Подшипники: Окончательное руководство | MachineMFG

Подшипники: Окончательное руководство

0
(0)

Урок 1: Что такое подшипник?

Основные знания, которые необходимо знать, и функции подшипников.

Знаете ли вы, что за механический компонент - подшипник? Подшипники, известные как "основной элемент машиностроительной промышленности", являются важными компонентами, широко используемыми в различных машинах. В Уроке 1 колонны "Подшипник" мы расскажем об основных знаниях и функциях подшипников.

1. Что такое подшипник?

Подшипник - это компонент, который помогает объектам вращаться. Как следует из названия, подшипник - это деталь, которая поддерживает "вал", вращающийся внутри машины.

Машины, в которых используются подшипники, - это автомобили, самолеты, генераторы и многое другое. Подшипники также используются в бытовых приборах, таких как холодильники, пылесосы и кондиционеры. В этих машинах подшипники отвечают за поддержку "вала", на котором установлены различные компоненты, такие как колеса, шестерни, турбины, роторы и т. д., помогая валу плавно вращаться.

Поскольку в различных типах машин используется большое количество вращающихся "валов", подшипники стали незаменимым компонентом, известным как "основной элемент машиностроения". Хотя подшипники могут показаться незаметными, на самом деле они очень важны. Без них мы не смогли бы вести нормальную жизнь.

2. Почему важны подшипники? Какова функция подшипников?

Какую роль играют подшипники в бесперебойной работе машин?

Подшипники выполняют две основные функции:

Уменьшение трения и повышение плавности вращения

Между вращающимся "валом" и его опорой возникает трение, но между ними устанавливается подшипник, который уменьшает трение, делая вращение более плавным и снижая расход энергии. В этом и заключается функция подшипников.

Защита вращающейся опоры и удержание вращающегося "вала" в правильном положении

На вращающийся "вал" и его опорную конструкцию действует значительная сила. Подшипники предотвращают повреждение вращающейся опоры под действием этой силы и помогают удерживать вращающийся "вал" в правильном положении. Именно благодаря этим функциям подшипников мы можем использовать машины в течение длительного времени.

3. Сколько подшипников используется? Что будет, если не использовать подшипники?

Количество подшипников, обеспечивающих нашу повседневную жизнь, невозможно представить, поскольку их нельзя увидеть непосредственно глазами. Возьмем для примера обычный автомобиль. Играли ли вы в детстве с гоночной игрушкой, работающей от батареек? Многие помнят, что в опорной конструкции колес автомобиля был установлен подшипник. Так сколько же подшипников на самом деле нужно автомобилю?

Основные части автомобиля, в которых используются подшипники

① Система трансмиссии (компоненты)

Примеры: Генератор переменного тока, турбокомпрессор и т.д.

② Рулевое управление (компоненты)

Примеры: Рулевой механизм, насос и т. д.

③ Система передачи энергии (компоненты)

Примеры: Трансмиссия, дифференциалы и т.д.

④Подвеска (компоненты)

Примеры: Колеса, подвеска и т.д.

В дорогих автомобилях может использоваться до 150 подшипников, и все они играют важную роль. Если бы в автомобилях не было подшипников, детали не вращались бы плавно, потребляли бы больше энергии, а детали, поддерживающие вращение, вскоре были бы повреждены, что привело бы к невозможности безопасного и комфортного управления транспортным средством. Поэтому бесчисленные подшипники бесшумно работают за нашу прекрасную жизнь.

Заключение

Подшипниковые узлы служат для обеспечения нашей жизни. Поскольку подшипники являются важнейшими компонентами, обеспечивающими нашу жизнь, на протяжении всей истории человечества к ним предъявлялись высокие требования по долговечности и точности. Более того, с постоянным развитием механических технологий будут разрабатываться и применяться все более специализированные новые подшипники для адаптации к жестким условиям эксплуатации.

В будущем подшипники будут продолжать совершенствоваться и развиваться, чтобы поддерживать нашу жизнь.

Урок 2: Леонардо да Винчи, "отец подшипников" Неожиданная история подшипников.

Как мы уже рассказывали в Уроке 1, подшипники - это инструменты, которые уменьшают трение и помогают предметам двигаться плавно. Но когда и как они были впервые изобретены и как они развивались и получили широкое распространение? В этом уроке мы познакомимся с неожиданной историей подшипников.

