Чем отличаются подшипники: виды, типы и применение

Чем отличаются подшипники — один из самых частых вопросов при подборе деталей для ремонта или проектирования узла. На первый взгляд все подшипники похожи: два кольца и что-то между ними. Но именно это «что-то» — форма тел качения, угол их расположения, конструкция — и определяет, где подшипник проработает годами, а где сломается за смену.

Разберём основные виды подшипников, их отличия и то, в каких условиях каждый тип работает лучше всего.

Главное деление: качение против скольжения

Все подшипники делятся на два принципиально разных класса.

Подшипники качения — между внутренним и наружным кольцами находятся тела качения: шарики или ролики. Они катятся по дорожкам, а не трутся, поэтому потери на трение минимальны. Монтаж прост, смазки нужно мало, обслуживание несложное. Это самый распространённый класс — он применяется в подавляющем большинстве механизмов.

Подшипники скольжения — тел качения нет. Вал скользит непосредственно по вкладышу или втулке, разделённый слоем масла. Такие подшипники работают тише, лучше переносят удары и способны выдерживать очень высокие обороты — при условии надёжной подачи смазки. Применяются в двигателях внутреннего сгорания, турбинах, крупных генераторах.

Именно в этом и состоит первое принципиальное отличие подшипников: способ уменьшения трения.

Виды подшипников качения и их отличия

Шариковые подшипники

Самый распространённый тип. Тело качения — стальной шарик. Контакт шарика с кольцом точечный, поэтому трение минимально и подшипник хорошо работает на высоких оборотах. Воспринимает как радиальные, так и умеренные осевые нагрузки. Стоит дёшево и доступен в любых типоразмерах.

Главное отличие шарикового подшипника от роликового — меньшая грузоподъёмность при тех же габаритах, зато более высокая допустимая скорость вращения.

Применение: электродвигатели, насосы, вентиляторы, бытовая техника, велосипеды, редукторы общего назначения.

Роликовые цилиндрические подшипники

Вместо шариков — цилиндрические ролики. Контакт с кольцом линейный, а не точечный, что увеличивает площадь восприятия нагрузки. Роликовые подшипники в 1,5–3 раза превосходят шариковые по радиальной грузоподъёмности при одинаковых размерах.

Ключевое отличие роликового подшипника от шарикового — он практически не воспринимает осевые нагрузки. Если вал «тянет» вдоль оси, дополнительно устанавливают упорный подшипник.

Применение: тяжёлые редукторы, прокатные станы, коробки передач грузовиков, строительная и горнодобывающая техника.

Конические роликовые подшипники

Ролики и дорожки качения расположены под углом к оси вращения. Это позволяет одновременно воспринимать и радиальные, и значительные осевые нагрузки — что отличает конические подшипники от цилиндрических роликовых. Устанавливаются парами навстречу друг другу.

Применение: ступицы колёс автомобилей и грузовиков, дифференциалы, главные передачи, шпиндели станков, крановые механизмы.

Игольчатые подшипники

Разновидность роликового: ролики очень тонкие и длинные — как иголки. Главное отличие игольчатого подшипника — минимальный радиальный размер при высокой грузоподъёмности. Туда, где обычный подшипник не помещается, игольчатый встаёт без проблем.

Применение: шатунные головки двигателей, карданные шарниры, педальные узлы велосипедов, рычаги подвески автомобилей.

Упорные подшипники

Предназначены исключительно для осевых нагрузок — давления вдоль оси вала. Радиальные нагрузки не воспринимают совсем, поэтому их всегда применяют в паре с радиальными подшипниками. Бывают шариковыми и роликовыми.

Применение: рулевые колонки, вертикальные валы насосов, домкраты и винтовые прессы, поворотные платформы кранов.

Самоустанавливающиеся (сферические) подшипники

Их отличие от остальных типов — способность компенсировать перекос оси вала до 2–5°. Сферическая дорожка наружного кольца допускает угловые отклонения, которые неизбежны там, где сложно обеспечить идеальную соосность опор.

Применение: сельскохозяйственные машины, конвейеры, вибрационное оборудование, строительные механизмы.

Сравнительная таблица видов подшипников

Как выбрать подшипник: на что смотреть

Зная, чем отличаются типы подшипников, подобрать нужный проще. Вот основные критерии выбора.

Тип нагрузки. Только радиальная — шариковый или цилиндрический роликовый. Радиальная плюс осевая — конический роликовый или радиально-упорный шариковый. Только осевая — упорный подшипник.

Частота вращения. Высокие обороты — шариковый. Средние обороты при высокой нагрузке — роликовый. Очень высокие обороты с умеренной нагрузкой — подшипник скольжения.

Габариты. Мало места по радиусу, но нагрузка значительная — игольчатый подшипник.

Соосность. Сложно выровнять опоры или есть вибрации — сферический (самоустанавливающийся) подшипник.

Условия эксплуатации. Ударные нагрузки, грязь, влага — роликовые типы с усиленными уплотнениями. Закрытые подшипники качения (с защитными крышками) практически не требуют обслуживания и замены смазки.

Итог

Разные типы подшипников отличаются формой тел качения, характером воспринимаемой нагрузки, допустимой скоростью и конструктивными особенностями. Нет универсально «лучшего» типа — есть правильный подшипник для конкретного узла. Шариковый хорош для большинства обычных задач, роликовые и конические — там, где нагрузки серьёзнее, игольчатые — в стеснённых условиях, упорные — при чисто осевом давлении, а подшипники скольжения — в мощных быстроходных машинах.

Правильно подобранный подшипник работает годами без проблем. Неправильно подобранный — выходит из строя гораздо раньше, чем хотелось бы.