции (рис “а” и “б”) предназначены для радиальной сборки (корпус в меридиональной плоскости). При осевой сборке диски вала и гребёнки корпуса делают наборными (рис. «в»). Масло подводят через торцовые канавки h, профрезерованные на дисках. Корпус сажают жёстко (рис “а—в”) на самоустанавливающихся опорах (рис. “г”).

• сферические. Ниже представлены несколько конструкций разновидностей подшипников:

— В конструкции рис. “а” сферический наконечник, запрессованный в вал, опирается на плоскую пяту, установленную в корпусе;

— В конструкции рис. “б” со сферической пятой более высокая несущая способность;

— В конструкция рис. “в” с полной сферой есть следующее преимущество. Сфера из-за несоосности опорных поверхностей проворачивается при работе, поэтому износ распределяется достаточно равномерно по поверхности сферы;

— В конструкции рис. “г” сфера дополнительно фиксируется с помощью втулки, центрируемой по нижней пяте.

— В конструкции рис. “д” с плавающим “сухарём” и упорными сферическими поверхностями большого радиуса скорость относительного движения на площадках контакта уменьшается примерно в 2 раза;

— В конструкции рис. “е” опоры, которые воспринимают большие осевые силы при повышенных частотах вращения, выполняют в виде пакета самоцентрирующихся плавающих менисковых шайб.

• дисковые. В дисковых упорных подшипниках наклонные поверхности выполняют в виде сегментов, разделённых маслоподводящими канавками. Обычно число сегментов не превышает 6—8.

6. гидростатические. В подпятниках с плоско-параллельными поверхностями скольжения смазочный клин не возникает. Условия для жидкостного трения создаются, если смазку подавать под очень большим давлением так, чтобы внешняя нагрузка на пяту уравновешивалась гидростатически. Смазочный слой, непрерывно возобновляемой насосом, исключает соприкосновение трущихся поверхностей не только в условиях установившегося режима работы, но и в периоды пуска и остановы машины. Это важное свойство гидростатических упорных подшипников особенно ценно для тихоходных машин с тяжелонагруженным вертикальным валом, например для гидротурбин и генераторов. Потери на трение в таких опорах зависят от скорости скольжения и сил вязкого сдвига смазочной жидкости. При пуске скорость скольжения близка к нулю. Сопротивление вращению в этот период ничтожно. Пуск осуществляется плавно и повышенный износ, характерный для обычных опор в режиме трения, здесь практически исключается. На схеме справа представлен гидростатический упорный подшипник с центральной камерой.

7. сегментные. Для появления в смазочном слое гидродинамических давлений и соответствующей несущей силы необходим клиновый зазор между поверхностью пяты и подпятника. Такой зазор можно получить за счёт скоса отдельных участков (сегментов) рабочей поверхности или с помощью подвижных самоустанавливающихся сегментов. На рисунке справа схематически показан первый способ. Рабочая поверхность пяты или подпятника разделена радиальными канавками на несколько равных участков. Чтобы уменьшить утечку масла в радиальном направлении, канавки не доводят до конца, оставляя плоский кольцевой ранг шириной 0,1-0,2 мм.

Сегменты скошены под углом α к плоской поверхности, по которой они скользят. При относительном движении трущихся поверхностей образуются смазочные клинья с гидродинамическими давлениями. Сегментные подшипники производят с неподвижными, подвижными и выпуклыми сегментами.

Сегментные подшипники бывают:

• сегментный опорный — это тип опоры, который наиболее востребован в механизмах с валами, имеющими очень высокую частоту вращения. Узел скольжения идеален там, где необходима разъёмность конструкции для упрощения монтажа и обслуживания. В некоторых случаях, например в двигателях внутреннего сгорания, такое решение является единственным возможным. В автомобилестроении большим спросом пользуется сферический подшипник скольжения, который устанавливают на наконечник штока. Он легко монтируется отдельными элементами.

8. многоклиновые. Подшипники с клиньями, распределёнными равномерно по окружности, применяются для легконагруженных валов, вращающихся с большой скоростью — в частности, для вертикальных валов сепараторов и центрифуг. На изображении слева направо показаны 3-х и 4-х клиновые подшипники для постоянного направления вращения, а также 3-х и 4-х клиновые симметричные подшипники для реверсивного вращения. Под цифрами 1, 2, 3 указаны клинья.

Данный тип подшипника бывает цельный регулируемый. Вкладыш имеет конусную наружную поверхность. При осевом перемещении вкладыша за счёт прижимной крышки он сжимается и образует с валом несколько суживающихся зазоров. Образующиеся масляные клинья улучшают центрирование вала, он работает с низким уровнем вибрации.

9. аэродинамический подшипник предназначен для работы в режиме аэродинамической смазки и применяются в турбокомпрессорах.