Статуя Леонардо да Винчи на площади Скала в Милане

1. Возникли ли подшипники до нашей эры?

В древние времена люди придумали множество способов уменьшить трение, и мы можем рассмотреть пример со строительством египетских пирамид.

Огромные пирамиды, построенные путем накопления огромных "тяжелых каменных блоков", и сегодня вызывают благоговейный трепет у множества людей по всему миру. Как же люди древности перемещали эти "тяжелые каменные блоки"? Ответ на этот вопрос можно приблизительно узнать из многочисленных настенных рисунков, найденных в Древнем Египте.

На нескольких настенных росписях в Древнем Египте изображено строительство пирамид, причем на некоторых из них показаны сцены, когда люди подкладывают круглые деревянные предметы под "тяжелые каменные блоки" и катят их. Можно предположить, что древние египтяне уменьшали трение и перемещали "тяжелые каменные блоки" с меньшей силой, используя катящиеся деревянные предметы.

Такой способ транспортировки напоминает использование тел качения (роликов) в подшипниках.

Методы снижения трения в катящихся бревнах.

Записи о попытках людей уменьшить трение можно найти по всему миру, хотя они различаются по периодам времени и используемым методам. Это свидетельствует о том, что на протяжении всей истории человечества люди придавали большое значение бесперебойной транспортировке грузов за счет уменьшения трения.

2. Изобрел ли Леонардо да Винчи подшипник со стопорным сепаратором?

Леонардо да Винчи был гениальным художником из Италии в эпоху Возрождения. Он имел глубокую связь с подшипниками и по праву был назван "отцом современных подшипников".

Да Винчи был глубоко любопытен во всем и внес значительный вклад в механическое конструирование. В его рукописи содержатся эскизы подшипников, без которых не обходится ни одно механическое устройство.

Проявив небывалую изобретательность, он создал конструкцию подшипника, значительно снижающую трение. Конструкция представляет собой устройство, в котором шарик качения (элемент качения) помещен между двумя круглыми пластинами (кольцами дорожки качения). Удивительно, но эскиз подшипника также включал "удерживающую обойму", которая предотвращает соприкосновение шариков качения друг с другом.

Эта конструкция практически идентична той, что используется в современных подшипниках.

Подшипник со стопорным сепаратором, воссозданный инженерами JTEKT по эскизу Леонардо да Винчи.

Таким образом, "базовая конструкция подшипников", состоящая из колец качения, тел качения (таких как "шарики" или "ролики") и фиксирующего сепаратора, была изобретена около 500 лет назад. Гениальный Леонардо да Винчи своим творчеством произвел революцию в подшипниках.

Однако даже после изобретения базовой конструкции подшипников их реальное производство и массовый выпуск были непростыми. Только после промышленной революции подшипники стали широко использоваться в машинах.

3. Популярность подшипников началась во время промышленной революции

Во время промышленной революции с середины 18-го по 19-й век сталь стала производиться в больших масштабах. Поэтому подшипники из высокопрочной стали стали массово производиться и широко использоваться в различных областях.

Одним из величайших изобретений, появившихся во время промышленной революции, стала "ось транспортного средства, использующая подшипники". Первыми широко распространенными подшипниками качения были многоцелевые шарикоподшипники, использовавшиеся в велосипедных осях. Впоследствии были изобретены роликовые подшипники для осей карет, в которых в качестве тел качения использовались ролики.

Появление "оси автомобиля, использующей подшипники", значительно повысило мобильность и эффективность перевозок. В результате многие промышленные машины того времени также активно внедряли подшипники и внесли большой вклад в развитие промышленности.

Во время промышленной революции подшипники стали важным компонентом, поддерживающим развитие промышленности, а также незаменимым инструментом в жизни людей.

Заключение

История развития подшипников - это история прогресса человеческой цивилизации. Без изобретения подшипников люди до сих пор с трудом передвигали бы тяжелые предметы, а в нашей жизни не было бы такого количества машин, предоставляющих нам удобные и комфортные услуги.

Рождение и прогресс подшипников оказали огромное влияние на развитие цивилизации. Можно сказать, что подшипники - это кристаллизация мудрости и технологии наших предшественников и невоспетые герои, стоящие за "историей промышленного развития".

