Подшипник скольжения, назначение которого передавать вращение, стал использоваться с древних времен в приспособлениях и инструментах, на водном транспорте, в телегах. Изготавливался такой подшипник вручную из дерева или железа, чаще вообще не смазывался и, скорее всего, именовался по-разному, в контексте назначения. С тех пор принцип устройства подшипников скольжения не изменился, однако усовершенствование деталей не позволяет ставить их в один ряд. Кстати, деревянные подшипники до сих пор успешно применяются.
Различные виды подшипников скольжения обеспечивают надежное соединение узлов вращения насосной техники, мощных компрессоров, роторов крупногабаритных генераторов ГЭС, турбин. В механике транспортных средств подшипники скольжения используются на коленчатых валах, в промышленных машинах устанавливаются в комплексе с зубчатыми передачами. Они служат там, где нагрузка слишком велика для элементов качения, где стесненное пространство или особенности конструкции требуют компактности, а также в жидкой среде.
Подшипники скольжения ― теория
Устройство сухих подшипников скольжения неразрывно связано со смазочными материалами, поскольку научно-практические изыскания инженеров-конструкторов показали энергоэффективное преимущество гидродинамического скольжения. Диаметры колец подбираются так, чтобы между ними был определенный зазор. Когда привод запускается и набирает обороты, клин масляного зазора между кольцами подшипника проходит три ступени смазывания:
1. Граничное смазывание ― при соприкосновении контактных поверхностей, когда толщина масляной пленки не более 0,1 мкм. С момента статического положения до запуска узла, подшипник смазывается гранично.
2. Полужидкостное смазывание ― подшипник проходит в момент разгона узла, когда контактные поверхности соприкасаются только микронеровностями и вырабатывается внутренняя подъемная сила.
3. Жидкостное смазывание ― когда узел выходит на номинальную скорость вращения, скольжение в подшипнике достигает гидродинамического бесконтактного плавания. Когда слой смазки полностью разделяет контактные поверхности, нет трения, не изнашиваются цапфа и вкладыш.
Без гидродинамики современные подшипники даже на низкой скорости скольжения были бы неэффективными. Согласно скорости скольжения (оборотам узла), уровню нагрузки, определенным условиям эксплуатации, подбираются подшипники с сухой, консистентной или жидкой смазкой.
Подшипники скольжения ― конструкция
Обобщенно подшипники скольжения и их конструкция имеют следующие преимущества перед классом качения:
• простота и надежность соединения: даже при выработке контактных поверхностей (вкладышей), подшипник не нарушит работы узла и будет вращаться, что важно в насосно-компрессорной и генераторной технике;
• отсутствие тел качения подразумевает экономию пространства и, следовательно, более компактные габариты: конструкции предполагают варианты с одним кольцом, двумя кольцами, двумя кольцами и вкладышем;
• возможность работы в жидкой среде, где тела качения теряют не только эффективность, но и работоспособность.
Помимо общих признаков, отдельные виды подшипников скольжения выдерживают очень сильное отягощение, ударную нагрузку, могут компенсировать отклонение вала на значительный угол, а также легко монтируются (разъемные конструкции), могут линейно перемещаться.
Виды подшипников скольжения
По направлению основной нагрузки можно выделить радиальные, радиально-упорные и упорные подшипники скольжения.
По эксплуатационному признаку модели скольжения делятся на требующие обслуживания и не требующие.
По форме контактной поверхности можно классифицировать сферические (шарнирные), цилиндрические и упорные (подпятники) подшипники скольжения.
Кроме этого, также встречаются линейные и корпусные подшипники скольжения.