Подшипники – техническое устройство, основательно закрепившееся в нашей жизни, которое было изобретено в 1829 году чешским лесником по имени Йозеф Рессел. И с тех самых пор его стали постепенно применять во многих механизмах, которые имеют свойство вращаться, качаться, перемещаться. Это изобретение нашло применение повсеместно от огромных технологических агрегатов до бытовых приборов.
Подшипники служат частью опор валов или осей, способных вращаться относительно друг друга. Также они воспринимают и гасят осевые и радиальные нагрузки, передавая их на корпус, станину либо раму, в зависимости от конструкции. При всём этом, многие удерживают вал (ось) в пространстве, обеспечивая вращательные движения, качение или линейное перемещение с огромным КПД и минимальными потерями.
В настоящее время широко используются два вида механических подшипников:
• Подшипники скольжения
• Подшипники качения
Подшипники скольжения имеют небольшой зазор между обоймой вала и цапфой подшипника, который заполняется под давлением тончайшей прослойкой смазывающей жидкости (масла), образуя масляную плёнку, за счет которой достигается отсутствие соприкосания между рабочими поверхностями (соединение коленчатого вала с поршневым шатуном в любом двигателе автомобиля). Также существуют более сложные по своим конструктивным особенностям подшипники, использующие для «прослойки» газ. Трение – минимально.
Преимущества данного вида – допустима огромная скорость вращения, способны выдерживать ударные и вибрационные нагрузки, возможен разъемный вариант подшипника, экономичность материалов при большом размере вала. К недостаткам же относятся – потеря на трение, а значит пониженный КПД (0,95 – 0,98), необходимость подачи постоянной смазки, неравномерный износ, использование в изготовлении дорогих материалов, трудоемкость изготовления (идеальная точность и поверхность).
Принцип работы подшипников качения основан на перемещении двух обойм за счет находящихся между ними роликов или шариков, установленных в сепаратор, который удерживает их на одинаковом расстоянии. Преимущественные свойства – минимальные потери на трение (КПД до 0,995), минимальный нагрев, при пуске момент трения меньше в 10 – 20 раз, чем у подшипников скольжения. Простота замены и технического обслуживания, минимальный расход смазочных материалов. Недостатки – ограниченные возможности при больших скоростях и нагрузках, небольшая способность выдерживать вибрационные нагрузки, значительные размеры и масса, повышенная чувствительность к неточной установке.