Лекция 3: Структура подшипника - структура для уменьшения трения и роль каждой детали.

В лекции 3 мы познакомимся с устройством подшипника и функциями каждого компонента.

1. Принцип работы подшипников

Подшипники уменьшают трение, используя движение качения. Как показано на рисунке 1, когда "вал" начинает вращаться, многочисленные "тела качения" (такие как "шарики" или "ролики") в подшипнике начинают катиться. Подшипники уменьшают трение за счет использования этого движения качения.

Рисунок 1: Структура подшипников и подшипников скольжения

По сравнению с подшипниками скольжения, подшипники, использующие "движение качения", лучше снижают трение и минимизируют расход энергии вращения. Итак, какова же структура подшипников? Ниже мы дадим подробное описание.

2. Конструкция подшипника

Несмотря на то, что существует множество типов современных подшипников, их базовая структура похожа на структуру подшипника, придуманную Леонардо да Винчи около 500 лет назад.

Компоненты подшипника включают в себя:

  • Гоночные кольца... компоненты в форме колец
  • Элементы качения... компоненты, которые катятся между кольцами (элементы качения включают "шарики" и "ролики")
  • Сепаратор... деталь, предотвращающая соприкосновение тел качения и удерживающая их на определенном расстоянии друг от друга

Кольца для гонок

Кольца качения воспринимают силу, действующую перпендикулярно валу, в случае "радиальных подшипников", показанных на рис. 2. В шариковых подшипниках телами качения являются шарики, а в роликовых подшипниках - ролики.

Рисунок 2. Конструкция радиальных подшипников

Для этого типа радиальных подшипников используется кольцо дорожки качения.

Кольцо дорожки качения, установленное на внутренней стороне вала, называется внутренним кольцом.

Кольцо дорожки качения с внешней стороны называется наружным кольцом, которое монтируется в корпус (※1: см. рис. 3).

Жилье

Корпус - это часть, которая соприкасается с наружным кольцом подшипника при его сборке.

Рисунок 3. Жилье

Кольцо дорожки

Подшипник, показанный на рисунке 4, называется "упорным", он воспринимает усилие в том же направлении, что и ось.

Для этого типа упорных подшипников используется кольцо дорожки качения.

Кольцо дорожки качения, установленное со стороны вала, называется кольцом вала.

Кольцо дорожки качения, установленное со стороны корпуса, называется посадочным кольцом.

Рисунок 4. Конструкция упорного подшипника

Для достижения плавного вращения поверхность, по которой катятся элементы кольца качения подшипника, тщательно выравнивается.

Прокатный элемент

Как показано в таблице 1, элементы качения включают в себя "шарики" и "ролики".

Таблица 1 Типы элементов качения

 ШарШарикоподшипники 
 Цилиндрический роликЦилиндрические роликовые подшипники 
  Игольчатый ролик
  Конический ролик (конический)
 Сферический ролик (бочкообразный)

В зависимости от условий эксплуатации, таких как грузоподъемность и скорость вращения, можно выбрать различные типы тел качения. Типы подшипников мы рассмотрим в разделе "Подшипники" Лекции 4, а заинтересованные слушатели могут обратиться к следующей странице.

Держатель

Как показано на рисунке 5, когда внутреннее кольцо подшипника вращается, тела качения также начинают вращаться. Если в подшипнике нет фиксатора, соседние тела качения будут соприкасаться друг с другом.

Когда направление качения двух тел качения на контактной поверхности противоположно, это препятствует движению тел качения.

Рисунок 5. Движение тел качения при отсутствии фиксатора

Чтобы этого не произошло, используется фиксатор, удерживающий соседние тела качения на расстоянии друг от друга, чтобы они могли плавно катиться. В зависимости от условий эксплуатации, таких как грузоподъемность и скорость вращения подшипника, можно выбрать различные типы фиксаторов. На рисунке 6 показан один из типов фиксаторов.

Рисунок 6. Репрезентативные типы фиксаторов

Очевидно, что кольцо дорожки качения, тела качения и фиксатор играют разные роли. Эти роли дополняют друг друга, обеспечивая плавное вращение подшипника.

