какие вы знаете подшипники скольжения
Различие разъемных и не разъемных подшипников скольжения
Производители предлагают подшипники скольжения в различных вариантах конструктивного исполнения. В общем случае оно предусматривает наличие корпуса, втулки или вкладышей, которые поддерживают вал, защитных и смазывающих устройств.
Общая информация о конструкции
Рабочим поверхностям данных изделий и цапфе конкретного вала может быть придана различная форма:
Большая часть аксиальных подшипников рассчитана также на восприятие малых осевых нагрузок, что позволяет выполнять осевую фиксацию вала. Последний, для этого, изготавливается ступенчатым, и имеет галтели, а подшипнику закругляют кромки.
Изделия с коническими поверхностями используются весьма редко, только при малых нагрузках и в устройствах, требующих систематически компенсировать зазор, возникающий от износа подшипника. Шаровые версии тоже почти не применяются. Они относятся к группе самоустанавливающихся и сохраняют работоспособность при незначительных перекосах валов.
Подшипники комплектуются корпусами, представляющими собой отдельные детали (сварные или литые), выполненные единым изделием, либо разъёмные.
Неразъёмные подшипники скольжения
Предлагаются в двух вариантах исполнения:
Соответственно станину (втулку) в этих случаях, производят с использованием материалов, отличающихся высокими антифрикционными свойствами:
В качестве материалов для производства корпусов применяют сталь либо чугун. Технология изготовления, сварка или литьё. Корпусу может придаваться любая геометрическая конфигурация.
Согласно действующему нормативу неразъёмные подшипники делятся на:
Разъёмные подшипники скольжения
В изделиях данного вида вместо втулки используется пара вкладышей, а сам корпус выполняется из нескольких частей: крышки, корпуса, соединительных элементов (шпильки или болты).
Использование вкладышей позволяет экономить дорогие материалы и упрощает ремонтные работы. Их монтируют по месту с натягом и фиксируют специальными штифтами. Что исключает проворачивание вкладышей в процессе работы. Для компенсации износа рабочих поверхностей крышка поджимается в верхней стороне вкладыша.
Существует два подхода к производству вкладышей. Их выполняют:
Во внутренних полостях выполняются специальные канавки для подачи смазки.
Существуют специальные требования к материалу вкладышей, которые обязательно учитываются разработчиками и производителями. При его подборе учитываются предстоящие условия работы, дефицитность и стоимость материала, конструкция и назначение опор. Кроме этого материалы должны отличаться:
В отдельные группы вынесены также самоустанавливающиеся подшипники (неразъёмные и разъёмные версии) и опорные подпятники. Последние подразделяются по форме пяты, которая может быть гребенчатой, кольцевой или плоской.
Подшипники скольжения
Практически все механизмы имеют вращающиеся или качающиеся детали. Для уменьшения потерь энергии на трение эти детали в качестве опор используют подшипниковые узлы из подшипников качения и скольжения. Другое назначение подшипников — противостоять радиальным и осевым нагрузкам.
Подшипники по виду трения разделяются:
Подшипники качения. Применяются повсеместно, т.к. имеют наилучшее соотношение стоимости и потерь на трение. Потери происходят в точках и линиях контакта шариков или роликов, расположенных между поверхностями внутреннего и внешнего кольца (обоймы) подшипника. Эти подшипники имеют малую ширину опоры (габариты вдоль оси вращения), унифицированы (легко заменяемы), относительно дешевы при массовом производстве и недороги в обслуживании (смазочные материалы). Основной недостаток — повышенный шум, однако производители успешно борются с этим недостатком, у NSK все подшипники выпускаются с специальной маркировкой CM – зазор подшипника уменьшен, но находится в пределах стандартного, что сделало эти подшипники малошумными.
Втулки скольжения. Во втулках скольжения поверхность вала скользит относительно рабочей поверхности втулки. К рабочей поверхности предъявляются особые условия, поэтому втулка скольжения состоит из втулки-вкладыша (рабочая часть) и корпуса. Применяются, когда невозможно применить подшипники качения: высокие скорости, малые габариты, работа в жидкой, опасной среде. Втулки скольжения нашли свое применение во многих отраслях промышленности. К примеру, используется в оборудовании: турбины, ДВС, прокатные станы, станки, насосы, с\х техника и др. Также они применяются в неответственных соединениях, где потери на трение не влияют на работоспособность.
