Детали машин



Подшипники



Общие сведения о подшипниках

Подшипники являются опорами валов и вращающихся осей, а также деталей, которые размещены на валах и осях и свободно вращающихся на них. Подшипники воспринимают силы, приложенные к валу или оси, и передают их на корпус машины или агрегата. Надежность и долговечность всей машины во многом зависит от качества применяемых в ней подшипников.

В зависимости от конструкции подшипник может являться узлом (сборочной единицей) или деталью. К первой категории относятся все подшипники качения, состоящие из группы деталей (наружное и внутреннее кольца, тела качения, сепаратор и т. д.) и составные подшипники скольжения, а ко второй – подшипники скольжения, выполненные в виде единой детали - втулки.

Термин подшипник, по-видимому, связан с тем, что изначально эти устройства предназначались для опоры концевых цапф – шипов. Со временем фраза «под шип» превратилась в слово «подшипник».

подшипники качения

***

История изобретения подшипников

Когда был изобретен первый подшипник скольжения неизвестно, можно только полагать, что это было очень давно. «Прародителями» подшипников качения можно считать примитивные устройства в виде бревен и кругляков, которые позволяли без особого труда перемещать тяжелые предметы по горизонтальной поверхности благодаря уменьшению сил трения. Такие приспособления человек применял с незапамятных времен.
Впрочем, современное колесо тоже может претендовать на «родственные родительские связи» с такими устройствами.
Так или иначе, человеку давно было известно, что силы трения при качении в общем случае существенно ниже, чем при скольжении, и эти знания он с успехом применял на практике.

Первыми упоминаниями о подшипниках качения, как специализированных опорных узлах, предназначенных для использования в машинах и механизмах, относятся к концу XV века – в 1490 году знаменитый Леонардо да Винчи представил на суд инженеров первый в мире чертеж такого подшипника. К слову сказать, несмотря на то, что примитивные практические разработки в те времена уже были известны, чертежи да Винчи произвели фурор в среде технической интеллигенции.
Спустя 300 лет, в 1794 году малоизвестным инженером из Англии был получен первый в мире патент на конструкцию подшипника качения, который в те годы не получил практического применения из-за несовершенства технологий и технических возможностей в машиностроении.

Лишь спустя почти столетие, в 1883 году американец Фридрих Фишер предложил конструкцию машины, позволявшей осуществлять качественное шлифование высокопрочных тел качения для подшипников с достаточным уровнем точности геометрических форм. Машина Фишера позволяла получить уровень шлифования шариков и роликов, который ранее был недостижим технически и технологически. Благодаря этой машине появился первый в мире подшипниковый завод в баварском городе Швейнфурте, где и сейчас производятся высококачественные подшипники качения.

***



Важным изобретением, позволившим осуществить производство тел качения для полноценных подшипников, является специальный сплав, предложенный в 1839 году американцем Исааком Баббитом. В состав сплава, названного по имени изобретателя «баббитом», входили свинец, медь, сурьма и олово. Баббит успешно используется и при производстве подшипников скольжения.

подшипники скольжения

С тех пор совершенствование технологий производства подшипников эволюционировало стремительными темпами. Современные подшипники скольжения и качения являются высокоточными изделиями, получаемыми на специальном оборудовании и с использованием уникальных технологий.

В нашей стране первый подшипниковый завод ГПЗ-1 был основан в 1932 году в городе Москве. В настоящее время этот завод называется ОАО «Московский подшипник» и его производство ориентировано на заказы железнодорожников. Дворец культуры этого завода печально известен захватом заложников на мюзикле «Норд-ост» в октябре 2002 года.
В последующие годы заводы по производству подшипников организованы во многих городах России.

Современные машины и механизмы невозможно представить без подшипников – они являются неотъемлемой составляющей конструкции любых технических устройств, предназначенных для выполнения механической работы.

Итак, все подшипники, в зависимости от вида трения, возникающего в опоре, подразделяют на две большие группы – подшипники скольжения и подшипники качения. Далее приведены особенности конструкции, преимущества и недостатки, а также особенности изготовления и эксплуатации современных подшипников разных типов.

***

Подшипники скольжения
Подшипники качения