Почему большинство горнодобывающих машин выбирают подшипники качения вместо подшипников скольжения?

Являясь незаменимым и важным компонентом механических изделий, подшипники играют важную роль в поддержке вращающихся валов. В соответствии с различными свойствами трения в подшипнике подшипник делится на подшипник скольжения (называемый подшипником качения) и подшипник скольжения (называемый подшипником скольжения). Два типа подшипников имеют свои особенности конструкции, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки в производительности.

Сравнение подшипников качения и скольжения

1. Сравнение строения и режима движения.

Наиболее очевидная разница между подшипниками качения иподшипники скольженияналичие или отсутствие тел качения.

Подшипники качения имеют элементы качения (шарики, цилиндрические ролики, конические ролики, игольчатые ролики), которые опираются на свое вращение для поддержки вращающегося вала, поэтому контактная часть является точкой, и чем больше элементов качения, тем больше точек контакта.

Подшипники скольженияне имеют тел качения и опираются на гладкие поверхности для поддержки вращающегося вала, поэтому контактная часть представляет собой поверхность.

 

Разница в конструкции двух определяет, что режим движения подшипника качения — качение, а режим движения подшипника скольжения — скольжение, поэтому ситуация с трением совершенно другая.

 

2. Сравнение грузоподъемности

В целом, из-за большой площади опоры подшипника скольжения его несущая способность обычно выше, чем у подшипника качения, а способность подшипника качения выдерживать ударную нагрузку невелика, но подшипник с полной жидкостной смазкой может выдерживать большая ударная нагрузка из-за роли амортизации и поглощения вибрации благодаря смазочной масляной пленке. При высокой скорости вращения центробежная сила тел качения в подшипнике качения увеличивается, а его несущая способность снижается (на высоких скоростях возможен шум). В случае динамических подшипников скольжения их несущая способность увеличивается с увеличением скорости.

 

3. Сравнение коэффициента трения и пускового сопротивления трения.

При нормальных условиях работы коэффициент трения подшипников качения ниже, чем у подшипников скольжения, и его значение более стабильно. На смазку подшипников скольжения легко влияют внешние факторы, такие как скорость и вибрация, а коэффициент трения варьируется в широких пределах.

 

При запуске сопротивление больше, чем у подшипника качения, поскольку подшипник скольжения еще не сформировал стабильную масляную пленку, но сопротивление пусковому трению и рабочий коэффициент трения гидростатического подшипника скольжения очень малы.

 

4. Сравнение применимых рабочих скоростей

Из-за ограничения центробежной силы тела качения и повышения температуры подшипника скорость подшипника качения не может быть слишком высокой, и он обычно подходит для условий работы на средней и низкой скорости. Подшипники с неполной жидкой смазкой из-за нагрева и износа подшипника рабочая скорость не должна быть слишком высокой. Высокоскоростные характеристики подшипников с полной жидкостной смазкой очень хорошие, особенно когда гидростатические подшипники скольжения смазываются воздухом, а их скорость вращения может достигать 100 000 об/мин.

 

5. Сравнение потерь мощности

Из-за небольшого коэффициента трения подшипников качения их потери мощности, как правило, невелики, что меньше, чем у подшипников с неполной жидкой смазкой, но они резко возрастают при правильной смазке и установке. Потери мощности на трение в подшипниках, полностью смазываемых жидкостью, невелики, но для гидростатических подшипников скольжения общие потери мощности могут быть выше, чем у гидростатических подшипников скольжения, из-за потери мощности масляного насоса.

 

6. Сравнение срока службы

Из-за влияния питтинга и усталости материала подшипники качения обычно рассчитаны на 5–10 лет или заменяются во время капитального ремонта. Подушки некомплектных подшипников с жидкой смазкой сильно изношены и требуют регулярной замены. Срок службы подшипников, полностью смазываемых жидкостью, теоретически не ограничен, но на практике усталостное разрушение материала подшипника может произойти из-за циклических напряжений, особенно для динамических подшипников скольжения.

