Механические подшипники: функция, типы и применение

Что такое механическое подшипник?

Механическое подшипник — важный механический элемент, предназначенный для уменьшения трения между движущимися компонентами и ограничения относительного движения для сглаживания операции. Существует множество механических подшипников, их дизайн может быть пригоден для свободного линейного движения на валах, для вращательных операций вокруг фиксированных осей или для регулирования векторов рабочих сил/нагрузок, применяемых к компонентам для предотвращения определенных движений.

Почти у всех механических подшипников цель — минимизировать трение в операции для создания желаемого движения. Простейшая форма — подшипниковые поверхности, формируемые в деталь с движущейся частью. Они варьируются по размеру, шероховатости, контролирующей способности и положению поверхности.

Другие механические подшипники, легко встречающиеся в гибком использовании — отдельные устройства, монтируемые в обрабатывающие станки вроде фрезерных или компонентов машин. Что касается самых изощренных подшипников для самых критических, высокоточных применений, они производятся с высшими уровнями современных технологий.

Для чего используется механическое подшипник?

Широкая разнообразие дизайнов механических подшипников позволяет возникновению различных промышленных обрабатывающих применений для достижения высокой производительности с максимальной эффективностью, надежной операцией и долговечностью оборудования. Механические подшипники могут помогать с радиальным вращением (вращение оси), сферическим вращением (шарнирный шар), линейным движением (выдвижной ящик) и шарнирным движением (дверь).

Сосредоточиваясь на поддержке вращающихся нагрузок, вращательные подшипники могут держать вращающиеся валы и оси в разных механических системах. Также они могут поддерживать и переносить радиальные или осевые нагрузки от источника к структуре. В большинстве типов механических подшипников смазка жизненно важна для помощи структуре подшипников в снижении трения в системе. Самый распространенный тип — скользящие подшипники, требуют смазки вроде масла или смазки, так как подшипники используют контактирующие поверхности для скольжения с вращающимся валом или скользящими валами.

Различные типы механических подшипников

Механические подшипники можно классифицировать, но не ограничиваясь 6 широко используемыми типами: скользящие подшипники, подшипники с катящимися телами, жидкостные подшипники, магнитные подшипники, гибкие подшипники.

● Скользящий подшипник (Plain Bearing):

Без катящихся элементов, скользящие подшипники состоят только из подшипниковых поверхностей, вращающихся в отверстии. Есть некоторые типы скользящих подшипников с конкретным дизайном и использованием: втулочные подшипники, манжетные подшипники, опорные подшипники, спиралевые подшипники, композитные подшипники. Особенности скользящего подшипника будут обсуждены позже.

● Подшипник с катящимися телами (Rolling Element Bearing):

Как следует из названия, есть катящиеся элементы, такие как шары и ролики с круглым сечением, помещенные между вращающимися и стационарными кольцами подшипников для уменьшения скользящего трения. Шаровые и роликовые подшипники — два широко используемых стиля. Первые используют сферические шары как катящиеся элементы, вторые — цилиндрические, конические, сферические или игольчатые ролики. Роликовые подшипники также будут обсужены подробнее позже.

● Ювелирное подшипник (Jewel Bearing):

Ювелирные подшипники — скользящие подшипники, где одна из поверхностей сделана из стекловидного материала вроде сапфира для уменьшения износа и трения валов. Этот тип механических подшипников слегка смещает ось от центра для переноса нагрузок. Часто используются в механических часах или часов, потому что способность уменьшать предсказуемое трение обеспечивает точность часов.

● Жидкостное подшипник (Fluid Bearing):

Этот тип механических подшипников — бесконтактный, потому что они используют тонкий слой газа или жидкости для поддержки нагрузок. Например, воздушное подшипник. Жидкостные подшипники создают смазывающий клин из жидкостей через вращение. Их можно использовать в высокоточных, высоконагруженных и высокоскоростных применениях, где шаровые подшипники не могут быть использованы.

● Магнитное подшипник (Magnetic Bearing):

Нагрузка переносится магнитным полем с магнитным подшипником. Магнитное подшипник имеет очень низкое трение и способно работать без смазки или в вакууме. Этот стиль механического подшипника все чаще применяется к двигателям и генераторам.

● Гибкое подшипник (Flexure Bearing):

Движение переносится гнущимся элементом, где одна деталь соединяется с двумя другими, как шарнир. Изготовленные с правильными материалами и дизайном, гибкие подшипники значительно долговечны. Другое преимущество — идеальное сопротивление усталости. Некоторые другие механические подшипники, опирающиеся на катящиеся элементы, могут усталостно разрушаться, когда шары или ролики сплющиваются друг к другу.

Особенности и преимущества скользящего подшипника

Втулочный подшипник — самый широко применяемый тип в промышленной обработке среди различных скользящих подшипников. Скользящие подшипники обычно используются на вращающихся или скользящих валах. Без катящихся элементов, скользящие подшипники — самый простой и стоимоэффективный тип механических подшипников.

Также скользящий подшипник легкий по весу, но имеет большую грузоподъемность одновременно. Преимущества делают их все более популярными в большом спектре двигательных и турбомашинных применений, таких как паровые турбины или компрессоры. Скользящие подшипники также подходят для валов с более низкими скоростями. Например, пропеллерные валы кораблей, или многие обычные линейные, прерывистые движения, так как они стоимоэффективны и эффективны. Большинство скользящих подшипников требуют внедрения смазки для снижения трения, и некоторые скользящие подшипники производятся со встроенными смазками вроде пластикового стиля, используемого в пищевой промышленности.

Подшипники с катящимися телами

Подшипники с катящимися телами в основном можно разделить на радиальные подшипники, угловые контактные подшипники и опорные подшипники. При поддержке относительно легких нагрузок шаровые подшипники идеальный выбор, в то время как при относительно тяжелых нагрузках или в случае, когда нагрузки могут меняться при поворотах, следует использовать конический тип.

Шаровые подшипники сделаны из нержавеющей стали или хромированной стали обычно, используют шары для разделения и работы между двумя кольцами. Шаровые подшипники обычно имеют меньшую грузоподъемность, чем роликовые типы, потому что шары имеют меньшую контактную площадь с дорожками.

Их главная сила — толерантность к несоосности внутренних и внешних дорожек. Роликовые подшипники, с другой стороны, имеют более высокую грузоподъемность, особенно для радиальных нагрузок. Однако они менее подходят для осевых нагрузок. Обычно менее половина различных катящихся элементов в этом типе механического подшипника поддерживает существенную нагрузку, и внешняя нагрузка будет постоянно вносить вклад во время операции среди роликов.