Шарнирные наконечники. По типу трения — это разновидность подшипника скольжения, состоящего из двух втулок, изготовленных из одного и того же или разных материалов (сталь\сталь – применяется в большинстве подшипников скольжения; сталь\хром, хром\PTFE и другие – применяются в зависимости от условий работы подшипника). Внутренняя втулка имеет сферическую наружную поверхность, что увеличивает степени свободы сопряжённых деталей. Применяются в узлах с переменным направлением вращения при неполном повороте и небольших скоростях вращения.
Подшипники скольжения. Виды, материалы изготовления
Материал корпуса подшипника скольжения — сталь или чугун, а к рабочей части (вкладышу) предъявляются особые требования. Если условия работы подшипника позволяют, то роль вкладыша выполняет сам корпус из антифрикционного чугуна.
Требования к материалу вкладыша:
Этим требованиям удовлетворяют: антифрикционные чугуны, бронзовые сплавы, сплавы из олова и свинца — баббиты, алюминиевые и цинковые сплавы. Металлокерамические вкладыши изготавливают прессованием порошков свинца, олова, железа, меди, графита в различных сочетаниях с дальнейшим спеканием. Структура получается прочная, пористая, способная удерживать в себе достаточное количество предварительно внесенной смазки. Их назначение — необслуживаемые подшипники. Из неметаллических материалов применяют пластмассы с низким коэффициентом сухого трения (фторопласт), а также хорошо прирабатывающиеся пластики и резина.
Компания Техноберинг поставляет подшипники скольжения сферические ISB (Италия) и FLURO (Германия)
Серия GE. Подшипники для больших нагрузок в одном направлении, необслуживаемые. Вместо смазки — фторопластовая вставка внутри наружного кольца. Два варианта: из нержавеющей стали (для работы в агрессивных средах) и из подшипниковой стали.
Серия GL. Смазываемый подшипник для преимущественно осевых нагрузок. Между кольцом внешним из стали 9SMnPb28K, 12L13 и внутренним сферическим из стали подшипниковой Aisi 52100 имеется латунная вставка марки CuZn40AI1.
Серия GLRS. Подшипник с возможностью повторного смазывания для работы с высокой скоростью в средах, способствующих коррозии. Между кольцом внешним из стали нержавеющей Aisi 303 и внутренним сферическим из стали подшипниковой Aisi 52100 имеется бронзовая упрочненная вставка марки CuSn8.
Серия GLRSW. Необслуживаемые подшипники для работы с высокими динамическими нагрузками в средах, способствующих коррозии. Между внешним кольцом из стали нержавеющей Aisi 303 и внутренним сферическим из стали подшипниковой Aisi 52100 имеется бронзовая упрочненная вставка марки CuSn8 с напылением ПТФЭ на внутренней поверхности.
Серия GLXS. Подшипник для работы со скоростью до 1500 об/мин и возможностью повторного смазывания. Между кольцом внешним из стали 9SMnPb28K, 12L13 и внутренним сферическим из стали подшипниковой Aisi 52100 имеется бронзовая упрочненная вставка марки CuSn8.
Серия GLXSW. Подшипник для работы со значительными знакопеременными осевыми нагрузками, не требует обслуживания. Между кольцом внешним из стали 9SMnPb28K, 12L13 и внутренним сферическим из стали подшипниковой Aisi 52100 имеется вставка из стали 9SMnPb28K с напылением на внутреннюю поверхность слоя ПТФЭ.
Серия GXS. Подшипник для скоростей вращения до 1500 об/мин с возможностью повторного смазывания. Кольцо внешнее бронзовое марки CuSn8 для высоких нагрузок, внутреннее сферическое кольцо из стали подшипниковой Aisi 52100.
Серия GXSW. Подшипник для работы с высокими динамическими нагрузками, не требует обслуживания. Кольцо внешнее из стали 9SMnPb28K, 12L13 c ПТФЭ вставкой, напыленной на внутреннюю поверхность. Внутреннее сферическое кольцо из стали подшипниковой Aisi 52100.
