Преимущества и недостатки подшипников скольжения и качения

Весьма часто можно слышать вопрос о том, подшипники какого типа «лучше», качения или скольжения. Чтобы ответить на него, проведём небольшую сравнительную оценку данных изделий.

Преимущества и недостатки подшипников скольжения и качения в сравнении

1. Если в устройстве возможна реализация жидкостной смазки, более предпочтительными будут являться опоры, укомплектованные подшипниками скольжения.

В сравнении с аналогами, в которых реализовано трение качением, они располагают рядом существенных плюсов:

• малыми геометрическими размерами;
• простотой компоновки и конструкции в целом;
• ремонтопригодностью и невысокой стоимостью при существенных диаметрах;
• возможность воспринимать значительные аксиальные нагрузки и механические, ударного характера;
• потери на преодоление трения при пусковых режимах работы у них существенно меньше;
• способны продолжать работу в штатном режиме при кратковременных проблемах с поступлением смазки;
• высокая пожарная безопасность и значительная надёжность против возникновения заеданий.

2. Увеличение угловых скоростей вращения валов, укомплектованных подшипниками качения, существенно уменьшает долговечность последних.

У рабочих элементов подшипников данного типа весьма незначительные, по площади, поверхности, что делает подобные опоры гораздо более жёсткими. Это, в свою очередь, влияет на шумность их работы и способствует возникновению вибрационных нагрузок, особенно при существенных частотах вращения. 

3. У подшипников качения кольца выполняются неразъёмными (цельными), что объясняет их непригодность для использования в отдельных узлах и механизмах (например, при монтаже на шейку коленвала).

Изделия данных типов не являются взаимозаменяемыми. Подшипник скольжения невозможно поменять на подшипник качения.

4. Принципиально возможно поменять подшипник скольжения на игольчатый, так как последние имеют меньшие внешние диаметры (по сравнению с роликоподшипниками либо шарикоподшипниками) и способны воспринимать существенные ударные нагрузки.

Поэтому, используя палец шатуна со значительной поверхностной прочностью, можно установить игольчатый подшипник, не имеющий внутреннего кольца. Что позволяет минимизировать габариты подшипникового узла.

5. Подшипники скольжения, в сравнении с изделиями качения, нуждаются в увеличенных расходах смазки.

Причём, смазочные материалы требуется подавать непрерывно. В противном случае высока вероятность перегрева подшипникового узла и его заклинивание.

6. Подшипники качения, в сравнении с изделиями противоположного типа, нуждаются (практически всегда) в меньшем расходе энергии.

Они гораздо удобнее в эксплуатации, не нуждаются в постоянном уходе (смазку можно осуществлять периодически), имеют меньший радиальный зазор (рабочий), отличаются значительной несущей способностью на единицу своей ширины. Для их производства расходуется гораздо меньше дорогостоящих цветных металлов.

Они более точные и не столь дорогие, так как стандартизация подшипников качения позволила наладить массовое централизованное производство. Эти изделия отличаются повышенной (по сравнению с подшипниками скольжения) пожарной безопасностью и стойкостью к возникновению заеданий (пример, переход, при производстве букс вагонов на роликоподшипники полностью устранил их возгорание).

Малая ширина обойм подшипников качения обеспечивает значительную компактность данных изделий. А это весьма важное преимущество при установке подшипников в устройствах со стеснёнными осевыми габаритами.  

Всё вышесказанное позволяет сделать вывод о том, что подшипники качения применяются в машиностроении и иных отраслях существенно чаще. В подавляющем большинстве случаев они полностью вытеснили, применявшиеся ранее, подшипники скольжения.