Що спільного у підшипника і суглоба?

Підшипник – деталь, без якої не обходиться жоден транспортний засіб і більшість побутових приладів. Блендер, який перемелює продукти, працює за рахунок підшипника, карусель крутиться за рахунок підшипника, транспортні засоби рухаються за рахунок того, що підшипники мінімізують втрати енергії на тертя.

Якщо уважно розглянути конструкцію велосипеда, неможливо не помітити деталь з металевими кульками. Зовсім юні велосипедисти можуть навіть подумати, що це брязкальце. А хто вже виріс з того віку, коли граються в ігри, знає, що це кульковий підшипник. 

Дуже мало механізмів не мають частин, які обертаються. Одні вільно закріплені на своїй осі, інші, обертаючись, передають рух сусіднім деталям. Коли деталі обертаються, між ними і опорами, на яких вони закріплені, виникає тертя. Воно заважає вільному обертанню. Зазвичай (за винятком гальм), коли щось заважає обертанню – це не дуже добре. Від тертя деталі нагріваються і можуть зазнати пошкоджень. 

Підшипники забезпечують свободу обертання деталей і зменшують тертя у місці з’єднання. Цим вони якоюсь мірою подібні до суглобів у людському тілі. 

Механізми ковзання, призначені для переміщення важких вантажів, були створені тисячі років тому – давні греки котили масивну зброю для облоги за допомогою роликів, які пересувалися у жолобках, а римляни застосовували поворотні платформи, в конструкції яких були підшипники. 

На зміну дереву, яке переважно слугувало матеріалом для перших підшипників, з часом прийшов метал. Перший повністю металевий підшипник був встановлений у 1780 році в Англії. Деталь розташовувалася в опорі вітряка і складалася з двох чавунних доріжок, між якими було 40 чавунних кульок. З розвитком технологій підшипники перетерпіли ще більше змін.

Сучасні підшипники uzp.net.ua/pidshypnyky/ можна поділити на дві основні групи:

• Підшипники кочення

Складаються з двох кілець (зовнішнього та внутрішнього), кульок і сепаратора, у якому встановлені кульки. Найпоширенішими є кулькові підшипники, у яких між кільцями встановлюють сепаратор із кульками певного розміру. Кульки переміщуються по канавках, які при виготовленні ретельно шліфують. Підшипники цього класу застосовують при досить невеликих радіальних навантаженнях та великій кількості обертів робочого валу. Іншим підтипом є роликові підшипники, у яких в якості тіл обертання застосовують ролики різної форми. Вони можуть мати форму циліндрів, усічених конусів тощо. Конічні роликопідшипники використовують за наявності різноспрямованих навантажень та великих обертів валу.

• Підшипники ковзання

Складаються з зовнішньої та внутрішньої обойм. Остання повинна мати низький коефіцієнт тертя. Зовнішній вузол являє собою масивну опору, виготовлену з металу. У ній роблять отвір, куди вставляють втулку з матеріалу з низьким коефіцієнтом тертя. Для підвищення ефективності роботи та зниження тертя вводять мастило. Це призводить до того, що вал відокремлюється від втулки плівкою маслянистої рідини.

У кожної групи механізмів є власні вимоги до якості підшипників та їхніх ходових характеристик, які потрібно враховувати при заміні деталей.