Конструкция современных аэродинамических подшипников выглядит следующим образом: в пространстве между вращающимся валом и неподвижным корпусом подшипника расположены два тонких металлических листа, покрытых материалом с низким коэффициентом трения, таким как PTFE (Политетрафторэтилен). Внешний лист представляет из себя гофрированный вкладыш и называется упорным. Упорный вкладыш может изгибаться и демпфировать нагрузку при вибрации вала и нестабильной работе турбокомпрессора.

Внутренний лист металла, называемый верхним вкладышем, имеет цилиндрическую форму и расположен почти вплотную к шейке вала. Когда вал вращается, воздух втягивается между валом и верхним вкладышем, образуя малый зазор с высоким давлением воздуха в нём. Это позволяет валу вращаться с минимальным трением.

Для запуска аэродинамических подшипников иногда используют вспомогательные шарикоподшипники, автоматически отключающиеся при заданной скорости, а также смазку трущихся поверхностей бензином, который затем улетучивается. В современных аэродинамических подшипниках применяют сжатый воздух, который нужен для вывешивания вала при пуске. Он подводится через кольцевые канавки у торцов подшипников и нагружает подшипник радиальной силой во избежание вибраций. Для этого подводится через продольную канавку во вкладыше.

10. аэростатический подшипник предназначен для работы в режиме аэростатической смазки.

Главные особенности аэростатических подшипников с воздушной смазкой связаны с использованием малых давлений, так как в питающей магистрали после очистки и стабилизации давление воздуха не превышает 30-40 Н/см2. Другие особенности опор с воздушной смазкой связаны с малой вязкостью воздуха и склонностью шпинделя на воздушных опорах к потере устойчивости. Чтобы повысить устойчивость опор, необходимо уменьшить объём воздуха в карманах и применить специальные способы подвода воздуха – поддувы.

В аэростатических подшипниках скольжения используется жёсткая цельная втулка-вкладыш с системой ввода воздуха под давлением по концам, а при коротких подшипниках иногда и в среднюю часть втулки. Часто руководствуются соотношением l=0,11L, а длину подшипника выбирают в пределах: L=(1 ÷ 1,5)D. Диаметр отверстий поддува принимают 0,2 ÷ 0,3 мм, а величину диаметрального зазора ограничивают значением: Δ=(0,0002 ÷ 0,0004)D.

11. вибродемпферный подшипник — подшипник скольжения, в котором поверхности разделяются за счёт давления, которое возникает в смазочном материале в результате их взаимного перемещения вдоль нормали к поверхности.

12. газо- и гидродинамический подшипник — подшипник скольжения, который предназначен для работы в режиме гидродинамической смазки. Деталь используют в опорах валов при высоких частотах вращения. Материал втулок и вкладышей подбирается с учётом условий эксплуатации. На вкладыш и цапфу могут наноситься системы борозд, которые усиливают газодинамический эффект. Для усиления аэродинамического эффекта используются элементы, напоминающие лопасти винта или лепестки.

13. Газостатический подшипник. Состоит:

1 — камера;

2 — пористые вставки;

3 — подводящая магистраль;

4 — корпус;

5 — газонепроницаемая втулка.

Вкладыш состоит из втулки (5) и пористых вставок (2). В цилиндрический зазор между цапфой и вкладышем в нескольких точках, через пористые ставки (2), под давлением подаётся воздух или газ. Возникает газовая смазка. Поверхности вала и цапфы в установившемся режиме не контактируют. Подшипник обладает минимальным моментом трения и применяется для опор с малыми нагрузками и высокими скоростями скольжения.

14. гидростатический подшипник — подшипник скольжения, предназначенный для работы в режиме гидростатической смазки. Конструкция аналогична газостатическому подшипнику. Вкладыш имеет несколько (как правило, четыре) несущих камер. В камеры под давлением подаётся масло. Контакт поверхностей вала и опоры отсутствует. Опоры обладают очень малым коэффициентом трения при начале движения вала из состояния покоя (до 10 в степени -6). Подшипники обеспечивают высокую точность вращения, низкие вибрации и используются для валов с большой нагрузкой.

15. шарнирные подшипники. Благодаря сферической поверхности наружного и внутреннего колец, подшипник воспринимает радиальные, осевые и комбинированные нагрузки в подвижных или неподвижных соединительных узлах различных механизмов.

16. Линейные подшипники скольжения. Подшипники скольжения послужили основой для создания линейных систем перемещения, использующих силы трения скольжения. Данные опоры проще, дешевле, лучше выдерживают большие нагрузки, удары и вибрации, но менее точны, инерционны и требуют больших затрат энергии на перемещение элементов относительно друг друга.

17. динамически нагруженный подшипник — подшипник скольжения, подвергающийся воздействию нагрузки, изменяющейся по модулю и/или направлению.

18. корпусной подшипник на лапах — узел подшипника скольжения, корпус которого крепится элементами в направлении, перпендикулярном к оси вала.

19. корпусной подшипник с фланцем — узел подшипника скольжения, корпус которого крепится элементами в направлении, параллельном оси вала.

20. подшипник круглоцилиндрический — подшипник скольжения, все поперечные сечения рабочей поверхности которого имеют форму окружности одного и того же диаметра

21. подшипник некруглоцилиндрический — подшипник скольжения, поперечные сечения внутренней поверхности которого отличаются по форме от окружности

22. подшипник с плавающей втулкой — подшипник скольжения с втулкой, которая может скользить относительно вала и внутренней поверхности корпуса подшипника

23. самосмазывающийся подшипник — подшипник скольжения, который смазывается подшипниковым материалом, входящим в него компонентами или твёрдыми смазывающими покрытиями.

24. самосмазывающийся пористый подшипник или спеченный подшипник — пористый подшипник скольжения, сообщающиеся поры которого заполнены смазочным материалом.

25. самоустанавливающийся подшипник — подшипник скольжения, конструкция которого самоустанавливается относительно сопряжённой поверхности.

Подразделяют:

— самоустанавливающийся сегментный радиальный подшипник — подшипник скольжения, несущая поверхность которого состоит из сегментов, свободно устанавливающихся относительно вала под действием давления в смазочном слое;

— самоустанавливающийся сегментный упорный подшипник — подшипник скольжения, несущая поверхность которого состоит из сегментов, свободно устанавливающихся для создания масляного слоя относительно пяты под действием давления в смазочном слое.

— самоустанавливающийся цельный подшипник минимизирует вредные последствия несоосности оси вала и оси подшипника, возникающих вследствие отклонений от заданных размеров деталей. Для этого используются вкладыш и корпус, сопрягаемые по сферической поверхности. Преимущественно используются в многоопорных валах.

— самоустанавливающийся гидродинамический.
Состоит из:

1 — шайба;

2 — обойма;

3 — сферические опоры;

4 — цилиндрическая обойма;

5 — вкладыш;

6 — уплотнительные кольца;

7 — крышка;

8 — винты.

Вкладыши 5 самоустанавливаются сферическими опорами 3 в направлении вращения шпинделя и его оси. Это создаёт надёжные условия трения со смазочным материалом в опоре и устойчивые масляные клинья и позволяет избежать кромочных давлений, вызываемых несоосностью рабочих поверхностей, упругими или тепловыми деформациями шпинделя. Конструкция подшипников обеспечивает высокую точность вращения шпинделя вследствие центрирования его гидродинамическими давлениями, которые возникают в нескольких зонах по окружности.

26. статически нагруженный — подшипник скольжения, на который воздействует постоянная по модулю и направлению нагрузка.

27. гидравлические подпятники. В простейшей конструкции (рис. “а”) масло подаётся в кольцевую канавку m подпятника. Оттуда через лыску n и радиальное отверстие в вале масло поступает в замкнутое пространство под торцом вала. Упорная шайба 1, расположенная с небольшим зазором относительно фланца подпятника, фиксирует вал на стоянках.

В конструкции рис. “б” масляная подушка подпитывается с помощью игольчатого клапана, управляемого валом. Равновесным является положение, когда торец вала слегка прикасается к хвостовику клапана, находящегося в закрытом состоянии. При опускании вал открывает клапан, и масло поступает в полость, возвращая вал в исходное положение.

28. Подшипники с наклонными несущими поверхностями. Плоскость 1 движется со скоростью v относительно неподвижной поверхности 2 длиной L и шириной B, наклонённой под углом α. Масло, увлекаемое плоскостью, попадает в суживающийся зазор и растекается к боковым торцам и входной кромке поверхности 2. Силы вязкости масла, препятствующие течению, повышают давление в масляном слое (эпюр сверху). Оставшееся после истечения масло, проходя через самое узкое место зазора, отодвигает плоскость 1 от наклонной поверхности. Оно создаёт непрерывно возобновляемый масляный слой, минимальная толщина которого равна h0. Силы, развивающиеся в масляном слое, позволяют системе выдерживать нагрузки, перпендикулярные к направлению движения.

29. Реверсивный подшипник с плавающей шайбой 2 (рис. “а”), устанавливается между упорным диском 1 вала и неподвижной опорной поверхностью 3. На верхней и нижней поверхностях шайбы проделаны зеркально обращённые скосы. При вращении упорного диска по часовой стрелке (рис. “б”) масляные клинья образуются на верхней стороне шайбы. На противоположной стороне, где гидродинамический эффект отсутствует, возникает полужидкостная смазка, удерживающая шайбу относительно опорной поверхности 3. При вращении вала в обратном направлении (рис. “в”) шайба вращается вместе с упорным диском 1 вала по масляным клиньям, образующимся на поверхности 3.

