Сферические подшипники скольжения: конструкция, преимущества и области применения

В современном машиностроении и промышленном оборудовании узлы трения подвергаются высоким нагрузкам. Когда стандартные подшипники качения не справляются с ударными нагрузками или перекосами валов, на помощь приходят сферические подшипники скольжения. Эти компактные и надежные устройства обеспечивают работоспособность механизмов в самых сложных условиях.

Что такое сферический подшипник скольжения?

Сферический подшипник скольжения — это тип шарнирного соединения, работающего по принципу скольжения, а не качения. Его главная особенность заключается в способности компенсировать перекосы и несоосность валов благодаря особой форме рабочих поверхностей.

Конструктивно такой подшипник состоит из двух основных частей:

1. Наружное кольцо, имеющее внутреннюю сферическую поверхность.

2. Внутреннее кольцо, оснащенное внешней сферической поверхностью, которая сопрягается с наружным кольцом.

Между кольцами нет тел качения. Работа механизма основана на скольжении сферических поверхностей друг относительно друга. Это позволяет кольцам не только вращаться, но и свободно поворачиваться под разными углами, воспринимая при этом значительные радиальные и осевые нагрузки.

Типы и классификация

Производители предлагают широкий выбор сферических подшипников скольжения, которые различаются по нескольким признакам. Понимание этих различий важно для правильного подбора детали под конкретную задачу.

По конструкции:

• Радиальные: Предназначены для восприятия преимущественно радиальных нагрузок, действующих поперек оси вала.

• Упорные: Рассчитаны на работу с осевыми нагрузками, действующими вдоль оси.

• Радиально-упорные: Способны выдерживать смешанные нагрузки.

По материалу и способу смазки:

• Необслуживаемые: Внутренняя поверхность наружного кольца покрыта композитным материалом. Такие подшипники не требуют дополнительной смазки в процессе работы, что удобно для труднодоступных узлов или условий, где смазка нежелательна.

• Обслуживаемые: Изготавливаются из высокопрочной стали. Рабочие поверхности требуют постоянной подачи смазочного материала. Для подачи смазки в наружном кольце предусмотрены специальные канавки и отверстия.

Ключевые преимущества использования

Почему конструкторы выбирают сферические подшипники скольжения для тяжелой техники?

1. Высокая нагрузочная способность: Благодаря большой площади контакта рабочих поверхностей они способны выдерживать высокие статические и ударные нагрузки.

2. Компенсация перекосов: Главное преимущество — способность работать при значительном несовпадении осей вала и корпуса. Это предотвращает заклинивание и преждевременный износ.

3. Малые габариты: При равной грузоподъемности сферические подшипники скольжения часто имеют меньшие размеры, чем обычные подшипники качения.

4. Надежность при вибрации: Они менее чувствительны к вибрациям и толчкам.

5. Работа в сложных условиях: Специальные исполнения могут работать в условиях вакуума, высоких температур, под водой или в агрессивных средах.

Основные области применения

Сферические подшипники скольжения нашли свое применение там, где обычные подшипники быстро выходят из строя.

• Тяжелое машиностроение и горная добыча: Экскаваторы, бульдозеры, подъемные краны. В гидроцилиндрах и шарнирах стрел именно эти подшипники принимают на себя высокие нагрузки и перекосы.

• Металлургия: Прокатные станы, рольганги, ножницы для резки металла. Высокие температуры и наличие окалины требуют применения износостойких узлов трения.

• Авиастроение: В узлах шасси, механизмах крыла и стабилизатора, где важны надежность, небольшой вес и способность работать при перепадах давлений.

• Автомобилестроение: В карданных валах, рулевых тягах, подвеске грузовых автомобилей.

• Сельскохозяйственная техника: Комбайны и тракторы работают в условиях повышенной запыленности, где сферические подшипники скольжения с защитными уплотнениями показывают хорошие результаты.

Как выбрать сферический подшипник скольжения: советы специалиста

Выбор подшипника — ответственная задача. Ошибка может привести к простою оборудования и дорогостоящему ремонту. Вот на что следует обратить внимание:

1. Тип и величина нагрузки: Рассчитайте нагрузку. Для ударных нагрузок выбирайте подшипники с запасом прочности.

2. Угол перекоса: Определите наибольший угол, на который может отклоняться вал в процессе работы. От этого зависит тип и серия подшипника.

3. Условия работы:

   • Запыленность, загрязнения: требуются подшипники с хорошими уплотнениями.

   • Температура: при высоких температурах обычная смазка теряет свойства, нужны термостойкие материалы.

   • Влага, химические вещества: выбирайте модели из коррозионностойких сталей или с защитными покрытиями.

4. Необходимость обслуживания: Если узел труднодоступен, выбирайте необслуживаемые подшипники.

Сферические подшипники скольжения — это важные элементы современной техники, работающей в тяжелых условиях. Они обеспечивают долговечность соединений, упрощают сборку и позволяют оборудованию выдерживать высокие нагрузки. Правильный подбор типа и размера такого подшипника — залог бесперебойной работы вашего механизма в течение долгого времени.

Смотрите также: