Чаму ў большасці горназдабыўных машын выкарыстоўваюцца падшыпнікі качэння замест падшыпнікаў слізгання?

Як незаменны і важны кампанент у механічных вырабах, падшыпнікі гуляюць важную ролю ў падтрымцы круцячыхся валаў. У залежнасці ад розных уласцівасцей трэння, падшыпнікі падзяляюцца на падшыпнікі трэння качэння (якія называюцца падшыпнікамі качэння) і падшыпнікі трэння слізгання (якія называюцца падшыпнікамі слізгацення). Гэтыя два тыпы падшыпнікаў маюць свае асаблівасці канструкцыі, і кожны з іх мае свае перавагі і недахопы ў эксплуатацыі.

Параўнанне падшыпнікаў качэння і слізгання

1. Параўнанне структуры і рэжыму руху

Найбольш відавочнае адрозненне паміж падшыпнікамі качэння іпадшыпнікі слізгаценнягэта наяўнасць або адсутнасць элементаў качэння.

Падшыпнікі качэння маюць элементы качэння (шарыкі, цыліндрычныя ролікі, канічныя ролікі, ігольчастыя ролікі), якія абапіраюцца на сваё кручэнне для падтрымкі круцільнага вала, таму кантактная частка з'яўляецца кропкай, і чым больш элементаў качэння, тым больш кропак кантакту.

Падшыпнікі слізгаценняне маюць элементаў качэння і абапіраюцца на гладкія паверхні для падтрымкі круцільнага вала, таму кантактная частка — гэта паверхня.

 

Розніца ў структуры гэтых двух вызначае, што рэжым руху падшыпніка качэння - гэта качэнне, а рэжым руху падшыпніка слізгання - слізгаценне, таму сітуацыя з трэннем цалкам адрозніваецца.

 

2. Параўнанне грузападымальнасці

У цэлым, з-за вялікай плошчы падшыпніка слізгальнага падшыпніка яго грузападымальнасць, як правіла, вышэйшая, чым у падшыпніка качэння, і здольнасць падшыпніка качэння вытрымліваць ударную нагрузку не высокая, але цалкам вадкасны падшыпнік можа вытрымліваць вялікую ўдарную нагрузку дзякуючы ролі амартызацыі і паглынання вібрацыі з дапамогай плёнкі змазачнага алею. Пры высокай хуткасці кручэння цэнтрабежная сіла элементаў качэння ў падшыпніку качэння павялічваецца, і яго грузападымальнасць зніжаецца (пры высокіх хуткасцях схільны да ўзнікнення шуму). У выпадку дынамічных падшыпнікаў слізгання іх грузападымальнасць павялічваецца з больш высокімі хуткасцямі.

 

3. Параўнанне каэфіцыента трэння і пачатковага супраціўлення трэнню

Пры нармальных умовах працы каэфіцыент трэння падшыпнікаў качэння ніжэйшы, чым у падшыпнікаў слізгацення, і яго значэнне больш стабільнае. Змазка падшыпнікаў слізгацення лёгка залежыць ад знешніх фактараў, такіх як хуткасць і вібрацыя, і каэфіцыент трэння моцна вагаецца.

 

Пры запуску супраціўленне большае, чым у падшыпніка качэння, таму што падшыпнік слізгання яшчэ не ўтварыў стабільную алейную плёнку, але пачатковае супраціўленне трэння і працоўны каэфіцыент трэння гідрастатычнага падшыпніка слізгання вельмі малыя.

 

4. Параўнанне прыдатных рабочых хуткасцей

З-за абмежавання цэнтрабежнай сілы качэння і павышэння тэмпературы падшыпніка хуткасць качэння не павінна быць занадта высокай, і ён звычайна падыходзіць для ўмоў працы на сярэдніх і нізкіх хуткасцях. З-за нагрэву і зносу падшыпнікаў з няпоўнай вадкаснай змазкай рабочая хуткасць не павінна быць занадта высокай. Высокахуткасныя характарыстыкі цалкам вадкасных падшыпнікаў вельмі добрыя, асабліва калі гідрастатычныя падшыпнікі слізгацення змазваюцца паветрам, і іх хуткасць кручэння можа дасягаць 100 000 аб/мін.

 

5. Параўнанне страт магутнасці

З-за малога каэфіцыента трэння падшыпнікаў качэння іх страты магутнасці звычайна невялікія, што менш, чым у падшыпнікаў з няпоўнай вадкаснай змазкай, але яны значна павялічваюцца пры правільнай змазцы і ўсталёўцы. Страты магутнасці на трэнне падшыпнікаў з поўнай вадкаснай змазкай невялікія, але для гідрастатычных падшыпнікаў слізгацення агульныя страты магутнасці могуць быць вышэйшымі, чым у гідрастатычных падшыпнікаў слізгацення, з-за страты магутнасці алейнага помпы.

 

6. Параўнанне тэрміну службы

З-за ўплыву кропкавай змазкі і стомленасці матэрыялу, падшыпнікі качэння звычайна разлічваюцца на 5-10 гадоў або замяняюцца падчас капітальнага рамонту. Пракладкі няпоўных падшыпнікаў з вадкаснай змазкай моцна зношаныя і патрабуюць рэгулярнай замены. Тэрмін службы цалкам змазаных падшыпнікаў вадкаснай змазкай тэарэтычна неабмежаваны, але на практыцы разбурэнне матэрыялу падшыпніка ад стомленасці можа адбыцца з-за цыклічных нагрузак, асабліва для дынамічных падшыпнікаў слізгацення.