Несущие поверхности подшипников небольшого и среднего размеров выполняют в виде дисков из антифрикционной бронзы с фрезерованными наклонными площадками и маслораспределительными канавками. В серийном производстве рабочие поверхности изготавливают холодной калибровочной штамповкой, которая обеспечивает высокую точность и малую шероховатость поверхностей.

30. Подшипник со сферической шайбой. Конструкция подшипника изображена ниже. Отношение d/D = 0,5. Радиус сферы Rсф = (0,8—1)D. При больших значениях Rсф затрудняется самоустанавливаемость, а при меньших осевые размеры опоры значительно увеличиваются.

Обязателен подвод масла к поверхности сферы. На рабочей поверхности шайб проделывают маслораспределительные канавки с односторонними скосами при вращении постоянного направления и двусторонними для реверсивных подшипников.

31. Реверсивные ступенчатые подшипники выполняют преимущественно с симметричными выборками (рис.”а”). В конструкции рис. “б” реверсивность обеспечена обратными клапанами 1 и 2, установленными на маслоподводящих отверстиях. При вращении в направлении, указанном сплошной стрелкой, клапан 1 закрыт давлением масла в выборке, а клапан 2 открыт давлением, создаваемым насосом. При обратном направлении вращения (штриховая стрелка) клапан 2 закрыт, а клапан 1 открыт. Соответственно при любом направлении в выборке создаётся несущий масляный слой.

Подшипники данного типа могут работать в пусковой период как гидростатические, а на рабочем режиме — как гидродинамические.

Целесообразно применять самоустанавливающиеся ступенчатые сегменты (рис. “в”), сохраняющие расчетное значение h0/t независимо от колебаний режима.

Достоинства и недостатки подшипников скольжения

Достоинства:

• высокая надёжность в высокооборотных приводах;
• достаточно длительный срок службы;
• имеют сравнительно небольшие радиальные размеры;
• при установке разъёмных подшипников на цапфы и шейки коленчатых валов не требуется демонтаж смежных деталей механизма при ремонте;
• простота конструкции;
• водоустойчивы. В определённых условиях вода и водные растворы служат смазкой;
• позволяют регулировать зазоры и обеспечивают точность установки относительно геометрической оси вала;
• пригодны для использования в механизмах с большой массой движущихся частей;
• при грамотной и своевременной смазке шум практически отсутствует. Всё зависит от скорости работы и диаметра.

Недостатки:

• необходимость систематического наблюдения и непрерывного ухода смазывания;
• применение дорогостоящих материалов для изготовления подшипников;
• большие размеры в осевом направлении;
• большие потери на трение и заметный износ при включении механизма, при недостаточной или несвоевременной смазке;
• значительный расход смазки;
• жёсткие требования к температуре и качеству смазки;
• сравнительно большие коэффициенты трения для классов ниже 4;
• неравномерный износ вкладышей и цапфы, что приводит к вибрации и биениям;
• постоянная профилактика.

Монтаж и демонтаж подшипников скольжения

Подшипники скольжения, по сравнению с подшипниками качения, устанавливаются и разбираются легко. Компоненты требуется вставить друг в друга или снять. Однако есть ряд важных особенностей:

Подшипники скольжения применяются в следующих сферах:

• автомобильная;
• сельскохозяйственная;
• железнодорожная;
• текстильная;
• горнодобывающая;
• пищевая;
• медицинская;
• судостроение;
• химическая;
• прибрежная индустрия;
• подъёмное оборудование;
• металлургия;
• насосное оборудование;
• авиация;
• пневматическое оборудование;
• гидравлическое оборудование;
• холодильные установки;
• бытовая и офисная техника;
• лесная;
• строительное оборудование;
• упаковочная;
• мебельная;
• станкостроение;
• нефте- и газодобывающая.

Подробнее о применении подшипников в различных отраслях читайте на сайте “Промышленная Автоматизация”.

Купить подшипники компании SKF и NSK можно в интернет-магазине “Промышленная Автоматизация”.

Оставить заявку или получить обратную связь вы можете написав нам на [email protected] или позвонив по бесплатному номеру 8 800 550-72-52. Специалисты отдела продаж подберут оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.

Подшипник скольжения — назначение, типы и применение

25.05.2019 Автор/редактор: Dipl.-Ing. UIlrich Höltkemeier / Theresa Knell

Помимо подшипников качения, подшипники скольжения являются наиболее часто используемыми подшипниками в машиностроении. Читайте в этой статье, какие виды бывают и где они используются.

Подшипники скольжения в основном используются там, где требуется высокая размерная и геометрическая точность. Вкладыш подшипника и втулка прочно закреплены. Внутри подшипника вращается только вал или ось.