Компания Техноберинг — это крупнейший магазин, качественные подшипники, официальный сайт дистрибьютера ведущих производителей ISB и FLURO. Вся продукция сертифицирована, соответствует ГОСТ РФ и стандартам ISO.
Если подшипники качения и скольжения нужны «на вчера» по принципу «поставил и забыл», приобретайте в компании с надежной репутацией, широкой линейкой продукции и легкодоступным оперативным складом.
Опытные, толковые специалисты Техноберинга подскажут, быстро подберут и порекомендуют наиболее оптимальный вариант подшипника из нескольких возможных.
Сайт подшипников Техноберинг — надёжный поставщик качественных решений для подшипниковых узлов!
Какие вы знаете подшипники скольжения
ГОСТ ИСО 4378-1-2001
ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ
Конструкция, подшипниковые материалы и их свойства
Plain bearings. Terms, definitions and classification.
Part 1. Design, bearing materials and their properties
Дата введения 2002-07-01
1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 344 «Подшипники скольжения», Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ) Госстандарта России
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 19 от 24 мая 2001 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование национального органа по стандартизации
Госстандарт Республики Беларусь
Госстандарт Республики Казахстан
Настоящий стандарт представляет собой аутентичный текст международного стандарта ИСО 4378-1-97 «Подшипники скольжения. Термины, определения и классификация. Часть 1. Конструкция, подшипниковые материалы и их свойства»
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 5 марта 2002 г. N 85-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ИСО 4378-1-2001 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2002 г.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает термины и определения, применяемые для подшипников скольжения, а также их классификацию.
Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения во всех видах документации и литературы по подшипникам скольжения, входящих в сферу работ по стандартизации и/или использующих результаты этих работ.
В стандарте приведены иноязычные эквиваленты стандартизованных терминов на английском (en) и французском (fr) языках.
2 Основные термины
2.1 подшипник: Опора или направляющая, которая определяет положение движущейся части относительно других частей механизма
2.2 подшипник скольжения: Подшипник, в котором видом относительного движения является скольжение
2.3 узел подшипника скольжения: Трибосистема, включающая подшипник скольжения и опорную часть (например корпус)
plain bearing unit
ensemble avec palier lisse
3 Виды подшипников скольжения, классификация
3.1. По виду нагрузки
3.1.1 статически нагруженный подшипник скольжения: Подшипник скольжения, подвергающийся воздействию постоянной по модулю и направлению нагрузки
statically loaded plain bearing
palier lisse charge statique
3.1.2 динамически нагруженный подшипник скольжения: Подшипник скольжения, подвергающийся воздействию нагрузки, изменяющейся по модулю и/или направлению
dynamically loaded plain bearing
palier lisse charge dynamique
3.2 По направлению воспринимаемых нагрузок
3.2.1 радиальный подшипник скольжения, радиальный подшипник: Подшипник скольжения, воспринимающий нагрузку, направленную перпендикулярно к оси вращения вала
plain journal bearing journal bearing
palier lisse radial
3.2.2 упорный подшипник скольжения, упорный подшипник: Подшипник скольжения, воспринимающий нагрузку, направленную вдоль оси вращения вала (рисунок 1)
plain thrust bearing
3.2.3 радиально-упорный подшипник скольжения, буртовый подшипник: Подшипник скольжения, способный воспринимать нагрузку в осевом и радиальном направлениях
journal thrust bearing flanged bearing
3.3.1 аэростатический подшипник: Подшипник скольжения, предназначенный для работы в режиме аэростатической смазки
palier 
3.3.2 аэродинамический подшипник: Подшипник скольжения, предназначенный для работы в режиме аэродинамической смазки
palier 
3.3.3 гидростатический подшипник: Подшипник скольжения, предназначенный для работы в режиме гидростатической смазки
3.3.4 гидродинамический подшипник: Подшипник скольжения, предназначенный для работы в режиме гидродинамической смазки