Однако, имея только эти составные части, подшипник все равно не сможет вращаться непрерывно и плавно, сохраняя стабильность. Далее мы познакомимся с еще одним важным компонентом подшипников.

3. Смазочные материалы, необходимые для стабильного вращения

Чтобы обеспечить стабильное и плавное вращение подшипников, необходимо уменьшить трение качения и предотвратить износ деталей. Именно в этом случае на помощь приходят смазочные материалы.

Смазочные материалы, используемые в подшипниках, в основном представляют собой полутвердые (пастообразные) "смазки" и жидкие "масла".

Кроме того, смазочные материалы снижают внутреннее тепло внутри вращающегося подшипника и продлевают срок его службы. Поэтому смазочные материалы также являются "важным компонентом" для обеспечения стабильного и плавного вращения подшипников.

Заключение

Для обеспечения стабильного и плавного вращения подшипников необходимы компоненты и смазка.

Компоненты подшипника включают в себя кольцо качения, тела качения и фиксатор, каждый из которых играет свою роль. Эти роли дополняют друг друга, обеспечивая плавное вращение подшипника.

Кроме того, "смазочные материалы" помогают снизить трение при движении качения и предотвратить износ деталей. Каждый компонент играет свою важную роль, позволяя подшипнику вращаться непрерывно и плавно, обеспечивая стабильность.

Лекция 4: Различия между различными типами подшипников - Типы и характеристики подшипников.

1. Классификация подшипников

На подшипники действует сила с разных сторон, поэтому их можно классифицировать по "направлению силы".

Сначала представим силу, действующую на подшипник.

На рисунке 1 показаны силы, действующие на подшипник, используемый для автомобильного колеса с установленной шиной. Одна из них - это сила, поддерживающая вес автомобиля (показана синей стрелкой на рисунке 1), а подшипник должен выдерживать силу, направленную перпендикулярно оси автомобильного колеса.

Кроме того, при повороте автомобиля возникает центробежная сила (показана красной стрелкой на рис. 1), и подшипник будет воспринимать ее в том же направлении, что и ось автомобиля.

Рисунок 1. Усилие на подшипнике, используемом для автомобильного колеса

Как показано выше, подшипники обычно выдерживают усилия с разных направлений. Поэтому подшипники можно классифицировать в зависимости от направления силы и несущей способности. Подшипники выдерживают радиальные и осевые нагрузки; сила, которую выдерживают подшипники, называется "нагрузкой"; сила, направленная перпендикулярно валу, называется "радиальной нагрузкой"; сила, направленная в ту же сторону, что и вал, называется "осевой нагрузкой".

Рисунок 2. Радиальная нагрузка и осевая нагрузка

Классификация подшипников

В зависимости от направления силы, которую может выдержать подшипник, и формы тела качения, подшипники можно разделить на четыре типа, показанные в таблице 1.

Таблица 1: Классификация подшипников

 Элемент качения
ШарРолик
Основное направление силы   Перпендикулярно валу (радиальная нагрузка)Радиальные шарикоподшипникиРадиальные шарикоподшипники
 В том же направлении, что и вал (осевая нагрузка)Упорные шарикоподшипникиУпорные шарикоподшипники

2. Радиальные шарикоподшипники

Радиальные шарикоподшипники

Радиальные шарикоподшипники - это шариковые подшипники, которые воспринимают усилие, направленное перпендикулярно направлению вала. Радиальные шарикоподшипники (шарикоподшипники) являются одним из видов радиальных шарикоподшипников.

Радиальные шарикоподшипники являются широко распространенными типами подшипников.

Радиальные шарикоподшипники могут выдерживать не только радиальные нагрузки, но и определенную степень двунаправленных осевых нагрузок. При восприятии больших осевых нагрузок следует использовать радиально-упорные шарикоподшипники, о которых мы расскажем позже.

Радиально-упорные шарикоподшипники

Радиально-упорные шарикоподшипники могут одновременно выдерживать радиальные нагрузки и односторонние осевые нагрузки. При восприятии двунаправленных осевых нагрузок следует использовать два или более радиально-упорных шарикоподшипника.

Рисунок 3. Комбинация радиально-упорных шарикоподшипников, несущих двунаправленную осевую нагрузку.

Когда подшипники воспринимают "радиальную нагрузку" и "осевую нагрузку", угол между направлением нагрузки, воспринимаемой кольцом дорожки качения и телом качения, и направлением, перпендикулярным валу, называется углом контакта.

Рисунок 4. Структура радиально-упорных шарикоподшипников, несущих "радиальную нагрузку" и "осевую нагрузку".

Угол контакта обычно делится на 15°, 30° и 40°, которые обозначаются буквами C, A и B соответственно.

3. Радиальные роликовые подшипники

Радиальные роликовые подшипники - это "роликовые" подшипники, которые воспринимают усилие "перпендикулярно направлению вала". Радиальные роликоподшипники выдерживают большие нагрузки, чем радиальные шарикоподшипники, и имеют различные типы в зависимости от типа ролика, такие как цилиндрические роликоподшипники, игольчатые роликоподшипники, конические роликоподшипники и сферические роликоподшипники.

Цилиндрические роликовые подшипники

В роликовых подшипниках используются "цилиндрические ролики". Цилиндрические роликоподшипники выдерживают большие радиальные нагрузки, чем радиальные шарикоподшипники, и могут использоваться в машинах, создающих ударную силу.

Игольчатые роликовые подшипники

В роликовых подшипниках используются "игольчатые ролики". В игольчатых роликовых подшипниках используются игольчатые ролики меньшего диаметра, чем цилиндрические, как показано на рисунке 5. Малая высота поперечного сечения этого тип подшипника помогает добиться миниатюризации и облегчения машин.

Рисунок 5. Сравнение высоты поперечного сечения цилиндрических и игольчатых роликоподшипников.

Конические роликовые подшипники

В конических роликовых подшипниках используются конические "конические ролики".

Конические роликоподшипники широко используются в радиальных роликовых подшипниках и могут одновременно выдерживать радиальные нагрузки и однонаправленные осевые нагрузки. При восприятии двунаправленных осевых нагрузок необходимо комбинировать два или более конических роликовых подшипника.

Рисунок 6. Комбинация конических роликоподшипников, несущих двунаправленную осевую нагрузку

Сферические роликовые подшипники

В сферических роликовых подшипниках используются бочкообразные "сферические ролики", как показано на рисунке 7, установленные между "поверхностью дорожки качения наружного кольца со сферическими роликами" и "поверхностью дорожки качения внутреннего кольца". Таким образом, внутреннее кольцо, тела качения и сепаратор сферического роликового подшипника могут вращаться, будучи наклоненными к наружному кольцу.

Рисунок 7. Структура сферических роликовых подшипников.

Как показано на рисунке 8, сферические роликоподшипники используются в машинах, которые выдерживают большие нагрузки и имеют валы, склонные к изгибу. Рисунок 8: Применение сферических роликовых подшипников.

Рисунок 8. Прогиб вала

Резюме

Существуют различные типы "подшипников" в зависимости от направления и величины приложенной нагрузки. Выбор подходящего типа "подшипника" должен основываться на следующих факторах структура машины или использования. Помимо представленных здесь типов, существует множество других типов "подшипников".

Лекция 5: Применение подшипников (часть 1)

Области применения подшипников в автомобильной промышленности.

1. Как подшипники используются в автомобилях?

В этой колонке мы расскажем о том, как используются подшипники, на примере трансмиссии и дифференциала, передающих мощность двигателя на оси автомобиля в автомобилях.

Рисунок 1. Устройство для передачи мощности двигателя на ось.

2. Подшипники, используемые в трансмиссиях

Сила, необходимая для движения автомобиля, зависит от условий движения, например, при движении на высокой скорости или при движении по склону и т. д. Трансмиссия - это устройство, которое преобразует мощность двигателя в движущую силу, необходимую для движения, и передает ее на ось. Внутри трансмиссии используются различные типы подшипников, которые выполняют свои функции, и многие подшипники также используются в автомобильных деталях.

Трансмиссию можно условно разделить на два типа: механическую и автоматическую. В автомобилях с механической коробкой передач рычаг переключения расположен со стороны водителя.

Рисунок 2. Рычаг переключения передач для механической коробки передач.

Оператор вручную управляет рычагом переключения передач, чтобы преобразовать мощность двигателя в движущую силу, соответствующую условиям движения. Механическая коробка передач состоит из валов и шестерен. Ниже мы расскажем о подшипниках, которые поддерживают эти компоненты.

Рисунок 3. Структура механической коробки передач.

Рисунок 4. Принцип работы механической коробки передач.

Подшипники, поддерживающие валы

Подходящие типы подшипников выбираются в зависимости от мощности двигателя, способного поддерживать вращение вала и силу, создаваемую шестернями.

Таблица 1. Подшипники, поддерживающие валы.

Радиальная нагрузкаОсевая нагрузкаТипы подшипников
МаленькийМаленькийРадиальный шарикоподшипник (шарикоподшипник)
БольшойМаленькийЦилиндрический роликовый подшипник
БольшойБольшойКонический роликовый подшипник
Рисунок 5. Радиальный шарикоподшипник для опорного вала

Подшипники для опорных шестерен

В механической коробке передач шестерни постоянно находятся в зацеплении друг с другом и вращаются.

Для передачи усилия, необходимого для движения, выберите соответствующую передачу (A) с помощью рычага. Выбранная передача (A) соединяется с валом и вращается с той же скоростью, что и вал.

Когда условия движения меняются и на колеса нужно передать другую движущую силу, шестерня (A), соединенная с валом, снимается с вала при помощи рычага, и выбирается шестерня (B), подходящая для другой движущей силы. Выбранная шестерня (B) подсоединяется к валу и вращается с той же скоростью, что и вал.

В это время шестерня (A), снятая с вала, вращается с другой скоростью по сравнению с валом. Чтобы шестерня и вал вращались с разной скоростью, между внутренней поверхностью шестерни (внутренняя сторона) и внешней поверхностью вала (внешняя сторона) устанавливаются игольчатые подшипники (компоненты с игольчатыми роликами и сепараторами), которые катятся между ними.

Рисунок 6. Частота вращения шестерни и вала в трансмиссии

Рисунок 7. Подшипник для опорных шестерен (компонент с игольчатыми роликами и сепараторами)

3. Подшипники, используемые в дифференциальной передаче

Когда автомобиль поворачивает налево или направо, скорость внутренней оси колеса уменьшается, а скорость внешней оси колеса увеличивается. Дифференциал - это устройство, которое преобразует движущую силу от трансмиссии в большую движущую силу и передает ее на левую и правую колесные оси для достижения различных скоростей.

Рисунок 8. Вращение колес при повороте автомобиля

Дифференциал устанавливается с помощью оси с малой шестерней (вал со стороны трансмиссии) и шестерни со стороны оси, которые входят в вертикальное зацепление. Подшипники поддерживают вращение вала и усилие, создаваемое шестернями.

Рисунок 9. Принцип работы дифференциальной передачи.

Рисунок 10. Структура дифференциальной передачи

Конические роликовые подшипники для опорного вала

Комбинация конических роликовых подшипников воспринимает как радиальные, так и двунаправленные осевые нагрузки, обеспечивая правильное зацепление шестерен и передавая большие движущие силы на оси левого и правого колес.

Рисунок 11. Конические роликовые подшипники с низким крутящим моментом

Резюме

В этой статье были рассмотрены подшипники, используемые в устройствах, передающих мощность от двигателя к колесным осям, но в автомобилях также используется большое количество подшипников во многих других деталях.

Каждый подшипник играет свою роль и улучшает ходовые качества и безопасность автомобиля. В целях дальнейшего повышения безопасности и комфорта автомобилей требования к эксплуатационным характеристикам и надежности подшипников в будущем будут постоянно возрастать.

Лекция 6: Применение подшипников (часть 2) - Подшипники, используемые в производстве изделий

Мы расскажем о подшипниках, используемых в машинах в трех областях: "производство энергии", "производство сырья" и "обработка продукции".

1. Подшипники, используемые в энергетическом производстве - ветряные турбины

Генераторы - важнейшие машины для производства энергии, необходимой для нашей повседневной жизни. Ветряные турбины завоевали огромную популярность во всем мире.

Однако из-за высокого расположения ветряных турбин их обслуживание сопряжено со значительными трудностями. Поэтому подшипники, используемые в ветряных турбинах, должны обладать высокой надежностью с минимальным количеством отказов и длительным сроком службы.

В ветряных турбинах используется множество подшипников, и здесь мы рассмотрим основные подшипники шпинделя, отвечающие за прием вращательной силы от ветра и передачу ее на генератор.

Рисунок 1. Ветряная турбина, установленная на высоком месте.

Рисунок 2. Конструкция ветряной турбины

Подшипники главного шпинделя

Ветряные турбины используют энергию ветра для вращения своего главного шпинделя и передачи энергии вращения генератору для выработки электроэнергии.

Подшипник главного шпинделя отвечает за поддержку веса лопастей и вращающихся компонентов, а также выдерживает неравномерные силы ветра, изменяющиеся по величине и направлению. В связи с такими жесткими функциональными требованиями сферические роликоподшипники являются основным выбором для подшипников главного шпинделя, известных своей способностью выдерживать большие усилия и отличными характеристиками самоцентрирования.

■ Что такое свойство самовыравнивания?

 Под самоцентрированием понимается способность внутреннего кольца, тел качения и сепаратора плавно вращаться даже при наклоне наружного кольца.

Чтобы выдержать значительную нагрузку, в подшипниках главного шпинделя обычно используются крупные сферические роликоподшипники, как правило, размером более 1 метра.

Рисунок 3: Большой сферический роликовый подшипник, используемый в главном шпинделе ветряной турбины.

2. Подшипники, используемые в производстве сырья - Сталепрокатный стан

Сталепрокатные станы - это оборудование, которое является основой сырьевого производства, производя стальные материалы различной формы для различных целей. Давайте познакомимся с этим оборудованием.

Рисунок 4. Распространенные формы стальных материалов

Подшипники, используемые в производстве сырья - Сталепрокатный стан На прокатном стане стальные материалы прессуются и прокатываются между двумя вращающимися валками.

Кроме того, как говорится, "бей, пока горячо", стальные материалы часто прокатываются при высоких температурах. Таким образом, подшипники, используемые в данной ситуации, должны выдерживать высокие температуры и усилия, чтобы обеспечить вращение роликов.

Рисунок 5. Структура стана для прокатки стали

Подшипники рабочих валов

Рабочие валки сталепрокатных станов опираются на четырехрядные конические роликоподшипники, выдерживающие чрезвычайно высокие радиальные и двунаправленные осевые нагрузки, возникающие в процессе прокатки.

Рисунок 6. Четырехрядные конические роликоподшипники, используемые в рабочих валках

Подшипники опорных роликов

Несмотря на склонность рабочих валков к деформации под действием значительных нагрузок, возникающих при прокатке, резервные валки эффективно подавляют это явление. В опорных валках используются четырехрядные цилиндрические роликоподшипники, воспринимающие большие радиальные нагрузки, и многорядные конические роликоподшипники, воспринимающие осевые нагрузки.

Рисунок 7: Подшипники, используемые в опорных валах

3. Подшипники, используемые при обработке изделий - Обрабатывающие центры (станки)

Наконец, мы расскажем об оборудовании, которое обычно используется при обработке продуктов.

Оборудование, используемое для обработки различных изделий и деталей в соответствии с их назначением, называется "станками". В последние годы все большую популярность приобретают обрабатывающие центры, выполняющие обработку с компьютерным управлением.

Обрабатывающие центры позволяют добиться точности и тонкости обработки, которые трудно достичь вручную, при этом значительно сокращая время обработки.

Рисунок 8. Обрабатывающий центр, используемый для обработки изделий

Чтобы избежать изменения размеров заготовки и снижения точности обработки из-за тепла, выделяемого в процессе обработки, главные шпиндели (куда устанавливается инструмент) в обрабатывающих центрах требуют подшипников с низкими характеристиками теплового расширения.

Рисунок 9. Структура и главный шпиндель обрабатывающего центра

Подшипники главного шпинделя

В главном шпинделе обрабатывающего центра используются радиально-упорные шарикоподшипники, выдерживающие радиальные и осевые нагрузки во время обработки.

Рисунок 10. Радиально-упорные шарикоподшипники, используемые в главном шпинделе

В подшипниках этого типа в качестве материала используется керамика. Эти керамические подшипники могут подавлять изменения размеров деталей благодаря низкому тепловому расширению при высокоскоростном вращении.

