Роль подшипников в механизмах: основные типы, сферы использования, правила выбора

Подшипники представляют собой важнейшие узлы трения в машинах и механизмах. Они обеспечивают вращение валов и осей с минимальными потерями на трение. Без их надежной работы невозможно полноценное функционирование техники в таких отраслях как транспорт, энергетика, горное дело.

Существует множество разновидностей подшипников, отличающихся принципом действия, конструкцией и материалами. Выбор типа определяется условиями эксплуатации и требованиями к нагрузочной способности, жесткости, долговечности. Рассмотрим основные группы и области их использования.

Основные типы

Подшипники классифицируют по ряду признаков. В зависимости от вида контакта трущихся поверхностей различают скольжения и качения.

Скольжения работают за счет непосредственного контакта и трения между сопряженными деталями. К этому типу относятся втулочные, радиально-упорные и сегментные подшипники. Их достоинства - простота изготовления, низкая стоимость, способность выдерживать ударные нагрузки.

В подшипниках качения контакт между трущимися частями осуществляется через промежуточные звенья - шарики или ролики. Этот тип включает шариковые, роликовые, игольчатые и другие разновидности. Они обеспечивают меньшие потери на трение, большую скорость и несущую способность по сравнению с скольжения.

Материалы для производства

Материал подшипниковых узлов определяется условиями работы и требуемыми эксплуатационными характеристиками.

Наиболее распространены металлические из различных конструкционных и инструментальных сталей, серых и высокопрочных чугунов. Они обладают высокой несущей способностью и жесткостью.

Пластмассовые из полимерных композитов применяются в условиях высокой коррозионной активности среды, невысоких скоростей и нагрузок.

Керамические используют при повышенных температурах, в вакууме и агрессивных средах за счет стойкости материала.

Активно развивается производство композитных с металлической основой и антифрикционным покрытием. Они сочетают преимущества разных материалов.

Области применения

Подшипники широко используются практически во всех отраслях машиностроения.

В транспортном машиностроении они применяются в двигателях, трансмиссиях, ходовой части и других узлах наземного, водного и воздушного транспорта.

Горное оборудование - конвейеры, дробилки, экскаваторы, буровые вышки - содержит подшипники в качестве основных опор вращения.

В энергетике огромное количество устанавливается в турбинах, генераторах, насосах для обеспечения их работы.

Пищевая и перерабатывающая промышленность использует их в конвейерных системах, смесительном оборудовании, прессах и других агрегатах.

Подшипники находят все большее применение в робототехнике, медицинском оборудовании, 3D-принтерах, высокоточных станках и другой современной технике.

Таким образом, подшипники являются незаменимыми элементами во множестве механизмов в различных отраслях для обеспечения их работоспособности и надежности. Выбор типа и материала определяется конкретными условиями его эксплуатации.