(Источник: GGB)

Подшипник скольжения — это подшипник, в котором две поверхности скользят относительно друг друга . Как правило, этому процессу скольжения способствует смазочная пленка. Скользящее движение происходит непосредственно между скользящим слоем корпуса подшипника и соответствующей насаженной частью. Смазки, хранящиеся в подшипниках или нанесенные сплошным слоем на опорный корпус, обеспечивают смазку. Практически во всех отраслях промышленности используются подшипники скольжения из-за их универсальных и специфических свойств.

Применение подшипников скольжения

Благодаря своим универсальным свойствам подшипники скольжения успешно используются практически во всех отраслях промышленности.

• Подшипники скольжения используются как:

• Радиальные подшипники для сил, перпендикулярных центральной оси вала

• Упорные подшипники в направлении к центральной оси вала

• Плавающие подшипники свободного продольного перемещения

• Фиксирующий подшипник для восприятия поперечных и продольных усилий

• Полосы скольжения

• Половинки

• и в других исполнениях.

Галерея

Галерея с 11 изображениями

Типы подшипников скольжения – подробное описание материалов

В зависимости от области применения, нагрузки, скорости и материалов подшипники скольжения приспосабливаются к скользящему элементу. Часто используемые материалы представляют собой сплавы меди, олова, цинка и свинца, пропитанные маслом спеченные материалы и пластмассы.

Когда , выбирая подходящее простые подшипники , необходимо соблюдать осторожность, чтобы гарантировать, что

• Материал и смазка соответствовали каждую остальную часть

• -безопасные свойства

• материал обладает высокой износостойкостью

• материал обладает высокой теплопроводностью.

Типичный подшипник скольжения имеет размер радиальный подшипник для радиального подшипника вала с закаленными рабочими поверхностями. Вал окружен втулкой подшипника скольжения, материал которой может варьироваться, например:

• Бронза (медно-оловянный сплав)

• Белый сплав (свинцово-оловянный сплав)

• Металл подшипника, легированный свинец

• Алюминиевые сплавы

• Пластмассы (например, ПТФЭ)

• Керамика (в меньшей степени также армированная волокном)

• Сплавы латуни

Цельные подшипники скольжения: Это классический подшипник скольжения со смазкой маслом или консистентной смазкой. Обычно состоит из одного материала подшипника. Втулки подшипников скольжения часто изготавливаются из медных сплавов и снабжены масляными канавками.

Керамические подшипники: В насосах, например, используется карбид кремния в качестве керамического материала , который также армирован волокном для больших насосов. Подшипники скольжения используются в корпусе насоса и смазываются перекачиваемой жидкостью. Основными преимуществами этих подшипников являются коррозионная стойкость и чрезвычайно низкий износ благодаря их твердости. Проблемы возникают, когда насосы работают всухую.

Пластиковый подшипник скольжения: Основная идея полимерного или пластикового подшипника скольжения:

• Сокращение технического обслуживания

• Отсутствие смазки

• Снижение затрат 9002 0

• Продление срока службы

Первое изучение пластикового подшипника скольжения совпало с открытием свойств нейлона («Пластик — создание синтетического века Стивена Фенишелла» (ISBN 0-88730-732-9). ). Еще в 1869 году Дэниел Спилл описал пластиковый ксилонит как пригодный для производства «шестерен и фрикционных колес, а также ПОДШИПНИКОВ для МАШИН».

Пластиковые подшипники представляют собой так называемые композитные материалы, состоящие из базового полимера, армирующих материалов (например, волокон и наполнителей) и встроенных твердых смазочных материалов или масел. В процессе эксплуатации эти смазки постоянно попадают на поверхность через микроизнос и уменьшают трение и износ подшипников скольжения. Обрабатываемый пластик в основном представляет собой ПТФЭ (политетрафторэтилен) из-за его низкого коэффициента трения с другими материалами (в том числе со сталью).

В зависимости от требуемых свойств пластмассовые подшипники скольжения доступны в различных вариантах. Как правило, они не содержат смазки, устойчивы к коррозии, легки и нечувствительны к загрязнениям.

Спеченные подшипники : Например, спеченные втулки из бронзы имеют меньшую плотность, чем цельные втулки. Смазка может скапливаться в их порах (смешанное трение). В процессе эксплуатации между подшипником и валом скапливается масляная пленка. Подшипники скольжения из спеченной бронзы в основном устойчивы к коррозии, обладают высокой теплопроводностью и антимагнитными свойствами.

Смазка подшипников скольжения

Простые подшипники скольжения: Они не смазываются или смазываются консистентной смазкой

Гидродинамические подшипники скольжения: В гидродинамической смазке смазочная пленка создается вращающимся движение вала/оси. Первоначально он опирается на подшипник скольжения. Во время пуска возникает смешанное трение между валом и подшипником. С увеличением вращательного движения смазочное масло подается на ненагруженную верхнюю сторону, и давление вокруг вала увеличивается. Это повышает давление и вызывает жидкостное трение и, таким образом, уменьшает трение.

