Разница подшипников качения и скольжения

В машиностроении и промышленности существует множество разновидностей подшипников, но основное деление идёт по принципу работы — на подшипники качения и скольжения. Эти два вида решают одну задачу — снижение трения между движущимися частями, но делают это по-разному. Подшипник качения снижает сопротивление за счёт перекатывания тел качения между двумя кольцами. Такой механизм обеспечивает минимальное трение и высокую точность. Подшипник скольжения работает иначе: вращающийся вал скользит по гладкой поверхности втулки, а трение уменьшается благодаря смазочному слою.

Правильный выбор вида подшипника напрямую влияет на надёжность, срок службы и эффективность оборудования. Чтобы понять, какой тип лучше подойдёт для конкретной задачи, важно знать, в чём их конструктивные отличия, как различаются характеристики, преимущества и недостатки.

Конструктивные различия подшипников качения и скольжения

Подшипники качения

Подшипник качения снижает трение за счёт качения — перекатывания тел качения между двумя кольцами. Такая конструкция включает:

• • внутреннее кольцо, которое надевается на вал;
• • внешнее кольцо, закреплённое в корпусе;
• • тела качения (шарики или ролики), расположенные между кольцами;
• • сепаратор, равномерно распределяющий тела качения и предотвращающий их контакт друг с другом.

При вращении вала тела качения перекатываются по дорожкам качения, обеспечивая минимальное трение. Это точечный или линейный контакт — в зависимости от формы тел качения. Такой вид подшипника особенно эффективен при высоких скоростях и умеренных нагрузках.

Схема опоры подшипника качения и скольжения

1. Принципиальная схема опоры с подшипником качения
2. Принципиальная схема опоры с подшипником скольжения

Подшипники скольжения

Подшипник скольжения работает по иному принципу. В нём качение отсутствует — происходит именно скольжение одной поверхности по другой. Конструкция включает:

• • втулку или подшипниковую вставку, в которую вставлен вал;
• • подшипниковую поверхность, изготовленную из износостойкого материала;
• • смазку, обеспечивающую уменьшение трения и защиту от перегрева.

В отличие от подшипника качения, здесь контакт — поверхностный, а не точечный. Между валом и втулкой формируется тонкий масляный или твёрдый смазочный слой, обеспечивающий скольжение. Хотя трение при скольжении выше, чем при качении, этот вид подшипника отличается простотой, компактностью и устойчивостью к загрязнению. Также стоит отметить, что подшипники скольжения могут быть как с внешним источником смазки (гидродинамические), так и с самосмазывающимися материалами (например, графит, баббит, бронза с наполнителями).

Основная конструктивная разница между этими двумя видами подшипников — в способе снижения трения. Подшипник качения снижает сопротивление движению за счёт перекатывания тел между поверхностями. Подшипник скольжения — за счёт плавного скольжения вала по смазанной втулке. В первом случае движение осуществляется через качение, во втором — через скольжение.

1. Подшипник качения 2. Подшипник скольжения

Сравнение характеристик подшипников качения и скольжения

Выбор между подшипниками скольжения и качения зависит от рабочих условий. Ниже представлено сравнение ключевых характеристик, которые важно учитывать при подборе того или иного вида подшипника. Таблица «Разница подшипников качения и скольжения» помогает понять, как отличаются эти типы по основным параметрам.

Таблица: Разница подшипников качения и скольжения

Плюсы и минусы каждого типа подшипника

Каждый подшипник имеет свои сильные и слабые стороны. Они зависят от принципа работы — скольжение или качение, а также от условий, в которых используется тот или иной вид.

Подшипник качения 1210 K MTM

Преимущества подшипника качения

• • Минимальное трение при работе. За счёт качения тел между кольцами сопротивление движению сведено к минимуму.
• • Высокая точность. Этот вид подшипника обеспечивает стабильное позиционирование и точную передачу усилия.
• • Устойчивость к износу. При правильной установке и регулярной смазке подшипник качения служит долго и надёжно.
• • Подходит для высоких скоростей. Благодаря низкому трению этот вид выдерживает большие обороты без перегрева.
• • Широкий ассортимент. Подшипники качения выпускаются в разных исполнениях — шариковые, роликовые, игольчатые и др.

