Подшипники скольжения по расположению подразделяют на две группы: щитовые (вмонтированные в щиты); вынесенные (стояковые). В большинстве случаев подшипники скольжения применяют для крупных машин и закрепляют на стояках. Щитовые подшипники встречаются в старых типах машин малой и средней мощности. Подшипники скольжения могут быть легко выполнены разъемными, что облегчает сборку крупных машин.
Большим преимуществом подшипников скольжения является бесшумность. Поэтому в современных микродвигателях их применяют в тех случаях, когда предъявляют высокие требования к уровню шума, например в двигателях для аппаратов магнитной записи.
В подшипниках скольжения шейка вала или цапфа 1 (рис. 1, а) охватывается втулкой (вкладышем). В щитовых подшипниках вкладыш обычно изготовляют цельным, в стояковых — разъемным, состоящим из двух половин — верхней 4 и нижней 2 с разъемом по горизонтальной плоскости. Для нормальной работы между цапфой и вкладышем должен быть определенный зазор 6, зависящий от диаметра цапфы, частоты вращения и нагрузки на подшипник.
Уменьшение трения между цапфой и вкладышем достигается созданием таких условий, при которых соприкасающиеся поверхности оказываются разделенными слоем смазки, т. е. работой в режиме жидкостного трения. Существуют два способа создания жидкостного трения: гидродинамический и гидростатический.
При гидродинамическом способе разделительный слой смазки образуется при вращении вала. Невращающаяся цапфа 1 соприкасается с поверхностью вкладыша. При трогании с места между ними возникает полусухое трение. С ростом частоты вращения масло 3 за счет вязкости затягивается в клиновой зазор между валом и вкладышем.
Рис. 1. Положение вала в подшипнике скольжения в покое (а) и при вращении (б)
В результате сжатия в смазочном слое возникает повышенное давление, которое приподнимает вал (рис. 1, б). Создается гидродинамическая поддерживающая сила, которая возрастает пропорционально вязкости масла и частоте вращения и уменьшается с увеличением зазора.
В гидростатических подшипниках масляный слой между трущимися поверхностями создается подводом масла под давлением от насоса в нижнюю точку, где цапфа соприкасается с вкладышем. Гидростатический способ позволяет уменьшить износ рабочих поверхностей в процессе пуска и останова машины. При определенном давлении и количестве подаваемого масла ротор поднимается и поддерживается масляной пленкой независимо от частоты вращения.
В стояковом подшипнике вкладыш 4 (рис. 2) устанавливают в специальное гнездо в верхней части чугунного стояка. Для удобства монтажа ротора машины вкладыш выполняется разъемным по горизонтальной плоскости. Верхняя его половина прижимается к нижней крышкой 3 с помощью болтов 5, ввинчиваемых в корпус стояка. Поверхность вкладыша, прилегающую к валу, заливают антифрикционным сплавом — баббитом. Вкладыш имеет кольцевой поясок 9 со сферической поверхностью, центр которой расположен на оси вала, благодаря чему вкладыш при перекосах свободно поворачивается вместе с шейкой вала. Такие подшипники называются самоустанавливающимися. Винт 7 стопорит вкладыш от поворота, входя в паз, расположенный в верхней его половине.
Масло заливают в камеру 10. Для наблюдения за его уровнем на стояке установлен маслоуказатель 2 со стеклянной трубкой, на которой имеются отметки верхнего и нижнего уровней. Слив масла производится через отверстие, закрытое резьбовой пробкой 1 с уплотнительной прокладкой. Подшипник крепится к фундаментной плите болтами, проходящими через отверстия 11. После окончательной сборки машины в отверстия 12 устанавливают конические штифты, фиксирующие положение стояка на плите. В плите предварительно просверливают отверстия, которые развертывают на конус вместе с отверстиями 12.
Масло к поверхностям трения подшипника подается кольцами 6, входящими в прорези на верхней половине вкладыша. В собранной машине кольца свободно лежат на шейке вала, нижние их части погружены в масло.
Рис. 2. Стояковый подшипник скольжения
При работе масло подается в прорези вращающимися кольцами и, растекаясь по продольным маслораспределяющим канавкам, попадает на внутренние поверхности вкладыша. Канавки не имеют выхода на торцовую поверхность вкладыша, чтобы не происходило выливания масла из рабочей зоны. С обеих сторон вкладыша расположены маслоулавливающие кольцевые проточки с дренажными отверстиями 8 для стока масла в камеру стояка. Для обеспечения свободного вращения кольца прорезь делают примерно в 1.5 раза шире кольца и такой глубины, чтобы кольцо ложилось на шейку вала.
Смазочные кольца при разъемных вкладышах делают составными для удобства сборки машины. Кольцо погружают в масло примерно па 0.2—0,25 его диаметра. Уменьшение уровня масла в процессе эксплуатации до известных пределов не влияет на его подачу в подшипник. В машинах постоянного тока кольца изготовляют из бронзы или латуни, так как стальные кольца могут намагнититься.
В некоторых случаях применяется дисковая подача смазки с помощью колец или дисков, устанавливаемых на вал по неподвижной посадке. Диск купается нижним краем в масле и при вращении подает его в верхнюю часть подшипника, где оно снимается специальными скребками и по каналам подается к поверхностям трения.
Рис. 3. Уплотнение подшипника скольжения
В высокооборотных машинах применяют циркуляционную смазку. При этом способе масло подается к трущимся поверхностям насосом под давлением. В реверсивных машинах масло подается в верхнюю точку вкладыша, в нереверсивных — в горизонтальную щель с таким расчетом, чтобы оно увлекалось при вращении в верхнюю половину вкладыша.
Существуют также и комбинированные способы смазки. Например, при циркуляционной смазке устанавливают дополнительно маслоподающие кольца. В крупных сильно нагруженных подшипниках применяют водяное охлаждение. Вода циркулирует по трубкам, залитым в толщу баббита.
Маслоулавливающие канавки на вкладыше не могут полностью исключить вытекание масла по валу из подшипника. Поэтому подшипники снабжают уплотняющими устройствами, прикрепляя, например, к торцовой поверхности вкладышей 3 (рис. 3) маслоотбойные кольца 2. На валу вытачивают канавки по форме колец и бортов 4. Масляная пленка, распространяющаяся вдоль вала по цапфе, не может перейти через борт, так как центробежные силы отбрасывают ее на больший диаметр. Брызги масла задерживаются кольцами 2, затем стекают в масляную камеру подшипника. В быстроходных машинах и машинах с циркуляционной смазкой подшипников в месте выхода вала из стояка ставится вторая ступень уплотнения— лабиринт 1. Щитовые подшипники скольжения обычно уплотняют фетровыми кольцами, установленными в канавки, проточенные в щите (месте выхода вала из подшипника).