Гидростатические подшипники скольжения: С гидростатической смазкой подшипники скольжения содержат масляные карманы, распределенные по их окружности. Эти подшипники снабжаются маслом при постоянном объемном расходе. Вал и подшипник никогда не соприкасаются. Гидростатическая смазка используется там, где требуется высокая концентричность и высокая грузоподъемность.

Подшипник скольжения — виды трения

Подшипник скольжения с твердым трением: пары материалов с низким коэффициентом трения используются. Иногда один из двух партнеров обладает так называемым «свойством самосмазывания». Второй партнер (обычно вал в радиальных подшипниках) выполнен из стали.

Подшипники скольжения с жидкостным трением: Подшипники скольжения с полным смазыванием обеспечивают длительный срок службы и низкие потери энергии. Под давлением смазочная пленка отделяет контактные поверхности от усилия подшипника.

Подшипники скольжения со смешанным трением: В смазываемых подшипниках скольжения смешанное трение возникает при увеличении нагрузки и уменьшении скорости. В зоне смешанного трения смазка (твердая, жирная или маслянистая) располагается в углублениях (микронеровностях) контактных поверхностей.

Правильный выбор подшипника скольжения

При выборе подходящего подшипника скольжения необходимо следить за тем, чтобы материал подшипника

• материал вала/оси и смазочный материал подходили друг к другу

• имели хорошие отказоустойчивые свойства

• высокая износостойкость

• обладает высокой теплопроводностью.

• смазка полностью покрывает поверхность трения.

Дополнительные моменты, которые необходимо учитывать:

Смазка на весь срок службы: Типы со смазкой на весь срок службы делают подшипники скольжения необслуживаемыми. Материалы, погруженные в смазку, включают, например, пластмассу PTFE или спеченные подшипники.

Подшипники скольжения, не требующие особого ухода: Подшипники скольжения с подачей смазки делают подшипник малообслуживаемым. Они выпускают эти запасы в течение более длительного периода времени (частично с помощью лубрикатора).

Необслуживаемые подшипники скольжения: Эти подшипники скольжения изготовлены из специального самосмазывающегося пластика. Они подходят для низких и средних нагрузок на подшипник.

Чтобы узнать больше, посетите нашу страницу в Facebook или Twitter.

Эта статья была впервые опубликована MM MaschinenMarkt.

(ID:45939228)

Что такое втулка? Взгляд на этот тип подшипника скольжения (он же подшипник скольжения)

Подшипник скольжения, также известный как втулка, представляет собой механический элемент, используемый для уменьшения трения между вращающимися валами и неподвижными опорными элементами. Как правило, втулка состоит из мягкого металла или пластика и масляной пленки для поддержки вращающегося вала на закаленной шейке вала. Подшипники скольжения используются в основном в машинах с вращающимся или скользящим валом. Подшипники скольжения, также называемые опорными подшипниками, подшипниками скольжения или подшипниками скольжения, не имеют тел качения. Некоторые из них сделаны из относительно мягкого металла, например баббита, для защиты шейки вала. Они также изготавливаются из других материалов, в зависимости от области применения и требований к нагрузке. Другие втулки могут использоваться для выравнивания кондукторов при бурении.

Пример простых резиновых втулок.

Изображение предоставлено: Томас А. Казерта

Типы подшипников скольжения

Видео о типах подшипников скольжения

Гидродинамические и баббитовые опорные подшипники

Подшипники скольжения обычно применяются для поддержки коленчатого вала двигателя, такого как показанный справа. Отполированные поверхности показанной поковки представляют собой шейки как коренных, так и шатунных подшипников. Сами коренные подшипники сидят в картере. Коренные подшипники выполнены в виде нижнего и верхнего вкладышей. Они устанавливаются в проточенные части отливки картера, как это делается на фото слева. Подшипники главных двигателей работают в основном в так называемом гидродинамическом режиме, что означает, что в нормальных условиях шейки и подшипники разделены масляным клином, образующимся при вращении вала. Масло закачивается в подшипник через подающие отверстия, которые распределяют масло по коренным и шатунным подшипникам. Подшипники скольжения используются в крупных промышленных турбомашинах, таких как компрессоры и турбины. Многие подшипники в этой службе являются гидростатическими, что означает, что вал может поддерживаться масляной пленкой, даже когда он не вращается. Иногда подшипники сегментированы, как показано справа, а иногда подшипники могут наклоняться, чтобы подавить явление, известное как завихрение или биение вала. Подшипник самоустанавливающейся подушки обычной формы используется в качестве упорного подшипника на больших турбомашинах. Как правило, поверхности таких подшипников покрыты баббитом. Баббит представляет собой относительно мягкий белый металл, поддерживающий смазку жидкой пленкой и обеспечивающий прощающую поверхность при контакте с закаленной шейкой вала. Подшипники автомобильных двигателей часто футерованы бронзой. Подшипники скольжения таких больших размеров часто имеют разъемную конструкцию, аналогичную коренным подшипникам двигателя, что позволяет снимать большие роторы для обслуживания.

