Создание конических, роликовых, игольчатых подшипников

Шарикоподшипники нельзя было использовать во всех решениях. Дальнейшие поиски привели к созданию конических, роликовых, игольчатых подшипников. В 1907 г. Свен Вингквист, молодой шведский инженер нарисовал эскиз первого на свете качающегося подшипника. После I Мировой войны начался процесс повсеместного вытеснения подшипников скольжения подшипниками качения. Этому способствовало появление ок. 1920 г. роликовых подшипников, которые могли переносить большие нагрузки. Вскоре появились новые их разновыдности: игольчатые подшипники, а позднее - конические. Большую роль в совершенствовании подшипников скольжения сыграли О. Рейнолдс и Н. П. Петров. Независимо от себя исследовали т. н. идродинамический эффект. Этот эффект заключался в том, что при достаточном количестве вращений вала, в масле автоматически вырабатывается давление, которое поддержывает вал без необходимости его стыкания с металлом подшипника. Изучение этого эффекта сделало возможным конструирование подшипников скольжения с очень малым трением. Позднее, для тихоходных машин или машин, имеющих тяжелый ротор, ввели гидростатические подшипники скольжения, где масло (под давлением) подается снаружи. Около 1945 г. благодаря металлокерамике появились безмасленые подшипники скольжения. Они состояли из пористого металла насыщенного смазкой или со сплава бронза/графит, которые в небольших машинах могут хорошо работать долгое время. В быстроходных центрифугах и гироскопах смаром является воздух (пневматический подшипник). Следующим новшеством, которое нашло широкое применение, являются гибридные подшипники. Обычно, увеличение прочности быстроходных подшипников происходит в результате применения желобчатых шариков или шариков с небольшой массой. Альтернативой для такого типа решений является соединение шарикоподшипника с гидростатическим подшипником. Реальный раздел нагрузки между шарикоподшипником и гидростатическим подшипником составляет 50%, что может причинить десятикратное увеличение прочности шарикоподшипника в отношении обычного шарикового подшипника, который работает в таких же условиях. В предложенном решении внешняя дорожка шарикоподшипника находится в стационарном корпусе. Внутренняя дорожка замонтирована на промежуточной втулке, которая может свободно оборачиватся относительно вала. В самом процессе производства подшипников есть много новшеств, которые позволяют на создание более точных, быстрых и недорогих решений. Одним из них есть технология уменьшения вращающегося момента, примером может быть разработаный железнодорожный подшипник с низким моментом вращения. Оказалось, что такое решение позволяет экономить много топлива. Однако наиболее важным переломом в проектировке подшипниковых узлов оказались компьютерные техники. Они позволяют анализировать подшипниковый узел практически в каждом отношении. Созданные с помощью компьютерных техник вертуальные подшипники могут быть тщательно проверены без необходимости приведения в действиe целого технологического процесса. Современные компьютерные программы позволяют ввести для вертуальных подшипников и подшипниковых узлов любые параметры- как внешние, так и внутренние. Таким методом был запроектирован микроподшипник для микроэлектроники, нп. в твердых дисках. Почти до конца XX века обычным материалом для подшипников была сталь, которая проходила очередные модификации, в зависимоти от требований. Однако, сталь навязывала конструкторам определенные рамки применений через свои основные свойства. К главным характеристикам надо отнести тепловую расширяемость, большую плотность, склонность к коррозии, электрическую и магнетическую проводимость и относительно большой коэффициент трения, даже при тщательной завершающей обработке. Материалом, который дал новые возможности, оказался нитрид кремния, один из керамических синтетиков. Поначалу, с керамического материала изготавливали только элементы качения. Идеальным примером этого могут быть гибридные быстроходные наклонные шарикоподшипники.Однако, уже через несколько лет конструкторы начали разработку подшипников, сопутствующие элементы которых состоят из керамических материалов (керамические подшипники), нп. однорядные быстроходные цилиндрические подшипники. Для сравнения, упомянутый керамический цилиндрический подшипник развивает почти 2-кратно большую скорость вращения чем его аналог из стали.

По материалам сайта www.impexmetal.com