Новости

Как работают подшипники

Как работают подшипники? Вы когда-нибудь задумывались о том, как такие вещи, как колеса коньков и электродвигатели, вращаются так плавно и тихо? Ответ можно найти в маленькой аккуратной машинке под названием подшипник.

Подшипник обеспечивает работу многих машин, которыми мы пользуемся каждый день. Без подшипников мы бы постоянно заменяли детали, которые изнашиваются от трения. В этой статье мы узнаем, как работают подшипники, рассмотрим некоторые виды подшипников. Подшипники и объясните их общие и изучить другие интересные способы применения подшипников.

Основы

Концепция подшипника очень проста: Вещи Катятся лучше, чем скользят. Колеса вашего автомобиля похожи на большие подшипники. Если бы вместо колес у вас было что-то вроде лыж, вашу машину было бы гораздо сложнее толкать по дороге.
Это происходит потому, что когда предметы скользят, трение между ними вызывает силу, которая стремится замедлить их движение. Но если две поверхности могут катиться друг по другу, трение значительно уменьшается.

Подшипники уменьшают трение за счет гладких металлических шариков или роликови гладкая внутренняя и внешняя металлическая поверхность, по которой катятся шарики. Эти шарики или ролики "выдерживают" нагрузку, позволяя устройству плавно вращаться.

Нагрузки на подшипники

Подшипники обычно испытывают два вида нагрузок - радиальную и упорную. В зависимости от того, где используется подшипник, он может испытывать радиальную нагрузку, упорную нагрузку или их комбинацию.
Подшипники в электродвигателе и шкиве, изображенном справа, испытывают только радиальную нагрузку. В этом случае большая часть нагрузки возникает от натяжения ремня, соединяющего два шкива.\

Этот подшипник справа похож на подшипник в барном стуле. Он нагружен исключительно тягой, а вся нагрузка приходится на вес человека, сидящего на табурете.

Подшипник, изображенный выше, похож на тот, что находится в ступице автомобильного колеса. Этот подшипник должен выдерживать как радиальную, так и упорную нагрузку. Радиальная нагрузка исходит от веса автомобиля, а упорная - от сил, возникающих при прохождении поворота.

Типы подшипников

Существует множество типов подшипников, каждый из которых используется для различных целей. К ним относятся шарикоподшипникподшипники, роликовые подшипники, шариковые упорные подшипники, роликовые упорные подшипники подшипники и конические роликовые упорные подшипники.
Шарикоподшипник
Шарикоподшипники, как показано на рисунке слева, являются, пожалуй, самыми распространенный тип подшипников. Они встречаются во всем - от коньков до жестких дисков. Эти подшипники могут воспринимать как радиальные, так и упорные нагрузки, и обычно используются в тех случаях, когда нагрузка относительно невелика.
В шарикоподшипнике нагрузка передается от наружного кольца к шарику и от шарика к внутреннему кольцу. Поскольку шарик представляет собой сферу, он соприкасается с внутренней и внешней дорожками качения только в очень маленькой точке, что помогает ему вращаться очень плавно. Но это также означает, что площадь контакта, удерживающая нагрузку, не очень велика, поэтому при перегрузке подшипника шарики могут деформироваться или сжаться, разрушив подшипник.
Роликовые подшипникиТакие подшипники, как показанный на рисунке справа, используются в таких областях, как ролики конвейерных лент, где они должны выдерживать большие радиальные нагрузки. В этих подшипниках ролик представляет собой цилиндр, поэтому контакт между внутренней и наружной дорожками качения происходит не по точке, а по линии. Это распределяет нагрузку на большую площадь, позволяя подшипнику выдерживать гораздо большие нагрузки, чем шариковый подшипник. Однако, это тип подшипника не рассчитан на большую тяговую нагрузку.

Разновидность этого типа подшипников, называемая игольчатым подшипником, использует цилиндры очень маленького диаметра. Это позволяет подшипнику входить в узкие места.

Шариковые упорные подшипникиТакие подшипники, как показанный слева, используются в основном для низкоскоростных приложений и не выдерживают большой радиальной нагрузки. В барных стульях и поворотных столах Lazy Susan используются подшипники этого типа.
Роликовые упорные подшипникиКак показано на рисунке справа, они могут выдерживать большие нагрузки. Они часто встречаются в зубчатых передачах, например в автомобильных трансмиссиях, между шестернями, а также между корпусом и вращающимися валами. Косозубые шестерни, используемые в большинстве трансмиссий, имеют зубья, расположенные под углом - это вызывает осевую нагрузку, которую должен воспринимать подшипник.

Конические роликовые подшипники может выдерживать большие радиальные и большие осевые нагрузки.

Конические роликоподшипники используются в ступицах автомобилей, где они обычно устанавливаются парами в противоположных направлениях, чтобы они могли выдерживать тягу в обоих направлениях.