Подшипники скольжения

Хотя в принципе они похожи на гидродинамические и баббитовые опорные подшипники, подшипники скольжения также используются для линейного движения почти с такой же частотой, как и для вращательного движения. Термины «подшипник» и «втулка» используются взаимозаменяемо для описания этих элементов машины. И в то время как гидродинамические и баббитовые подшипники скольжения часто означают довольно сложную систему с системами смазки и т. д., подшипники скольжения могут быть относительно простыми запрессованными устройствами, используемыми для множества применений от втулок направляющих до подшипников роликов. Подшипники скольжения часто изготавливаются из подшипниковой бронзы, спеченной или отлитой, а иногда заполняются пробками смазки, такой как графит, как подшипники слева. Различные пластмассы также популярны для подшипников скольжения. Подшипники скольжения предлагаются в двух основных типах: гладкая цилиндрическая версия, которая запрессовывается заподлицо в компонент, и фланцевая версия, которая возвышается над компонентом, в который он запрессован, и обеспечивает опорную поверхность для осевых нагрузок. Некоторые производители называют подшипники первого типа «втулочными», а подшипники второго типа — «фланцевыми».

Сферические подшипники

Сферические подшипники допускают угловое вращение между рычажными механизмами, рычагами управления и т. д. Они отличаются от сферических роликоподшипников, которые представляют собой подшипники качения, рассматриваемые в семействе Подшипники. Как правило, для сферических подшипников сферическое внутреннее кольцо вращается под углом в определенных пределах во внешнем кольце, в то время как консистентная смазка, ПТФЭ и т. д. обеспечивают смазочный слой между поверхностями скольжения. В очень требовательных приложениях, таких как рычаги управления в аэрокосмической отрасли, маленькие шарики подшипников катятся между внутренней и внешней обоймами, обеспечивая движение с очень низким коэффициентом трения. Сферические подшипники не предназначены для вращения как таковые, хотя часто, когда рычажные механизмы перемещаются в своем диапазоне, соединенные части вращаются и перемещаются под углом друг к другу. Возможно, наиболее распространенное применение сферических подшипников — это концы стержней.

Втулки сверлильного станка

Втулки для кондукторных сверл

обеспечивают направление сверления во время операций прецизионного сверления металла и обычно доступны в виде отдельных деталей с запрессовкой или в виде возобновляемых компонентов, состоящих из двух частей, в которых используются сменные вкладыши. Втулки такого типа служат больше для направления, чем для поддержки, и часто изготавливаются из более твердых сталей, чем втулки, предназначенные для работы в качестве подшипников. Обычно они имеют очень жесткие допуски, чтобы поддерживать точность, необходимую для операций механической обработки.

Втулки и подшипники – Применение и промышленность

В отличие от подшипников качения, которые спроектированы с расчетом на ограниченный срок службы, подшипники скольжения, основанные на полной жидкостной смазке, теоретически способны работать в течение неопределенного времени и используются в очень ответственных областях, где отказ подшипника может иметь серьезные последствия. Примеры включают многие из десятков видов турбомашин, таких как паровые турбины электростанций, компрессоры, работающие в критически важных трубопроводах, и т. д. Подшипники скольжения также часто используются в низкоскоростных валах, таких как гребные валы кораблей. Как уже упоминалось, они используются почти исключительно в двигателях. Подшипники скольжения также преуспевают на другом конце спектра из-за их низкой стоимости и простоты, а также хорошо подходят для приложений с прерывистым движением и, конечно же, для линейного движения. Для этих подшипников материалы играют большую роль и могут варьироваться от спеченной бронзы, пропитанной маслом, до термопластичных конструкций, способных работать всухую с использованием встроенных смазочных материалов. Последние часто применяются в пищевой промышленности, где смазочные материалы не должны попадать в пищевые продукты. Подшипники скольжения часто отливают из бронзы или прессуют из металлического порошка и пропитывают маслом, обеспечивающим пленочную смазку. Пластиковые подшипники из нейлона, ПТФЭ, веспела и т. д. доступны там, где прочность и производительность металлических подшипников не требуются.