3.3.5 вибродемпферный подшипник: Подшипник скольжения, в котором полное разделение поверхностей достигается за счет давления, возникающего в смазочном материале в результате их взаимного перемещения вдоль нормали к поверхности
squeeze oil film bearing
palier effet amortisseur
3.3.6 гидростатодинамический подшипник: Подшипник скольжения, предназначенный для работы как при гидродинамической, так и при гидростатической смазке
3.3.7 подшипник скольжения с твердым смазочным материалом: Подшипник скольжения, работающий с твердым смазочным материалом
solid-film lubricated bearing
palier lubrifiant solide
3.3.8 подшипник, работающий без смазки: Подшипник скольжения, предназначенный для работы без смазочного материала
palier sans lubrifiant
3.3.9 самосмазывающийся подшипник: Подшипник скольжения, в котором смазка обеспечивается подшипниковым материалом, входящим в него компонентами или твердыми смазывающими покрытиями
3.3.10 самосмазывающийся пористый подшипник, спеченный подшипник: Пористый подшипник скольжения, сообщающиеся поры которого заполнены смазочным материалом
porous self-lubricating bearing
palier autolubrifiant en materiau poreux
3.3.11 подшипниковый узел с системой смазки: Подшипниковый узел, содержащий резервуар со смазочным материалом, и средства его подачи к поверхностям трения
self-contained plain bearing assembly
palier lisse autonome
См. также «узел подшипника скольжения в сборе» (3.4.8)
3.4.1 подшипник круглоцилиндрический: Подшипник скольжения, все поперечные сечения рабочей поверхности которого имеют форму окружности одного и того же диаметра (рисунок 2)
circular cylindrical bearing
palier cylindrique circulaire
3.4.2 подшипник некруглоцилиндрический: Подшипник скольжения, поперечные сечения внутренней поверхности которого отличаются по форме от окружности (рисунки 3, 4)
profile bore bearing
palier alesage profile
palier cylindrique non circulaire
3.4.3 многоклиновый подшипник: Радиальный подшипник скольжения, имеющий несколько цилиндрических поверхностей, расположенных так, что два или более масляных клина образуются по окружности подшипника (рисунки 3, 4)
3.4.4 сегментный упорный подшипник: Упорный подшипник скольжения, несущая поверхность которого состоит из неподвижных сегментов (рисунок 5)
pad thrust bearing
taper land bearing
segments (patins)
segments inclines
segments inclines puis paralleles
3.4.5 самоустанавливающийся сегментный радиальный подшипник: Самоустанавливающийся радиальный подшипник скольжения, несущая поверхность которого состоит из сегментов, свободно устанавливающихся относительно вала под действием давления в смазочном слое (рисунок 6)
tilting pad journal bearing
palier patins oscillants
3.4.6 самоустанавливающийся сегментный упорный подшипник: Самоустанавливающийся упорный подшипник скольжения, несущая поверхность которого состоит из сегментов, свободно устанавливающихся для создания масляного слоя относительно пяты под действием давления в смазочном слое (рисунок 7)
tilting pad thrust bearing
3.4.7 подшипник с плавающей втулкой: Подшипник скольжения с втулкой, имеющей возможность скользить относительно вала и внутренней поверхности корпуса подшипника (рисунок 8)
floating bush bearing
palier bague flottante
3.4.8 узел подшипника скольжения в сборе: Подшипниковый узел, состоящий из подшипника скольжения (радиального и/или упорного), помещенного в корпус на лапах или с фланцем.
plain bearing assembly
ensemble avec palier lisse
См. также «подшипниковый узел с системой смазки» (3.3.11)
3.4.8.1 корпусной подшипник на лапах: Узел подшипника скольжения, крепление корпуса которого осуществляется крепежными элементами в направлении, перпендикулярном к оси вала
pedestal plain bearing assembly
palier lisse chaise sur le sol
3.4.8.2 корпусной подшипник с фланцем: Узел подшипника скольжения, крепление корпуса которого осуществляется крепежными элементами в направлении, параллельном оси вала
flanged plain bearing assembly
palier lisse collerette
3.4.9 самоустанавливающийся подшипник: Подшипник скольжения, конструкция которого обеспечивает его самоустановку относительно сопряженной поверхности
Различие разъемных и не разъемных подшипников скольжения
Производители предлагают подшипники скольжения в различных вариантах конструктивного исполнения. В общем случае оно предусматривает наличие корпуса, втулки или вкладышей, которые поддерживают вал, защитных и смазывающих устройств.
