Що таке підшипник?

Слово bearing походить від bear, що означає підтримувати або нести.

Коли між двома частинами відбувається відносний рух і одна частина підтримує іншу, опорна частина називається підшипником.

Таким чином, підшипник — це механічний елемент частини машини, який підтримує інший механічний елемент або деталь, що перебуває у відносному русі з ним.

Відносний рух може бути як лінійним, так і обертальним.

Як і у випадку траверси двигуна та напрямних, напрямні діють як підшипники, а відносний рух є лінійним. Подібним чином шляхи фрезерних верстатів і планарних верстатів можна розглядати як підшипники.

Як і у випадку шпинделів токарного верстата, свердлильних і розточувальних верстатів, осей автомобілів, колінчастих валів тощо, відносний рух між ними та підшипником є ​​обертальним.

Необхідність підшипників.

Майже в усіх типах машин або рух, або потужність мають передаватися через обертові вали, які, у свою чергу, утримуються підшипниками.

These bearings allow the free and smooth rotation of shafts with minimum friction. The loss of power or motion can be minimized with suitable lubrication of bearing surfaces.

Підшипники необхідні для наступних двох цілей.

1. Для підтримки обертових валів.

2. Для вільного і плавного обертання валів.

3. Витримувати тягові та радіальні навантаження.

Типи підшипників.

Загалом підшипники можна класифікувати на два типи:

1. Підшипники ковзання та;

2. Підшипники кочення або підшипники кочення.

1. Підшипники ковзання;

Sliding contact bearings and shafts have relative motion due to their sliding with respect to each other. In general, all the bearings which don’t use rollers and balls can be termed as sliding contact bearings.

Підшипники контактів ковзання поділяються на наступні типи.

i. правильний або напрямний підшипник;

Якщо напрямок відносного руху та ковзання поверхонь паралельні, підшипник відомий як правильний або напрямний підшипник, наприклад, напрямні на поперечних головках двигуна, шляхах фрезерних верстатів і шпинделях свердлильних і розточувальних верстатів.

ii. радіальний або цапфовий підшипник;

Якщо відносний рух між валом і підшипником є ​​обертальним і якщо навантаження діє перпендикулярно до осі вала або вздовж радіуса вала, підшипник відомий як підшипник ковзання або радіальний підшипник.

Частина вала, оточена підшипником, називається цапфою.

iii. упорний підшипник;

Якщо навантаження на підшипник паралельне осі вала, підшипник називається упорним.

iv. підшипник підніжжя або опори;

В упорному підшипнику, якщо кінець вала спирається на опорну поверхню вертикально, він відомий як ступінчастий підшипник або шарнірний підшипник.

v. Комірний підшипник;

В упорному підшипнику, якщо кінці вала виходять за межі та через поверхню підшипника, він відомий як комірковий підшипник. Вісь вала залишається горизонтальною.

vi. втулковий підшипник;

Простий тип втулкового підшипника показано на ##рис. 1,8 нижче. Він складається з чавунного корпусу і втулки з латуні або бронзи.

Корпус має прямокутну основу. Основа зроблена порожнистою, щоб мінімізувати площу поверхні обробки. В основі передбачені два еліптичні отвори для болтового кріплення підшипника.

У верхній частині корпусу є масляний отвір, який проходить через втулку. Таким чином, можна змастити вал і втулку через масляний отвір.

Внутрішній діаметр втулки дорівнює діаметру валу. Втулка фіксується накладенням різьбовим гвинтом так, щоб виключити її обертання або ковзання разом з валом.

Якщо втулка зношується, її замінюють новою. Вал можна вставляти в підшипник тільки торцем. Це один з недоліків цього підшипника.

Втулковий підшипник знаходить застосування при невеликих навантаженнях і малих швидкостях.

vii. Підшипник опори;

Підшипник п'єдесталу широко відомий як стаціонарний блок. Його також називають роздільним або розділеним підшипником ковзання.

Він складається з чавунного блоку, який називається п’єдесталом, чавунного ковпака, бронзової латуні на дві половини, двох м’якої сталі з квадратними головками та двох комплектів шестигранних контргайок, як показано на ##Рис. 1.9 нижче.

Підшипник розрізний; він складається з двох половинок.

Верхня частина називається кришкою, яка кріпиться до основного корпусу, який називається постаментом, за допомогою болтів з квадратною головкою та шестигранних гайок.

Це розщеплення або поділ підшипника полегшує розміщення та видалення вала, а також половинок роз’ємної втулки.

Роздільні втулки відомі як латуні або сходинки.

Щільне кріплення забезпечується в нижній роздільній втулці, яка вставляється в отвір у корпусі.

