КУЛЬКОВІ vs РОЛИКОВІ

Кулькові та роликові підшипники - це дві основні категорії підшипників, які використовуються для підтримки обертання рухомих частин машин та механізмів. Основні відмінності між кульковими та роликовими підшипниками полягають у їхній конструкції та способу роботи. 

Кулькові підшипники мають тіло кочення круглу кульку, що дозволяє їм розподіляти навантаження рівномірно по всій поверхні. Кулькові підшипники зазвичай мають меншу вантажопідйомність, ніж роликові підшипники, але вони мають вищу точність та швидкість роботи.

Кулькові підшипники найчастіше використовуються в легких машинобудівних пристроях, таких як:

• верстати,
• електроінструменти,
• автомобільні комплектуючі та іграшки та безліч різних дрібниць. 

Роликові підшипники мають тілом кочення ролик циліндричної форми, що дозволяє їм підтримувати великі вантажі та забезпечувати високу стійкість до зносу. Роликові підшипники зазвичай мають меншу точність, ніж кулькові підшипники, але вони мають вищу вантажопідйомність та здатні працювати при великих навантаженнях та помірних швидкостях.

Роликові підшипники використовуються в багатьох важких машинобудівних пристроях, таких як:

• важкі верстати,
• сталеливарні стани,
• важкі промислові машини,
• залізничні колісні пари та редуктори,
• морський транспорт та ін. 

Ось декілька цікавих порівняльних прикладів: 

• Кулькові підшипники використовуються в автомобільних колесах, оскільки вони забезпечують точність керування та плавне кочення на дорозі.
• Роликові підшипники використовуються в залізничних вагонах, оскільки вони можуть підтримувати великі вантажі та працювати при високих швидкостях.
• У космічних апаратах використовуються кулькові підшипники, оскільки вони забезпечують точну орієнтацію та стійкість в умовах нульової гравітації.
• Роликові підшипники використовуються у літаках, оскільки вони можуть підтримувати великі навантаження та забезпечувати безпечну посадку при великих швидкостях.
• У медичному обладнанні використовуються кулькові підшипники для точної роботи при високих швидкостях, наприклад, в зуботехнічному обладнанні та офтальмологічних мікроскопах.
• Роликові підшипники використовуються в лікарських ліжках та інших пристроях для підтримки великих навантажень та забезпечення стійкості.
• Вітрогенератори використовують роликові підшипники, оскільки вони можуть підтримувати великі вантажі та працювати при високих швидкостях обертання.
• Кулькові підшипники використовуються в електричних моторах та інших пристроях з точною роботою. 

Отже, вибір між кульковими та роликовими підшипниками залежить від типу пристрою та потреб вантажопідйомності, точності та швидкості роботи. 

Розглянемо їхні технічні характеристики детальніше:

Елемент кочення підшипника - це складова частина підшипника, яка безпосередньо контактує зі шпилькою або валом, який обертається.

Основні типи елементів кочення підшипників включають: 

• Кульки, як елементи, що контактують з обома обоймами та сепаратором підшипника. Вони забезпечують високу швидкість роботи та мають невелике тертя, що дозволяє зменшувати енерговитрати. Кульки зазвичай виготовляють з хромової сталі, нержавіючої, високотемпературної сталі або кераміки. 
• Циліндричні ролики або валики: Роликові підшипники мають валики замість кульок, які контактують зі шпилькою або валом. Вони підходять для великих вантажів та високих швидкостей обертання, але мають більш високе тертя порівняно з кульковими підшипниками. 
• Конічні ролики: Конічні роликові підшипники мають конічні валики, які контактують зі шпилькою або валом. Вони забезпечують стійкість при великих вантажах та високих швидкостях обертання, але мають високі вимоги до точності установки. 
• Направляючі кільця: Направляючі кільця використовуються для забезпечення точної орієнтації елементів підшипників та забезпечення стійкості в умовах високих навантажень. Вони зазвичай виготовляють з високоякісної сталі. 

Кожен тип елементів кочення підшипників має свої переваги та недоліки, що залежать від конкретних умов експлуатації підшипника.

Наприклад, кулькові підшипники часто використовують у механізмах, що працюють з високою швидкістю та маленькими вантажами, тоді як роликові підшипники забезпечують стійкість при великих вантажах та високих швидкостях обертання. 

Крім того, на ефективність роботи підшипника мають вплив точність виготовлення елементів та наявність певних факторів, як от вібрації, температурного режиму, агресивні середовища та інші. 