Общая информация о конструкции
Рабочим поверхностям данных изделий и цапфе конкретного вала может быть придана различная форма:
Большая часть аксиальных подшипников рассчитана также на восприятие малых осевых нагрузок, что позволяет выполнять осевую фиксацию вала. Последний, для этого, изготавливается ступенчатым, и имеет галтели, а подшипнику закругляют кромки.
Изделия с коническими поверхностями используются весьма редко, только при малых нагрузках и в устройствах, требующих систематически компенсировать зазор, возникающий от износа подшипника. Шаровые версии тоже почти не применяются. Они относятся к группе самоустанавливающихся и сохраняют работоспособность при незначительных перекосах валов.
Подшипники комплектуются корпусами, представляющими собой отдельные детали (сварные или литые), выполненные единым изделием, либо разъёмные.
Неразъёмные подшипники скольжения
Предлагаются в двух вариантах исполнения:
Соответственно станину (втулку) в этих случаях, производят с использованием материалов, отличающихся высокими антифрикционными свойствами:
В качестве материалов для производства корпусов применяют сталь либо чугун. Технология изготовления, сварка или литьё. Корпусу может придаваться любая геометрическая конфигурация.
Согласно действующему нормативу неразъёмные подшипники делятся на:
Разъёмные подшипники скольжения
В изделиях данного вида вместо втулки используется пара вкладышей, а сам корпус выполняется из нескольких частей: крышки, корпуса, соединительных элементов (шпильки или болты).
Использование вкладышей позволяет экономить дорогие материалы и упрощает ремонтные работы. Их монтируют по месту с натягом и фиксируют специальными штифтами. Что исключает проворачивание вкладышей в процессе работы. Для компенсации износа рабочих поверхностей крышка поджимается в верхней стороне вкладыша.
Существует два подхода к производству вкладышей. Их выполняют:
Во внутренних полостях выполняются специальные канавки для подачи смазки.
Существуют специальные требования к материалу вкладышей, которые обязательно учитываются разработчиками и производителями. При его подборе учитываются предстоящие условия работы, дефицитность и стоимость материала, конструкция и назначение опор. Кроме этого материалы должны отличаться:
В отдельные группы вынесены также самоустанавливающиеся подшипники (неразъёмные и разъёмные версии) и опорные подпятники. Последние подразделяются по форме пяты, которая может быть гребенчатой, кольцевой или плоской.
Какие вы знаете подшипники скольжения
Известно множество типов подшипников скольжения, различающихся особенностями устройства и работы, но общий принцип одинаков и заключается он в следующем. Для сопряжения вала и корпуса, между которыми происходит относительное вращение, надо выполнить соприкасающиеся детали из материалов с низким коэффициентом взаимного трения, либо нанести на соприкасающиеся поверхности покрытие или пленку из материала с низким коэффициентом трения по отношению к материалам вала и корпуса. Обычно подшипником скольжения считается вставка между валом и корпусом, более правильно называть её втулкой скольжения. Подшипником называют весь узел с трением через смазочный или антифрикционный слой, отдельная металлическая (пластмассовая или из другого материала) часть которого называется вкладыш скольжения.
Исторически первые подшипники скольжения появились очень давно, в одно время с колесом. Их изготавливали из дерева или камня. Когда появилась бронза, а затем железо, для изготовления подшипников стали использовать эти металлы. Бронзу и сталь используют до сих пор.
В эпоху промышленной революции началось массовое внедрение подшипников скольжения в станках и машинах. Технологии их производства начала быстро развиваться.
Разнообразие видов подшипников скольжения определяет широкий диапазон их характеристик, подходящий тип и исполнение можно найти практически для любых условий эксплуатации. Так, например, разработаны подшипники скольжения для работы в условиях низких и высоких температур для очень больших и очень медленных скоростей вращения, и т.д.
