ПІДШИПНИК, Енциклопедія Навколишній світ
ПІДШИПНИК,конструктивний вузол машин і механізмів, що підтримує або направляє обертовий вал або вісь. Якщо шийка валу в підшипнику ковзає безпосередньо по опорній поверхні, він називається підшипником ковзання. Якщо між шийкою валу і опорною поверхнею є кульки чи ролики, такий підшипник називається підшипником кочення. Призначення підшипника – зменшувати тертя між рухомою та нерухомою частинами машини, оскільки з тертям пов'язані втрати енергії, нагрівання та знос.
Підшипники ковзання.
Підшипник ковзання є масивною металевою опорою з циліндричним отвором, в який вставляється втулка, або вкладиш, з антифрикційного матеріалу. Шийка, або цапфа, валу з невеликим проміжком входить в отвір втулки підшипника. Для зменшення тертя та зносу підшипник зазвичай змащується, так що вал відділений від втулки плівкою в'язкої маслянистої рідини. Робочі характеристики підшипника ковзання визначаються його розмірами (довжиною та діаметром), а також в'язкістю мастила та швидкістю обертання валу.
Для змащення підшипника ковзання можна використовувати будь-яку досить в'язку рідину - масло, воду, бензин і гас, водні та масляні емульсії, а в деяких випадках навіть гази (наприклад, нагріте повітря та продукти згоряння в реактивних двигунах) та рідкі метали. Застосовуються також пластичні та тверді («консистентні») мастила, але їх змащувальні властивості відмінні від властивостей рідин та газів. У тих випадках, коли природної циркуляції мастила в підшипнику недостатньо для його охолодження, передбачають систему примусової циркуляції з радіаторами, що тепловипромінюють, і теплопоглиначами.
Гідростатичні підшипники.
Підшипник ковзання, в якиймастило подається під тиском (звичайно масляним насосом) із зовнішнього джерела, називається гідростатичним підшипником. Несуча здатність такого підшипника визначається в основному тиском мастила, що подається, і не залежить від окружної швидкості валу.
Гідродинамічні підшипники.
Підшипник ковзання, що працює зі змащенням, можна розглядати як насос. Щоб переміщати в'язке середовище з області низького тиску в область високого тиску, необхідно витрачати енергію зовнішнього джерела. Мастило, що прилипло до контактних поверхонь, при обертанні валу опирається повному стирання і видавлюється в область, де тиск підвищується, завдяки чому підтримується зазор між цими поверхнями. Підшипник ковзання, в якому описаним чином створюється область підвищеного тиску, що утримує навантаження, називається гідродинамічним.
Підшипники кочення.
У підшипнику кочення тертя ковзання замінюється тертям кочення, завдяки чому знижуються втрати енергії на тертя та зменшується зношування.
Шарикопідшипники.
Найбільш поширеним підшипником кочення є шарикопідшипник. Форму канавок (бігових доріжок) внутрішнього та зовнішнього кілець підшипника кочення необхідно дуже точно контролювати при виготовленні, щоб, з одного боку, не було прослизання кульок щодо кільця, а з іншого – вони мали досить велику площу опори. Сепаратор задає точне положення кульок і запобігає їх взаємному тертю. Крім однорядних кулькових підшипників випускаються підшипники з двома та кількома рядами кульок (дворядні, багаторядні), а також підшипники інших конструкцій.
Роликопідшипники.
У роликових підшипниках елементами кочення є ролики –циліндричні, бочкоподібні, конічні, голчасті або кручені. Конструкції роликопідшипників також різноманітні.
Термін служби підшипника кочення визначається втомним зносом кульок (роликів) і бігових доріжок в кільцях. Такі підшипники теж вимагають мастила для зменшення тертя та зносу. Важливе значення має робоча температура, тому що при підвищених температурах не тільки позначається неоднакове теплове розширення елементів підшипника, що веде до збільшення ковзання, а отже і зношування, а й зменшується твердість матеріалів підшипника.
Підшипникові матеріали
Вокресенський В.А. та ін.Розрахунок та проектування опор рідинного тертя. М., 1983 Гаєвик Д.Г.Підшипникові опори сучасних машин. М., 1985 Галахов М.А., Бурмістров А.М.Розрахунок підшипникових вузлів. М., 1988