История возникновения подшипника
Примитивные прототипы современного подшипника упрощали жизнь человека уже многие тысячи лет назад. О существовании трения человек знал еще с древнейших времен.
Об этом свидетельствует тот факт, что первобытный человек добывал огонь быстро вращая палку, тоесть уже тогда использовал метод трения, а позже начал высекать огонь с помощью ударов одного камня о другой (использовал переход кинетической энергии трения в тепловую). Это и сыграло главнейшую роль в истории возникновения подшипника и его дальнейшего совершенствования.
Самые первые примитивные подшипники скольжения впервые были найдены в раскопках, относящимся к эпохе неолита. В этот период люди начали осваивать действие трения, овладели умением сверлить отверстия в камне. Изготавливались так называемые "подшипники" из камня и использовались в различных прядильных веретенах и сверлильных приспособлениях. Позже начали использоваться в различных элементарных простейших конструкциях - мельничные камни, гончарный круг, колесница, арба. До изобретения колеса люди перемещали груз на санях, в которые запрягали людей или животных.
До того, как подшипник качения достиг формы похожей на современную, он прошел множество различных этапов совершенствования. До II века до н.э. для транспортировки грузов использовали обыкновенные бревна (т.н. ролики),которые, кстати, еще используют в наши дни, для транспортировки очень тяжелых предметов.
В 3000 году до н.э. было изобретено первое колесо, оно заменило скользящее движение на качение. В те времена в качестве смазки для уменьшения трения использовали масла растительного происхождения, у которых была низкая вязкость и склонность к высыханию. Намного лучше было применять животные жиры. Для смазки осей телеги использовали разные мази, полученные из смолы деревьев. На территориях, где были поверхностные вытекания нафты (каменное масло, нефть), мази получали путем продолжительного нагревания данного вещества.
Самая рання конструкция, которую можно назвать подшипником качения, была разработана греческим инженером в 330 г. до н.э.
Первый металлический подшипник качения был обнаружен в подпоре ветряка, построенного в 1780г. в Англии в Спровстоне, он сохранился и по сей день.
Переломным моментом в истории подшипников, является создание Фридрихом Фишером машины для шлифования стальных шариков, конструирование первого подшипникового велосипеда(1853г.), изобретение первого полностью автоматического фрезерного станка. Благодаря его изобретению стало возможным шлифование стальных закаленных шариков. Они наконец-то получили желаемую равномерную форму и триумфально вышли на мировой рынок.
Но, к сожалению, шариковые подшипники подходили не для всех инженерных решений. В 1907г. был нарисован первый эскиз первого в мире качающегося подшипника (создатель Свен Вингквист). В 1920г. появились роликовые подшипники. Они могли переносить тяжелейшие нагрузки. Через время появились новые разновидности - игольчатые, а вслед за ними конические подшипники. Важную роль в совершенствования подшипникового скольжения сыграли Н.Петров и О.Рейнолдс. Они исследовали гидродинамический эффект. Это сделало возможным создание подшипников скольжения с очень малым трением. Позже, для машин имеющих тяжелый ротор или тихоходных машин, ввели гидростатические подшипники.
В 1945г. появились безмаслянные подшипники. Они состояли из сплава бронзы и графита или из пористого металла насыщенного смазкой. Следующим открытием стали гибридные подшипники.
Важным моментом в проектировании подшипников стала компьютерная техника, которая анализирует подшипниковый узел во всех отношениях.
Практически до конца ХХ века материалом для подшипников, в основном, была сталь. Но своими характерными свойствами, она навязывала конструкторам определенные рамки применения. К основным особенностям стали можно отнести: склонность к эрозии, тепловая расширяемость, магнетическую и электрическая проводимость, большая плотность, большой коэффициент трения, даже при самой тщательной завершающей обработке. Новым шагом в развитии стало появление нового материала - нитрид кремния (один из керамических синтетиков). Вначале из него изготавливали только элементы качения. Но уже через несколько лет стали разрабатывать подшипники, составляющие части которых изготовлены из керамических материалов (пример - однорядные быстроходные цилиндрические подшипники). Керамический цилиндрический подшипник развивает почти двукратно большую скорость вращения, чем его аналог.