Наиболее широко используются металлические вкладыши и втулки скольжения, изготовленные из стали, чугуна, бронзы, латуни, баббитов и т.д. Они обычно рассчитаны на работу со смазкой. Смазка может быть «свободно нанесённой консистентной», или может образовываться маслом, нагнетаемым под давлением. Подшипники скольжения из металлов (биметаллов, триметаллов) и сплавов отличаются прочностью, долговечностью и высокой грузоподъемностью.
В настоящее время широко применяются пластиковые втулки скольжения из простых и специальных полимеров (например, фторопластов). В определённых условиях пластиковые втулки предпочтительнее металлических.
Подшипники скольжения применяются в самых различных конструкциях, например, в подвижных сочленениях, опор мостов, или в двигателях внутреннего сгорания. Чем тяжелее условия работы подшипника и чем выше требования к нему, тем более сложным, а значит, и дорогим он будет.
Хотя самые скоростные подшипники, например, в центрифугах – это подшипники скольжения. Если, конечно, считать газовую прослойку между опорой и валом, или магнитное поле между ними смазкой.
Простейший подшипник скольжения (рисунок ПС-1) — опора или направляющая в составе механизма, подвижные части которого скользят друг по другу. Вид трения в таком подшипнике – это трение скольжения.
Рисунок ПС-1. Неразъемный нерегулируемый подшипник скольжения.
Типы подшипников скольжения
Подшипники скольжения могут иметь и более сложную конструкцию, в зависимости от неё можно выделить следующие типы подшипников скольжения.
1. Неразъемные нерегулируемые, рисунок ПС-1. Состоят из цилиндрической втулки – вкладыша и корпуса, закрепленного на станине механизме 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 от 2 до 10 мм в соответствии с диаметром валов от 10 до 100 мм. 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 подается через радиальные отверстия. Для её равномерного распределения по длине вкладыша используются масляные канавки. Для постоянной смазки наиболее нагруженной зоны подшипника используется масляный карман – холодильник.
2. Неразъемные регулируемые с внутренним конусом, рисунок ПС-2.
Рисунок ПС-2. Неразъемный регулируемый с внутренним конусом подшипник скольжения.
Состоят из цилиндрической втулки из бронзы 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. Для предотвращения прокручивания втулки при регулировании используется штифт. Такой тип подшипников часто применяется в шпинделях станков.
3 Неразъемные регулируемые с наружным конусом, рисунок ПС-3.
Рисунок ПС-3. Неразъемный регулируемый с внешним конусом подшипник скольжения.
Используется втулка с цилиндрическим отверстием, наружным конусом и продольной прорезью по всей длине. Зазор между валом и втулкой регулируется осевым перемещением втулки и ее сжатием при этом за счет изменения ширины прорези. Положение подшипника фиксируется болтом с конусной головкой.
4. Разъемные подшипники, рисунок ПС-4.
Рисунок ПС-4. Разъёмный регулируемый подшипник скольжения.
Состоят из корпуса и крышки. Внутри размещаются вкладыши, выполненные из бронзы, антифрикционного чугуна или биметаллические (триметаллические). В верхнем вкладыше выполняются отверстия для подвода смазочного материала и смазочные канавки. В нижнем вкладыше также выполняются 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 выполняется 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 счет комплекта прокладок. Прокладки помещают между корпусом и вкладышем и между крышкой и вкладышем. Самая тонкая прокладка располагается у крышки.
5. Самоустанавливающиеся цельные подшипники, рисунок ПС-5.
Рисунок ПС-5. Самоустанавливающиеся цельный подшипник скольжения.
Служат для минимизации вредных последствий несоосности оси вала и оси подшипника, возникающих вследствие отклонений от заданных размеров деталей при их изготовлении или вследствие неточностей монтажа. Для этого используются вкладыш и корпус, сопрягаемые по сферической поверхности. Преимущественно используются в опорах многоопорных валов.
6. Сегментные самоустанавливающиеся подшипники, рисунок ПС-6.
Рисунок ПС-6. Сегментный самоустанавливающийся подшипник скольжения.
Вкладыши подшипников состоят из трех и более сегментов, равномерно расположенных по окружности. Конструкция подшипника позволяет сегментам смещаться относительно цапфы в осевой и радиальной плоскостях. Такие подшипники уменьшают вибрацию вала.
7. Многоклиновые цельные регулируемые подшипники, рисунок ПС-7.
Рисунок ПС-7. Многоклиновый цельный регулируемый подшипник скольжения.
Вкладыш имеет конусную наружную поверхность. При осевом перемещении вкладыша за счет прижимной крышки он сжимается, образуя с валом несколько суживающихся зазоров. Образующиеся масляные клинья улучшают центрирование вала, он работает с низким уровнем вибрации.
8. Газостатические подшипники, рисунок ПС-8.
Рисунок ПС-8. Газостатический подшипник. Состоит из камеры (1), пористых вставок (2), подводящей
магистрали (3), корпуса (4), газонепроницаемой втулки (5).
Вкладыш состоит из втулки (5) и пористых вставок (2).
На рисунке цапфа не показана.
В цилиндрический зазор между цапфой и вкладышем в нескольких точках, через пористые ставки (2), под давлением подается воздух или газ. Возникает газовая смазка. Поверхности вала и цапфы в установившемся режиме не контактируют. Подшипник обладает минимальным моментом трения. Применяются для опор с малыми нагрузками и высокими скоростями скольжения.
9. Гидростатические подшипники.
10. Газо- и гидродинамические подшипники, рисунок ПС-9.
Рисунок ПС-9. Схема газодинамического лепесткового подшипника.
При определенных значениях зазора между цапфой и вкладышем и скорости вращения выше некоторого значения за счёт гидро- и газодинамического эффекта подшипник обеспечивает газовое (жидкостное) трение, т.е. отсутствие непосредственного контакта между цапфой и вкладышем. Применяются 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 могут также использоваться элементы, напоминающие лопасти винта или лепестки.
11. Подпятники, рисунок ПС-10.
Рисунок ПС-10. Схема подпятника скольжения, (1) – корпус, (2) – крышка, (3) – вкладыш радиального
подшипника, (4) – опорный вкладыш.
Воспринимают силы, действующие вдоль оси подшипника. Рабочая поверхность имеет форму круга или кольца. Подразделяются на гладкие и сегментные с неподвижным подпятником, сегментные самоустанавливающиеся, гребенчатые, гидростатические. Материал подпятника: чугун, сталь, бронза, алюминиевые сплавы, баббиты.
Радиальный подшипник скольжения состоит из корпуса с цилиндрическим отверстием, вкладыша (втулки) и смазывающего устройства. Смазывающее устройство размещается на корпусе подшипника. Вкладыш (втулка) размещается в отверстии. Вкладыш изготавливается из материала, который обладает низким коэффициентом трения в паре с материалом цапфы. Между цапфой вала и отверстием втулки подшипника остаётся зазор, который заполняется смазкой. Зазор позволяет валу свободно вращаться.
12. Подшипники шарнирные, рисунок ПС-11.
Рисунок ПС-11. Подшипник скольжения шарнирный.
Для этих подшипников существует свой стандарт, ГОСТ 3635-78. Шарнирные подшипники относятся к подшипникам скольжения. Сферические поверхности наружного и внутреннего колец позволяет им воспринимать радиальные, осевые и комбинированные нагрузки в подвижных или неподвижных соединительных узлах различных механизмов.
Дополнительные классификационные параметры подшипников скольжения
Подшипники скольжения также классифицируют:
1. В зависимости от формы подшипникового отверстия:
2. По направлению восприятия нагрузки:
4. По количеству масляных клапанов:
5. По возможности регулирования:
Виды трения и смазка
В зависимости от конструкции, окружной скорости цапфы, условий эксплуатации, трение скольжения может быть сухим, граничным, жидкостным и газодинамическим.
Сухое и граничное виды трения – самые неблагоприятные. Цапфа и вкладыш быстро изнашиваются, подшипниковый узел выходит из строя.
Подшипники с жидкостным и газодинамическим трением при пуске всё равно проходят этап с граничным трением. Это накладывает ограничения на количество допустимых остановов механизмов с такими подшипниками.
Выбор подходящей смазки и схемы её подачи – одни из главных условий длительной и штатной работы подшипника скольжения.