Недостатки подшипника качения

• • Чувствительность к загрязнениям. Попадание пыли или влаги нарушает качение и ускоряет износ.
• • Более высокая стоимость. Такой вид подшипника требует точной обработки и качественных материалов.
• • Меньшая устойчивость к перегреву. Повышенная температура нарушает геометрию колец и тел качения, увеличивая трение.
• • Шум при повреждении. Износ или деформация тел качения вызывает вибрации и посторонние звуки.

Преимущества подшипника скольжения

• • Простота конструкции. Такой вид подшипника состоит из минимального количества элементов — втулка, вал, смазка.
• • Компактность. Благодаря отсутствию тел качения подшипник скольжения занимает меньше места.
• • Стойкость к перегреву. При правильной смазке скольжение стабильно даже при высоких температурах.
• • Устойчивость к загрязнениям. Поверхностный контакт и герметичность защищают подшипник от внешних факторов.
• • Низкая стоимость. Из-за простого устройства и недорогих материалов этот вид подшипника экономичен в производстве и ремонте.

Недостатки подшипника скольжения

• • Более высокое трение. В отличие от качения, скольжение создаёт большее сопротивление движению.
• • Повышенный износ. Постоянный контакт поверхностей без тел качения увеличивает скорость износа.
• • Зависимость от смазки. Без правильного подбора и контроля смазочного слоя скольжение становится неэффективным.
• • Ограничения по скорости. При высоких оборотах увеличивается нагрев, и подшипник скольжения может выйти из строя.

Каждый вид подшипника подбирается под конкретные задачи. Где важны точность, малое трение и скорость — применяют подшипник качения. Где приоритетны компактность, устойчивость и высокая нагрузка — используют подшипник скольжения.

Где используется каждый тип подшипников?

Выбор подходящего вида подшипника напрямую зависит от условий эксплуатации: скорости вращения, уровня нагрузки, температуры и требований к обслуживанию. Принцип работы — скольжение или качение — определяет, где конкретный подшипник будет наиболее эффективен.

Применение подшипников качения

Подшипник качения применяется там, где нужно обеспечить минимальное трение, стабильное качение и высокую точность вращения. Этот вид устанавливают в:

• • промышленном оборудовании, где важны точность движения и низкое трение;
• • электродвигателях, особенно в тех, что работают на высоких оборотах;
• • автомобилях — в колёсных узлах, коробках передач, генераторах;
• • сельхозтехнике, где требуется устойчивость к умеренным нагрузкам при сохранении стабильного качения;
• • бытовой технике —— стиральных машинах, вентиляторах, кондиционерах, где важен тихий и долговечный подшипник с низким уровнем трения;
• • электроинструментах, где скорость вращения высокая, а качение должно быть плавным и равномерным.

Подшипник качения оптимален для работы при высоких скоростях и умеренных нагрузках, так как снижает трение за счёт точечного контакта тел качения. Однако этот вид подшипника менее устойчив к загрязнению и перегреву, поэтому требует периодического обслуживания и защиты от пыли.

Применение подшипников скольжения

Подшипник скольжения чаще выбирают для условий, где важна высокая нагрузочная способность, компактность и устойчивость к агрессивным условиям, несмотря на более высокое трение за счёт скольжения поверхностей. Этот вид подшипника широко используется в:

• • насосах и компрессорах, где требуются высокая надёжность и устойчивость к перегреву;
• • судостроении, в узлах с большими нагрузками и сложными условиями эксплуатации;
• • авиации, где подшипник должен работать в экстремальных температурах и с высокой надёжностью;
• • тяжёлом промышленном оборудовании, где нагрузка превышает возможности подшипников качения;
• • электродвигателях малой и средней мощности, где компактность и простота конструкции важнее низкого трения.

Подшипник скольжения имеет более простую конструкцию без тел качения, что уменьшает размеры и вес узла. При правильном подборе материалов и смазки трение в нём снижается, а долговечность повышается. Этот вид подшипника менее требователен к чистоте среды, что делает его более надёжным в запыленных или загрязнённых условиях.

Заключение

Так, выбор между видом подшипника — качения или скольжения — базируется на требованиях к скорости вращения, нагрузкам, уровню трения, условиям эксплуатации и необходимости технического обслуживания. Каждый вид подшипника имеет свои преимущества и сферы применения, дополняя друг друга в современных машинах и механизмах.

Вас заинтересует:

• • Разновидности крепежных элементов подшипников
• • Игольчатые подшипники: строение и особенности
• • Виды подшипников