 

7. Параўнанне дакладнасці кручэння

Падшыпнікі качэння звычайна маюць высокую дакладнасць кручэння з-за малога радыяльнага зазору. Падшыпнік з няпоўнай вадкаснай змазкай знаходзіцца ў стане граничнай змазкі або змешанай змазкі, таму ён працуе нестабільна, мае значны знос і нізкую дакладнасць. З-за наяўнасці алейнай плёнкі падшыпнік з поўнай вадкаснай змазкай амартызуе і паглынае вібрацыю з высокай дакладнасцю. Гідрастатычныя падшыпнікі слізгацення маюць больш высокую дакладнасць кручэння.

 

8. Параўнанне іншых аспектаў

У падшыпніках качэння выкарыстоўваецца алей, змазка або цвёрдая змазка, колькасць вельмі малая, пры высокай хуткасці вялікая, патрабуецца высокая чысціня алею, таму патрабуецца герметызацыя, але падшыпнік лёгка замяніць і звычайна не патрабуе рамонту шыйкі. Для падшыпнікаў слізгацення, акрамя няпоўнай вадкаснай змазкі, змазка звычайна выкарыстоўваецца ў выглядзе вадкасці або газу, колькасць вельмі вялікая, патрабаванні да чысціні алею таксама вельмі высокія, неабходна часта мяняць пракладкі падшыпніка, а часам і рамонт шыйкі.

 

Выбар падшыпнікаў качэння і слізгацення

З-за складаных і разнастайных рэальных умоў працы не існуе адзінага стандарту для выбару падшыпнікаў качэння і слізгання. Дзякуючы малому каэфіцыенту трэння, малому пускавому супраціўленню, адчувальнасці, высокай эфектыўнасці і стандартызацыі, падшыпнікі качэння маюць выдатную ўзаемазаменнасць і ўніверсальнасць, зручныя ў выкарыстанні, змазцы і абслугоўванні, і звычайна маюць прыярытэт пры выбары, таму яны шырока выкарыстоўваюцца ў машынах агульнага прызначэння. Самі падшыпнікі слізгання маюць некаторыя унікальныя перавагі, якія звычайна выкарыстоўваюцца ў некаторых выпадках, калі падшыпнікі качэння нельга выкарыстоўваць, нязручна або без пераваг, напрыклад, у наступных выпадках:

 

1. Памер радыяльнай прасторы абмежаваны, альбо ўстаноўку неабходна падзяліць

З-за наяўнасці ўнутранага кольца, вонкавага кольца, элемента качэння і сепаратара ў канструкцыі радыяльны памер падшыпніка качэння вялікі, і яго прымяненне абмежавана да пэўнай ступені. Ігольчастыя ролікавыя падшыпнікі даступныя, калі радыяльныя памеры строгія, і пры неабходнасці патрабуюцца падшыпнікі слізгацення. Для дэталяў, якія нязручныя для ўстаноўкі падшыпнікаў, або якія нельга ўсталяваць з восевага кірунку, або калі дэталі трэба падзяліць на часткі, выкарыстоўваюцца раз'ёмныя падшыпнікі слізгацення.

 

2. Выпадкі высокай дакладнасці

Калі выкарыстоўваны падшыпнік мае высокія патрабаванні да дакладнасці, звычайна выбіраюць падшыпнік слізгання, таму што плёнка змазкі падшыпніка слізгання можа амартызаваць паглынанне вібрацыі, і калі дакладнасць надзвычай высокая, можна выбраць толькі гідрастатычны падшыпнік слізгання. Падшыпнікі слізгання шырока выкарыстоўваюцца для дакладных і высокадакладных шліфавальных станкоў, розных дакладных інструментаў і г.д.

 

3. Выпадкі вялікай нагрузкі

Падшыпнікі качэння, як шарыкавыя, так і ролікавыя, схільныя да нагрэву і стомленасці ў цяжкіх умовах эксплуатацыі. Таму, калі нагрузка вялікая, падшыпнікі слізгацення часцей за ўсё выкарыстоўваюцца, напрыклад, у пракатных станах, паравых турбінах, аксэсуарах авіяцыйных рухавікоў і горназдабыўной тэхніцы.

 

4. Іншыя выпадкі

Напрыклад, працоўная хуткасць асабліва высокая, удары і вібрацыя надзвычай вялікія, а таксама неабходнасць працаваць у вадзе або агрэсіўных асяроддзях і г.д., падшыпнікі слізгацення таксама могуць быць разумна выбраны.

 

Для розных машын і абсталявання прымяненне падшыпнікаў качэння і слізгання мае свае перавагі і недахопы, і іх варта разумна выбіраць у залежнасці ад канкрэтнага праекта. У мінулым у буйных і сярэдніх драбільных установках звычайна выкарыстоўваліся падшыпнікі слізгання, адлітыя з бабіту, бо яны маглі вытрымліваць вялікія ўдарныя нагрузкі, былі больш зносаўстойлівымі і стабільнымі. У невялікіх шчэкавых драбільных установках часцей выкарыстоўваліся падшыпнікі качэння, якія маюць высокі ККД перадачы, больш адчувальныя і простыя ў абслугоўванні. З павышэннем тэхнічнага ўзроўню вытворчасці падшыпнікаў качэння большасць буйных шчэкавых драбільных установак таксама выкарыстоўваюцца ў падшыпніках качэння.