Хорошо себя зарекомендовали в эксплуатации пористые самосмазывающиеся подшипники, изготовленные по технологиям порошковой металлургии. В ходе вращения пористый самосмазывающийся подшипник, пропитанный маслом, нагревается и выделяет смазку из пор на рабочую скользящую поверхность. При отсутствии движения подшипник остывает, и смазка уходит в поры.
Для изготовления подшипниковых вкладышей используют карбиды вольфрама или хрома, баббитовые сплавы, бронзы, полимерные материалы, например, фторопласты, керамику.
Классы подшипников скольжения
В таблице 1 перечислены классы подшипников скольжения.
Таблица 1. Классы подшипников скольжения.
Класс
Способ смазки
Вид трения
К-т трения
Назначение
Область применения
Малое количество смазки, непостоянная подача смазки
Малые скорости скольжения и небольшие удельные давления
Опорные ролики транспортеров, ходовые колёса мостовых кранов
Непродолжительная по времени работа с постоянным или переменным направлением вращения вала, малые скорости и большие удельные нагрузки
Масляная ванна или кольца, под давлением
Мало изменяющиеся по величине и направлению усилия, большие и средние нагрузки, переменные нагрузки
Буксы вагонов, тяжёлые станки, мощные электрические машины, тяжёлые редукторы, текстильные машины, газовые двигатели, тихоходные и судовые двигатели
Кольца, комбинированный или под давлением
Малые окружные скорости валов, особо тяжёлые условия работы при переменных по величине и направлению нагрузках
Электрические машины малой и средней мощности, лёгкие и средние редукторы, центробежные насосы и компрессоры, прокатные станы
Слабонагруженные опоры с большими скоростями скольжения
Паровые котлы, водяные турбины, газовые турбины, осевые вентиляторы, турбокомпрессоры
Линейные подшипники скольжения
Подшипники скольжения послужили основой для создания линейных систем перемещения, использующих силы трения скольжения.
Такие линейные системы имеют, в основном, те же достоинства и недостатки по отношению к линейным системам, использующим тела качения, что и подшипники скольжения по отношению к подшипникам качения.
Если очень коротко, то они проще, дешевле, лучше выдерживают большие нагрузки, удары и вибрации, но менее точны, инерционны и требуют больших затрат энергии на перемещение элементов относительно друг друга.
Рассмотрим примеры линейных систем скольжения.
Квадратные каретки скольжения
Квадратная каретка (втулка) представлена на рисунке ПС-12.
Рисунок 12. Квадратная втулка скольжения.
Квадратная втулка скольжения:
Втулки скольжения из полимера
Вместо шариковых втулок для линейных систем в некоторых случаях можно использовать втулки скольжения из армированных полимеров.
Преимуществами таких втулок являются:
самосмазывание. Компоненты смазки добавлены в полимер и при микроизносе выделяются, обеспечивая постоянно обновляемую смазку. Это резко сокращает затраты на обслуживание;
длительный срок эксплуатации. Полимерные линейные подшипников не содержат стеклянных волокон и не вызывают абразивного износа валов;
низкое трение. Статические и динамические коэффициенты трения близки друг к другу вследствие выбора материалов подшипника и смазки. Низкое трение обуславливает низкий шум;
высокая безусадочность, широкий диапазон рабочих температур, высокая теплопроводность. Упрочнение синтетическими волокнами снижает температурные деформации подшипников и улучшает посадку подшипников при высоких рабочих температурах;
минимальный износ и устойчивость к большим нагрузкам. Полимерные линейные подшипники высокоустойчивы к износу в радиальных и упорных подшипниках, и при линейных перемещениях при больших нагрузках.
Линейные системы перемещения, использующие тела качения, рассмотрены в разделе
Достоинства подшипников скольжения
Подшипники скольжения обладают следующими достоинствами:
Недостатки подшипников скольжения
Подшипникам скольжения присущи следующие недостатки:
Тем не менее, в высокоскоростных механизмах используются, по сути, именно подшипники скольжения! Возможность, при определенных условиях, использовать в качестве смазки жидкости, газы и даже электромагнитное поле вывели подшипники скольжения на совершенно новый уровень.
Кроме того, для тяжелых машин, например, мощных тысячетонных гидроэлектрогенераторов, альтернативы подшипникам скольжения до сих пор нет.