Опора, состоящая из двух сопрягаемых колец, имеющих сферическую форму, называется шарнирным подшипником. В его конструкции отсутствуют такие тела качения, как шарики и ролики, а скольжение происходит за счет стальных шаровидных колец. Для чего были разработаны такие устройства? Чтобы обеспечить поддержку подвижной конструкции оси или вала при высокой запыленности.
Что собой представляет опорный узел
Шарнирные подшипники изготавливаются из специальной стали, к которой предъявляются высокие требования по твердости, износостойкости и пределу усталости. По конструкции они состоят из двух оснований, соединенных между собой. Для обеспечения подвижности детали внутреннее и внешнее кольца имеют шаровидную форму (выпуклую и вогнутую). Они входят в прочное соединение между собой и создают возможность перемещения друг относительно друга.
Простота конструкции подшипников шарнирного типа имеет один минус — необходимость регулярного внесения смазки. Для этого в них присутствуют специальные каналы и отверстия, через которые внутрь подается смазывающий материал. Шарнирная опора имеет простой внешний вид, что положительно влияет на ее стоимость и срок службы.
Назначение этих подшипников
Рассматриваемые опоры предназначаются для принятия и перенаправления нагрузок — радиальной, осевой или комбинированной. Их еще называют устройствами скольжения сталь/сталь, которыми воспринимаются тяжелые, ударные и статические нагрузки.
Шарнирные подшипники могут применяться в подвижных и неподвижных сочленениях. В зависимости от этого, производители выпускают соответствующие их виды по исполнению. Для подвижных соединений они бывают:
- Ш, ШП, ШЛ — без отверстий и канавок;
- ШС и ШСП — с техническими каналами для подачи смазки.
Подвижными их называют потому, что кольца имеют способность взаимного смещения относительно друг друга. Это основные виды опорных узлов, которые используются в устройстве разных механизмов. Они также могут иметь отверстия и канавки только на наружном или внутреннем кольце, что зависит от сферы их применения.
Техническое сочленение, при котором основания шарнира движутся в единичных случаях, называется неподвижным. Для таких объединений выпускаются подшипники, не оснащенные элементами проведения техобслуживания.
Особенности применения, преимущества и недостатки
Широкое применение рассматриваемые опорные узлы нашли в разных сферах. Они используются в конструкции машин и механизмов, работающих при сильной загрязненности и запыленности. Особый спрос они получили в самолетостроении, конструкциях навесных агрегатов сельскохозяйственных машин, в экскаваторах, самосвалах и даже в автомобилях.
Выбирая шарнирные подшипники с присутствующими поясками и канавками для проведения техобслуживания, нужно учитывать их недостаток. Он заключается в том, что за счет этих дополнительных элементов, упрощающих смазку, снижается их фактическая грузоподъемность. Эксплуатационные плюсы рассматриваемых устройств:
- Несоосность деталей не влияет на срок их службы.
- Несоответствие углов по оси не сказывается отрицательно на работе всего механизма.
- Отсутствие деформационных давлений.
- Равномерность распределения нагрузки.
- Повышение надежности.
Среди основных преимуществ нужно отметить низкие показатели уровня шума, а также отсутствие чувствительности к вибрациям.
Теперь о минусах:
- необходимость контроля смазки;
- низкий КПД;
- неравномерный износ составных элементов.
Для уменьшения износа и продления срока службы кольца шарнирных подшипников изготавливают с добавлением высокопрочных материалов, например, молибдена. Среди всех достоинств надо выделить самое главное — это дешевизна по сравнению с роликовыми и шариковыми аналогами.
Что учитывать при выборе
К покупке шарнирного подшипника нужно подойти профессионально. При выборе опорного узла нужно знать, где планируется его применять, а также условия работы. Для этого во внимание принимаются следующие технические параметры:
- Величина и направление нагрузки.
- Время работы.
- Скорость вращения.
К устройству предъявляется требование по выдерживанию радиальной, осевой или комбинированной нагрузки. В зависимости от параметров, учитывается размер шарнирного подшипника, а также данные о динамической грузоподъемности.
Конструктивные особенности рассматриваемых опорных элементов позволяют им выполнять вращение даже в том случае, когда произошло частичное нарушение соосности. Если это будет временный сбой из-за вибрации, то сферический элемент продолжит выполнять свою задачу, обеспечивая поддержку вращения узлов.