Соображения

Конструкция гидродинамических подшипников скольжения учитывает вязкость масел, толщину масляной пленки, коэффициенты трения, расход масла, утечки масла и т. д., в дополнение к параметрам нагрузки на вал и скорости вращения. Таким образом, конструкция гидродинамического подшипника скольжения в значительной степени зависит от производителей подшипников скольжения, которые часто поставляют подшипники скольжения в виде корпусных узлов с уплотнениями и смазкой. Масляная смазка часто обеспечивается с помощью маслосъемных колец. Подшипники скольжения выбираются в зависимости от давления и скорости, которые вместе определяют так называемый предел PV. Это верхний предел комбинированного давления и скорости для данного материала втулки. Подшипник рассчитан на работу ниже этого порога. Расчет включает проектирование площади подшипника на основе его внутреннего радиуса и длины. Некоторые производители определяют максимальные нагрузки и скорости для своих размеров подшипников скольжения, избавляя проектировщиков от необходимости их рассчитывать. Установка подшипников скольжения имеет решающее значение, поскольку для сохранения целостности подшипника обычно используется прессовая посадка. Вдавливание подшипника на место может исказить геометрию отверстия и вызвать проблемы с формированием профиля пленки жидкости, что приведет к быстрому износу подшипника. Производители подшипников скольжения могут предложить рекомендации по посадке, чтобы обеспечить правильную работу подшипников. Некоторые подшипники также требуют процедуры обкатки, особенно некоторые из так называемых пластиковых подшипников, работающих всухую. Нарезка канавок в подшипниках часто делается для добавления карманов для хранения смазки для подшипников, которые работают со скоростями, близкими к гидродинамическому режиму. Многие стандартные рисунки канавок могут быть обработаны в стандартных подшипниках, и эти рисунки варьируются от очень простых круговых, прямых или петлевых вырезов до сложных комбинаций и кратных этих простых форм. Сферические подшипники выбирают исходя из допустимых нагрузок и углов перекоса. Втулки кондукторных сверл больше заботятся о точности, чем о нагрузке, и обычно выбираются на основе этих параметров.

Важные атрибуты

Предполагаемые области применения подшипников скольжения

Поскольку многие подшипники скольжения предназначены для конкретных областей применения, например подшипники двигателей, предполагаемое применение может быть хорошим признаком для выбора подшипников, подходящих для конкретных нужд. С другой стороны, многие подшипники скольжения являются универсальными, подходящими для различных применений подшипников, и в этом случае поиск по геометрии, материалу и т. д. может дать лучшие результаты.

Тип подшипника

Если вы ищете сферические подшипники, это то место, где вы можете его выбрать. Точно так же выбор сверлильного приспособления вернет втулки этого сорта. Выбор втулки или цапфы в качестве типа может дать почти идентичные результаты, поскольку различие, сделанное здесь между подшипниками скольжения и подшипниками скольжения, не обязательно является отраслевой практикой. Действительно, втулки скольжения, подшипники скольжения, подшипники скольжения и т. д. могут означать одно и то же. Лучшим выбором для выбора подшипника скольжения из разновидности полножидкостной пленки является выбор материала со значением баббита (см. ниже), который вернет поставщиков гидродинамических подшипниковых узлов.

Тип материала втулки

Выбор материалов для подшипников скольжения намного шире, чем для шариковых и роликовых подшипников, из-за необходимости найти материал, который может поддерживать образование масляной пленки, обеспечивать основу, более мягкую, чем шейки вала, обеспечивать пористую структуру, которая удерживает и выделяет масло, и т. д. Нагрузка и скорости играют большую роль в определении материалов, как и условия окружающей среды. Сухие пластиковые втулки предпочтительнее использовать в фармацевтической и пищевой упаковке, где масло и металл считаются потенциально вредными, если они могут загрязнить продукты. Иногда древесину можно использовать в морской технике, где смазкой служит вода, а не масло. Баббит является традиционным материалом для гидродинамических подшипников, используемых в турбомашинах. Материалы для подшипников скольжения часто состоят из сплавов бронзы, включая алюминий, никель, фосфор, кремний и т. д., которые удовлетворяют различным требованиям смазывания и упругости.

Процесс изготовления

Многие баббитовые подшипники скольжения производятся методом центробежного литья. Непрерывнолитые стержни часто используются для обработки бронзовых подшипников. Спеченный порошковый металл — еще один популярный метод изготовления подшипников из пропитанной маслом бронзы.

Связанные категории товаров

• Валы (валы) — это механические компоненты, обычно металлические, которые обычно вращаются в осевом направлении для передачи движения.
• Консистентные смазки  представляют собой полутвердые смеси смазочных материалов и загустителей, обычно изготавливаемые из минералов и мыла для обеспечения более высокой вязкости, чем у масла, и используемые для предотвращения износа контактных поверхностей.
• Смазочное масло — это скользкая и вязкая жидкость, изготовленная из любого из многочисленных минеральных, растительных, животных или синтетических веществ. Часто это смесь газообразных, жидких и твердых углеводородов, используемых для смазки. Он также доступен в синтетических и пищевых формах.
• Подшипники — это механические узлы, состоящие из тел качения и, как правило, внутреннего и внешнего колец, которые используются для вращающихся или линейных валов.

Подшипник скольжения (подшипник скольжения) — сводка

В этой статье представлено понимание подшипников скольжения. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Ресурсы

1. http://www.kingsbury.com/index.shtml
2. http://www.