Детали, поддерживающие шипы и шейки осей и валов, называются подшипниками. Различают подшипники скольжения и качения. К подшипникам скольжения относятся такие, у которых опорный участок вала (шип, шейка, пята) скользит по поверхности подшипника. В подшипниках качения основными элементами являются тела качения (шарики, ролики и др.), благодаря которым трение скольжения заменено трением качения. В подшипниках качения потери на трение меньше, чем в подшипниках скольжения.


Подшипники скольжения. В подшипниках скольжения возможны следующие виды трения:


* полусухое, характеризуемое недостаточным между трущимися поверхностями слоем смазки и в результате этого наибольшим износом и низким к. п. д. (0,1—0,25);
* полужидкостное, характеризуемое наличием тонкого слоя смазки, при котором происходит касание вершин неровностей трущихся пар, к. п. д. (0,05—0,1);
* жидкостное, характеризуемое наличием между трущимися поверхностями слоя смазки, исключающего контакт металла с металлом.


С увеличением скорости движения в подшипнике скольжения наблюдается переход из полусухого трения (в начале разгона) в полужидкостное трение (на средних оборотах) и в жидкостное трение (при номинальной скорости). Увеличение нагрузки или уменьшение скорости скольжения приводит к контактированию неровностей и образованию полужидкостного или полусухого трения. Естественно, что для увеличения срока службы подшипника необходимо, чтобы работа происходила в режиме жидкостного трения. Для возникновения жидкостного трения необходимо, чтобы выполнялись следующие условия: целесообразная форма русла, в котором движется смазочная жидкость; достаточная скорость движения поверхностей, чтобы в масляном слое создалось давление, способное уравновесить внешнюю нагрузку. Эта теория впервые была сформулирована проф. Н. П. Петровым в 1883 г., которая носит название гидродинамической теории смазки.


Сущность этой теории заключается в следующем. В состоянии покоя монтажные зазоры между трущимися поверхностями заполнены смазкой. При вращении вал увлекает за собой смазочную жидкость.


Вследствие накопления жидкости в клинообразном раструбе возникают гидродинамические усилия, которые поднимают вал и уравновешивают нагрузку, действующую на него. Смазка не только уменьшает трение, но и амортизирует динамические удары.


Подши́пник — изделие, являющееся частью опоры, которое поддерживает вал, ось или иную конструкцию, фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение, качание или линейное перемещение (для линейных подшипников) с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку на другие части конструкции.
Опора с упорным подшипником называется подпятником.

Основные параметры подшипников
* Максимальные динамическая и статическая нагрузка (радиальная и осевая).
* Максимальная скорость (оборотов в минуту для радиальных подшипников).
* Посадочные размеры.
* Класс точности подшипников.
* Требования к смазке.
* Ресурс подшипника до появления признаков усталости, в оборотах.
* Шумы подшипника




По принципу работы все подшипники можно разделить на несколько типов:
* подшипники качения;
* подшипники скольжения;
* газостатические подшипники;
* газодинамические подшипники;
* гидростатические подшипники;
* гидродинамические подшипники;
* магнитные подшипники.

Основные типы, которые применяются в машиностроении — это подшипники качения и подшипники скольжения.
Классификация подшипников качения осуществляется на основе следующих признаков:

По виду тел качения.
* Шариковые;
* Роликовые;

По типу воспринимаемой нагрузки.
* Радиальные;
* Радиально-упорные;
* Упорно-радиальные;
* Упорные;
* Линейные.

По числу рядов тел качения.
* Однорядные;
* Двухрядные;
* Многорядные.

Подшипник скольжения — опора или направляющая механизма или машины, в которой трение происходит при скольжении сопряжённых поверхностей. Радиальный подшипник скольжения представляет собой корпус, имеющий цилиндрическое отверстие, в которое вставляется вкладыш, или втулка из антифрикционного материала и смазывающее устройство. Между валом и отверстием втулки подшипника имеется зазор, заполненный смазочным материалом, который позволяет свободно вращаться валу. Расчёт зазора подшипника, работающего в режиме разделения поверхностей трения смазочным слоем, производится на основе гидродинамической теории смазки. При расчёте определяются: минимальная толщина смазочного слоя (измеряемая в мкм), давления в смазочном слое, температура и расход смазочных материалов. В зависимости от конструкции, окружной скорости цапфы, условий эксплуатации трение скольжение бывает сухим, граничным, жидкостным и газодинамическим. Однако даже подшипники с жидкостным трением при пуске проходят этап с граничным трением.

Смазка является одним из основных условий надёжной работы подшипника и обеспечивает: низкое трение, разделение подвижных частей, теплоотвод, защиту от вредного воздействия окружающей среды и может быть; жидкой (минеральные и синтетические масла, вода для не металлических подшипников), пластичной (на основе литиевого мыла и кальция сульфоната и др.), твёрдой (графит, дисульфид молибдена и др.) и газообразной (различные инертные газы, азот и др.). Наилучшие эксплуатационные свойства демонстрируют пористые самосмазывающиеся подшипники, изготовленные методом порошковой металлургии. При работе пористый самосмазывающийся подшипник, пропитанный маслом, нагревается и выделяет смазку из пор на рабочую скользящую поверхность, а в состоянии покоя остывает и впитывает смазку обратно в поры.

Антифрикционные материалы подшипников изготавливают из твёрдых сплавов (карбид вольфрама или карбид хрома методом порошковой металлургии либо высокоскоростным газопламенным напылением), баббитов и бронз, полимерных материалов, керамики, твёрдых пород дерева (железное дерево).

В зависимости от формы подшипникового отверстия подшипники скольжения разделяют на:

* одно- или многоповерхностные;
* со смещением поверхностей (по направлению вращения) или без (для сохранения возможности обратного вращения);
* со (или без) смещением центра (для конечной установки валов после монтажа).

По направлению восприятия нагрузки различают радиальные и осевые (упорные).

Подшипники качения состоят из двух колец, тел качения (различной формы) и сепаратора (некоторые типы подшипников могут быть без сепаратора), отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба — дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения.

В некоторых узлах машин в целях уменьшения габаритов, а также повышения точности и жесткости применяют так называемые совмещенные опоры: дорожки качения при этом выполняют непосредственно на валу или на поверхности корпусной детали.

Имеются подшипники качения, изготовленные без сепаратора. Такие подшипники имеют большое число тел качения и большую грузоподъемность. Однако предельные частоты вращения бессепараторных подшипников значительно ниже вследствие повышенных моментов сопротивления вращению.

Подшипники качения работают преимущественно на трении качения (имеются только небольшие потери на трение скольжения между сепаратором и телами качения) поэтому по сравнению с подшипниками скольжения снижаются потери энергии на трение и уменьшается износ. Закрытые подшипники качения (имеющие защитные крышки) практически не требуют обслуживания (замены смазки), открытые — чувствительны к попаданию инородных тел, что может привести к быстрому разрушению подшипника.

Нагружающие подшипник силы подразделяют на:

* радиальную, действующую в направлении, перпендикулярном оси подшипника.
* осевую, действующую в направлении, параллельном оси подшипника.