 

7. Сравнение точности вращения

Подшипники качения обычно имеют высокую точность вращения благодаря небольшому радиальному зазору. Подшипник с неполной жидкой смазкой находится в состоянии граничной смазки или смешанной смазки, работа нестабильна, износ серьезный, точность низкая. Благодаря наличию масляной пленки подшипник, полностью смазываемый жидкостью, амортизирует и поглощает вибрацию с высокой точностью. Гидростатические подшипники скольжения имеют более высокую точность вращения.

 

8. Сравнение других аспектов

В подшипниках качения используется масло, консистентная смазка или твердая смазка, их количество очень мало, на высокой скорости их количество велико, чистота масла должна быть высокой, поэтому его необходимо герметизировать, но подшипник легко заменить. и вообще журнал ремонтировать не нужно. Для подшипников скольжения, помимо подшипников с неполной жидкостной смазкой, смазка обычно бывает жидкой или газообразной, количество очень велико, требования к чистоте масла также очень высоки, подушки подшипников необходимо часто заменять, а иногда и ремонтировать шейку. .

 

Выбор подшипников качения и скольжения

Из-за сложных и разнообразных реальных условий работы не существует единого стандарта выбора подшипников качения и скольжения. Благодаря небольшому коэффициенту трения, небольшому пусковому сопротивлению, чувствительности, высокой эффективности и стандартизации подшипники качения обладают превосходной взаимозаменяемостью и универсальностью, удобны в использовании, смазке и обслуживании и, как правило, имеют приоритет при выборе, поэтому они широко используются. в общем машины. Подшипники скольжения сами по себе обладают некоторыми уникальными преимуществами, которые обычно используются в некоторых случаях, когда подшипники качения невозможно использовать, неудобно или не имеют преимуществ, например в следующих случаях:

 

1. Размер радиального пространства ограничен, или установку необходимо разделить.

Благодаря внутреннему кольцу, наружному кольцу, телу качения и сепаратору в конструкции радиальный размер подшипника качения велик, и его применение в определенной степени ограничено. Игольчатые роликоподшипники доступны, когда радиальные размеры строгие, и при необходимости требуются подшипники скольжения. Для деталей, которые неудобно иметь подшипники, или которые невозможно установить с осевого направления, или где детали необходимо разбивать на части, применяют разъемные подшипники скольжения.

 

2. Высокоточные случаи

Когда к используемому подшипнику предъявляются высокие требования к точности, обычно выбирают подшипник скольжения, поскольку смазочная масляная пленка подшипника скольжения может амортизировать поглощение вибрации, а когда точность чрезвычайно высока, можно выбрать только гидростатический подшипник скольжения. Для прецизионных и высокоточных шлифовальных станков, различных прецизионных инструментов и т. д. широко применяются подшипники скольжения.

 

3. Случаи тяжелой нагрузки

Подшипники качения, будь то шарикоподшипники или роликоподшипники, склонны к нагреву и усталости в тяжелых условиях эксплуатации. Поэтому, когда нагрузка большая, в основном используются подшипники скольжения, такие как прокатные станы, паровые турбины, аксессуары для авиационных двигателей и горнодобывающее оборудование.

 

4. Другие случаи

Например, рабочая скорость особенно высока, удары и вибрация чрезвычайно велики, а необходимость работы в воде или агрессивных средах и т. д. также позволяет разумно выбрать подшипники скольжения.

 

Для каждого вида машин и оборудования применение подшипников качения и скольжения имеет свои преимущества и недостатки, и их следует разумно выбирать в сочетании с реальным проектом. В прошлом в крупных и средних дробилках обычно использовались подшипники скольжения, отлитые из баббита, поскольку они выдерживали большие ударные нагрузки, были более износостойкими и стабильными. Небольшая щековая дробилка в основном используется с подшипниками качения, которые имеют высокий КПД передачи, более чувствительны и просты в обслуживании. С улучшением технического уровня производства подшипников качения большая часть щековых дробилок применяется и в подшипниках качения.