Так що обертання втулки разом з валом запобігається, а осьове переміщення запобігається за допомогою буртових фланців на кінцях.

Матеріалом розрізної втулки є латунь, бронза, білий метал тощо.

Вал спирається на нижню розрізну втулку. Верхня розрізна втулка надягається на вал і, нарешті, затягується кришка.

Між ковпачком і корпусом залишається невеликий зазор, який допомагає, коли ковпачок опускається через збереження втулки новими накладками.

Цей підшипник знаходить своє застосування при високій швидкості і змінному напрямку навантаження.

viii. Підніжний підшипник або шарнірний підшипник.

У ступінчастому або шарнірному підшипнику тиск діє паралельно осі вала, і вал впирається в підшипник одним кінцем.

Він складається з чавунного вертикального круглого блоку або корпусу з прямокутною основою та металевою втулкою, як показано на ##рис. 1.10 нижче.

Блок має відкритий кінець, через який вставляється вал. Вал вертикально лежить на сталевому диску з увігнутим рифленням.

Диск перешкоджає обертанню разом з валом за допомогою шпильки, яка наполовину вставлена ​​в диск і корпус.

Обертання втулки разом з валом запобігає за допомогою кріплення, розташованого на її шийці трохи нижче бурта.

Ці підшипники знаходять застосування в машинах для текстилю, паперу тощо, які використовуються для легких навантажень і малих швидкостей.

У ступінчастому підшипнику змащення ускладнюється, оскільки масло викидається назовні від центру під дією відцентрової сили.

2. Підшипники кочення або підшипники кочення.

У підшипниках кочення відносний рух між валом і підшипником виникає через кочення кульок і роликів, які використовуються в підшипниках.

Тому їх називають підшипниками кочення або кульковими та роликовими підшипниками.

Тертя підшипників набагато менше, ніж у підшипниках ковзання, і менше стирання машин, які потребують частого запуску та зупинки під навантаженням.

Тому ці підшипники називаються підшипниками кочення.

Існує два типи підшипників ковзання, а саме;

1. Шарикопідшипники і;

2. Роликовий підшипник.

i. кулькові підшипники;

У шарикопідшипниках використовуються сферичні кульки.

Існує два типи шарикопідшипників;

(і) Шарикопідшипники радіальні а (іі) Упорні кулькові підшипники.

Шарикопідшипники радіальні використовуються для сприйняття радіальних навантажень або навантажень, перпендикулярних до осі валів, тоді як упорні підшипники використовуються для упорних навантажень, тобто навантажень, що діють паралельно осі вала.

Упорні кулькові підшипники використовуються для сприйняття тягових навантажень на валах.

Вони складаються із загартованих сталевих кульок, розміщених між двома гонками. Гонки являють собою рифлені кільця із загартованої сталі. Одне колесо обертається разом з валом, а інше закріплено в корпусі підшипника.

Кулі утримуються на місці за допомогою кліток. Сепаратори являють собою сепаратори кульок із пресованої латуні.

Розташування простого упорного підшипника показано на ##рис. 1.11 нижче. Упорні шарикопідшипники використовуються до частоти обертання 2000 об/хв.

Для більш високих швидкостей упорних навантажень використовуються радіально-упорні шарикопідшипники. Під час високої швидкості кульки витісняються з обойм завдяки відцентровій силі, що розвивається в упорних підшипниках.

ii. роликові підшипники;

Роликові підшипники можна класифікувати як радіальні роликові підшипники та упорні роликові підшипники. Радіальні та упорні роликові підшипники сприймають відповідно радіальні та упорні навантаження.

Обидва ці підшипники можна додатково класифікувати на основі типів використовуваних роликів, наприклад циліндричні роликові підшипники, голчасті роликові підшипники та конічні роликові підшипники.

Порівняно з шарикопідшипниками, роликові підшипники розвивають більше тертя, але мають більшу вантажопідйомність. Для застосування з невеликими навантаженнями використовуються кулькові підшипники, обслуговування яких менше, ніж у роликових підшипників такого ж розміру.

Однак, якщо навантаження є відносно великим і підшипники схильні до ударного навантаження, використовуються лише роликові підшипники.

Переваги та недоліки кулькових і роликових підшипників;

У порівнянні з підшипниками ковзання підшипники кочення мають такі переваги та недоліки.

Переваги.

1. Тертя при запуску і ході низьке.

2. Заміна проста.

3. Може використовуватися як для радіальних, так і для осьових навантажень.

4. Змащення просте.

5. Вартість обслуговування низька.

Недоліки.

1. Висока початкова вартість.

2. Важко помітити появу несправності підшипника.

3. Корпус підшипника вимагає високої точності обробки.