Прикладами застосування різних типів підшипників можуть бути: 

• Кулькові підшипники використовуються в електричних моторах, вентиляційних системах, механізмах для розведення молока та інших пристроях з високою швидкістю обертання та маленькими вантажами. 
• Роликові підшипники застосовують у важких механізмах, таких як автомобільні двигуни, вагонетки промислових підйомників, кранах, зубчастих передачах та інших пристроях з великими вантажами та високими швидкостями обертання. 
• Конічні роликові підшипники зазвичай використовуються в механізмах з високими навантаженнями та великими кутами відхилення, таких як важкі гірничі установки, ступиці автомобілів та автомобілі вцілому, та інші пристрої зі складними кінематичними механізмами. 
• Шарнірі підшипники використовуються у конструкціях, де необхідно забезпечити точну орієнтацію вантажу та низький рівень шуму, таких як механізми обробки деревини, промислові роботи, аерокосмічна техніка та інші складні пристрої. 
• Сферичні підшипники застосовують у конструкціях, що працюють у складних умовах, таких як різноманітні зовнішні впливи, нестабільне кріплення та інші чинники, які можуть викликати деформацію механізму. 
• Голкові підшипники зазвичай використовуються в складних механізмах з високими навантаженнями, які працюють зі складними кінематичними механізмами. 

Отже, вибір типу елементів підшипників залежить від умов експлуатації конкретного механізму. Підшипники можуть мати різну точність виготовлення, варіювати за розміром та формою, матеріалом, з якого вони виготовлені, та багатьма іншими факторами. Вибір правильного типу підшипника допоможе забезпечити максимальну ефективність механізму та забезпечити довгу та надійну роботу під час експлуатації. 

Максимальне навантаження підшипника

Це максимальна величина навантаження, яку підшипник може витримати без пошкодження або втрати своїх властивостей. Це може бути визначено експериментально або розрахунковим шляхом в залежності від розміру, конструкції та матеріалу підшипника. 

Максимальне навантаження підшипника зазвичай включає в себе не тільки вертикальну, але і радіальну силу, а також момент, що створюється під час обертання. Ця величина дуже важлива для визначення, чи буде підшипник підходити для конкретного застосування в певній конструкції. 

При виборі підшипника необхідно враховувати не тільки максимальне навантаження, але і інші параметри, такі як швидкість обертання, довговічність, точність, маса та інші. Важливо вибрати підшипник, який витримає максимальне навантаження в конкретній конструкції та забезпечить максимальну ефективність роботи механізму.

Коефіцієнт тертя підшипника

Це величина, яка визначає величину опорної сили, необхідної для подолання тертя між елементами підшипника при руху одного елемента відносно іншого. Ця величина зазвичай виражається у відсотках і може залежати від різних факторів, таких як форма та розмір елементів підшипника, матеріал, з якого вони виготовлені, ступінь змащення та інші. 

Коефіцієнт тертя підшипника є важливою характеристикою, оскільки він впливає на ефективність роботи механізму, який використовує підшипник. Високий коефіцієнт тертя може призводити до зайвого зносу та швидкого вичерпання ресурсу підшипника, а також до збільшення енергоспоживання механізму. Тому підбір підшипника з низьким коефіцієнтом тертя є бажаним. 

Коефіцієнт тертя залежить від типу підшипника і може бути різним для кожного типу.

Наприклад: є кулькові підшипники зазвичай мають низький коефіцієнт тертя, тоді як роликові підшипники можуть мати вищий коефіцієнт тертя через більшу поверхню контакту між елементами. 

Максимальна швидкість підшипника

Це максимальна швидкість, яку може розвивати підшипник при певних умовах роботи. Це обмеження встановлюється через допустиму величину кінетичного тертя між елементами підшипника, яка може впливати на ефективність його роботи, тривалість служби та безпеку. 

Максимальна швидкість залежить від типу підшипника, розміру та конструкції елементів, матеріалу, з якого вони виготовлені, ступеня змащення та інших факторів.

Наприклад: роликові підшипники зазвичай мають нижчу максимальну швидкість, оскільки вони мають більшу поверхню контакту між елементами, що призводить до більшої кінетичної енергії, яка генерується при русі. З іншого боку, кулькові підшипники мають зазвичай вищу максимальну швидкість, оскільки вони мають меншу поверхню контакту між елементами. 

Максимальна швидкість може бути визначена експериментально або розрахунково з використанням формул, які враховують параметри підшипника та умови роботи. Важливо пам'ятати, що перевищення максимальної швидкості може призвести до підвищення тертя, нагрівання та зниження ефективності роботи підшипника, а також до його пошкодження та скорочення терміну служби, або поломки підшипникового вузла.