Кроме того, эти подшипники могут подавать необходимую смазку только в соответствующие места нагрева и быстро отводить ее, что помогает предотвратить перегрев.

Реферат: Подшипники, которые поддерживают нашу жизнь

Машины, используемые для производства энергии, материалов и продуктов, могут показаться необычными в нашей повседневной жизни, однако, как мы уже видели, многие подшипники поддерживают работу этих машин. Эти подшипники не только поддерживают вращение машин, но и оказывают ценную поддержку нашей повседневной деятельности.

Лекция 7: Специальные подшипники со специальными материалами и смазками для специфических условий эксплуатации

1. Что такое подшипники со специальными материалами и смазками для особых условий эксплуатации?

Компоненты обычных подшипников изготовлены из металлических материалов и используют смазочное масло или консистентную смазку в качестве смазочного материала. Однако если эти обычные подшипники используются в среде, где генерируется электричество, возникает магнетизм, а также подвержены коррозии под воздействием кислот и щелочей, они быстро выйдут из строя и не смогут плавно вращаться.

Чтобы обеспечить их использование в указанных условиях, разрабатываются подшипники из специальных материалов и со смазочными материалами для особых условий эксплуатации.

2. Обеспечение поддержки "лучшей жизни" - Подшипники для кондиционеров.

Изображение 1 - Наружный блок кондиционера

Наружный блок кондиционера оснащен вентилятором, который направляет воздух наружу, а подшипники поддерживают этот вентилятор. В последние годы все большее распространение получают двигатели, которые могут управлять скоростью вращения вентилятора (частотное преобразование). Однако, благодаря своим характеристикам, двигатель может генерировать напряжение от высокочастотного тока во время работы.

Когда напряжение накапливается до определенного уровня, ток проходит через внутреннюю часть подшипника, что может привести к его разрушению. Это явление называется "электрической эрозией". Поэтому в качестве тел качения подшипников необходимо использовать керамические подшипники с отличными изоляционными характеристиками (не проводящие ток).

Изображение 2 - Подшипники вентилятора наружного блока кондиционера

Кроме того, керамические подшипники используются в критически важном оборудовании, таком как механические двигатели для объектов инфраструктуры и больниц, для предотвращения внезапных отказов оборудования.

3. Обеспечение поддержки "здоровой жизни" - подшипники для медицинского оборудования

Изображение 3 - МРТ (аппарат магнитно-резонансной томографии)

Изображение 4 - Двигатель для магнитно-резонансной томографии

По мере того как старение становится все более серьезным, люди все больше внимания уделяют своему здоровью, а медицинское оборудование постоянно растет по всему миру. МРТ (магнитно-резонансный томограф) использует сильную магнитную силу, чтобы захватить органы и кровеносные сосуды для внутреннего исследования.

Если использовать обычные подшипники в условиях сильного магнетизма МРТ, они будут создавать помехи магнитному полю, и точное исследование невозможно. Кроме того, подшипники не могут вращаться плавно.

Поэтому при использовании для МРТ требуются подшипники, на которые не действует сильный магнетизм.

Изображение 5 - Керамические подшипники для двигателей МРТ

В кольце дорожки качения и телах качения вкладыша подшипника используется керамика, которая не поддается воздействию магнетизма. В сепараторе используется смола с отличными смазочными характеристиками, способствующими точному медицинскому обследованию.

4. Обеспечение поддержки для "полноценной жизни" - подшипники для скейтборда

В скейтбордах, используемых олимпийскими спортсменами, подшипники были разработаны заново в соответствии с ожиданиями спортсменов. В каждом из четырех колес скейтборда используется по два подшипника (всего восемь).

Изображение 6 - Колеса для скейтборда

Скейтборд оснащен подшипниками, в которых используются керамические шарики и специальная обработка поверхности на кольцевой дорожке и обойме, усиливая ощущение "легкого и плавного вращения" и "комфортной езды".

Кроме того, он позволяет спортсменам сохранять скорость до конца забега, что позволяет им выполнять более сложные упражнения. Таким образом, она способствует успешному выполнению таких сложных движений, как "сальто на пятке".

Изображение 7 - Подшипники для коньков (с керамическими шариками)

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх