Виды втулок
Втулка — самый простой подшипник из существующих: гильза между валом и корпусом, позволяющая одному вращаться или скользить в другом. За этой простотой скрывается целый ряд форм, материалов и схем смазки, и каждый вариант — правильный ответ для своего узла. На этой странице весь ряд разложен по полкам.
В машиностроении втулка (втулка скольжения, подшипник скольжения) — это цилиндрический вкладыш, несущий вал или палец на поверхности скольжения, без тел качения. Втулки классифицируют по трём признакам: по форме (цилиндрические, фланцевые, упорные шайбы, свёртные, сферические), по материалу (литая, спечённая, свёртная бронза и бронза с графитовыми вставками, биметалл, композит с PTFE, композит с POM, закалённая сталь, цельный пластик) и по способу смазки (консистентная или масляная, самосмазывающиеся, работа всухую).
- Форма определяет, как втулка закреплена и какие нагрузки несёт: только радиальную (цилиндрическая), радиальную плюс фиксацию (фланцевая), осевую (упорная шайба)
- Материал определяет нагрузку, скорость и температуру: от 14 Н/мм² у спечённой бронзы до 250 Н/мм² у композита с PTFE и закалённой стали
- Смазка определяет обслуживание: бронза и сталь с консистентной смазкой, биметалл с подводом масла, самосмазывающиеся спечённые, с графитовыми вставками и с PTFE
- «Втулка вала», «втулка скольжения», «подшипник скольжения», «гильза» и «опора вала» описывают одну и ту же деталь с разных сторон
Что такое втулка
Втулка — это подшипник скольжения: гильза из антифрикционного материала, запрессованная в корпус, чтобы вал или палец мог в ней вращаться, качаться или скользить с малым трением и контролируемым износом. Нагрузку она несёт на поверхности скольжения — через плёнку смазки или самосмазывающийся материал между деталями, тогда как подшипник качения передаёт её через шарики или ролики. Подвижных частей нет, поэтому втулка компактна, бесшумна, дёшева, терпима к ударам и грязи и легко заменяется — вот почему почти в любой машине втулок больше, чем шарикоподшипников.
Термины пересекаются. «Втулка» и «гильза» подчёркивают форму, «подшипник скольжения» — отсутствие тел качения, «опора вала» или «радиальный подшипник» — вращающийся вал, который она держит, «втулка вала» или «втулка пальца» — деталь, по которой она работает; в разговорной речи встречается и калька «бушинг». Всё это одна и та же деталь.
Виды по форме
Форму выбирают по тому, как втулка удерживается в корпусе и какие нагрузки должна нести.
| Тип | Описание | Несёт | Типичное применение |
|---|---|---|---|
| Цилиндрическая (гладкая) втулка | Простой цилиндр, запрессованный в сквозное отверстие | Радиальную нагрузку | Вариант по умолчанию: пальцы, валы, шарниры повсюду |
| Фланцевая втулка | Гильза с буртиком на одном конце | Радиальную нагрузку + осевую фиксацию, небольшую осевую силу | Глухие и листовые корпуса, осевая нагрузка в одном направлении |
| Упорная шайба | Плоское кольцо | Только осевую нагрузку | Рядом с цилиндрической втулкой там, где вал давит вбок |
| Свёртная втулка (со стыком) | Свёрнута из ленты, стык встык | Радиальную нагрузку | Серийное производство: биметалл, свёртная бронза, композит |
| Сферическая втулка | Шаровая наружная поверхность в ответном гнезде | Радиальную нагрузку при перекосе | Малые двигатели, рычажные механизмы, шарнирные наконечники |
| Ступенчатая, с буртиком | Два наружных или внутренних диаметра | Радиальную + фиксацию | По чертежу: одна деталь вместо двух |
| Пластина / лента скольжения | Плоская или изогнутая поверхность скольжения | Нагрузку при скольжении | Салазки, направляющие, облицовки |
Виды по материалу
Материал выбирают по удельной нагрузке (сила ÷ внутренний диаметр × длина), скорости скольжения, температуре и доступной смазке. В таблице — материалы, которые производит Bushing MFG, с их основными пределами; каждому посвящена отдельная страница.
| Материал | Конструкция | Нагрузка | Скорость | Температура | Смазка |
|---|---|---|---|---|---|
| Литая бронза (серия JBM-600, C93200 и др.) | Обработка из непрерывнолитого прутка | 45 Н/мм² статически, 25 в движении | 0,5 м/с со смазкой | от −40 до +250 °C | Консистентная или масло |
| Свёртная бронза (JBM-090 / 092, CuSn8) | Свёрнута из ленты, смазочные карманы | 120 Н/мм² статически, 40 динамически | Низкая | до 250 °C | Консистентная |
| Спечённая бронза (JBM-700) | Прессованный порошок, пропитка маслом | ≈ 14 Н/мм² длительно | до 6 м/с при малой нагрузке | от −10 до +90 °C | Собственная (масло в порах) |
| Бронза с графитовыми вставками (JBM-650) | Литая бронза со вставками твёрдой смазки | 50–100 Н/мм² | 0,5 м/с всухую | от −40 до +400 °C | Собственная (вставки) |
| Биметалл (JBM-800) | Стальная основа, спечённый слой CuPb10Sn10 | 150 Н/мм² динамически | 3,5 м/с консистентная, 8 м/с масло | до 250 °C в масле | Консистентная или масло |
| Композит с PTFE (JBM-10) | Стальная основа, бронза, слой PTFE | 250 Н/мм² статически | 2 м/с всухую | от −195 до +280 °C | Не требуется (всухую) |
| Композит с POM (JBM-20) | Стальная основа, бронза, слой POM с карманами | 250 Н/мм² статически, 140 динамически | 2,5 м/с в масле | от −40 до +130 °C | Консистентная при сборке |
| Закалённая сталь (JBM-ST) | Термообработанная стальная гильза, 58–62 HRC | 250 Н/мм² | 0,1 м/с | от −100 до +350 °C | Консистентная |
| Цельный пластик (серия JBM-30: POM, полиамид, СВМПЭ, PTFE) | Литой или обработанный полимер | Низкая | Низкая | до ≈ 80–100 °C | Без смазки или консистентная |
Основные пределы; каждый из них — отдельный предел, а не одна рабочая точка. Полные данные — на страницах продукции.
Виды по способу смазки
Втулки с консистентной или масляной смазкой (литая бронза, свёртная бронза, биметалл, закалённая сталь) несут наибольшую нагрузку при своих размерах, но требуют подвода смазки: пресс-маслёнки и регламента обслуживания либо подачи масла. Самосмазывающиеся втулки несут смазку в себе: масло в порах спечённой бронзы, твёрдую смазку во вставках графитовой бронзы, PTFE в рабочем слое композитной втулки. Втулки для работы всухую — это те же самосмазывающиеся типы, применяемые без какой-либо дополнительной смазки.
Этот выбор — вопрос обслуживания не меньше, чем инженерный расчёт. Бронзовая втулка под консистентную смазку в шарнире, который никто не шприцует, выйдет из строя раньше самосмазывающейся, рассчитанной на вдвое меньшую нагрузку.
Как выбрать
Четыре вопроса сужают выбор до одного-двух кандидатов.
- Можно ли смазывать узел в эксплуатации?. Да: бронза, биметалл или сталь. Нет: спечённая бронза (лёгкий режим), композит с PTFE (умеренная нагрузка, широкий диапазон температур), графитовая бронза (тяжёлый режим, нагрев).
- Какова удельная нагрузка?. Сила ÷ (внутренний диаметр × длина). До 15 Н/мм²: спечённая бронза или пластик. 15–50: литая бронза, композит с PTFE. 50–150: биметалл, свёртная бронза, графитовая бронза. Свыше 150 при очень малой скорости: закалённая сталь, композит с PTFE статически.
- Как быстро и как горячо?. Быстро в масле: биметалл. Быстро всухую: композит с PTFE до 2 м/с. Горячо: графитовая бронза до 400 °C, композит с PTFE до 280 °C, сталь до 350 °C. Холод: композит с PTFE до −195 °C.
- Какую форму задаёт корпус?. Сквозное отверстие: цилиндрическая. Глухой или тонкостенный корпус либо осевая сила: фланцевая. Осевая нагрузка: упорная шайба. Перекос: сферическая или более короткая цилиндрическая.
Часто задаваемые вопросы
Что такое втулка в машиностроении?
Цилиндрический подшипник скольжения, запрессованный в корпус, чтобы вал или палец мог вращаться, качаться или скользить в нём по смазываемой или самосмазывающейся поверхности. Несёт нагрузку без тел качения.
Чем втулка отличается от подшипника скольжения?
Ничем. Втулка скольжения, подшипник скольжения, гильза и «бушинг» — одна и та же деталь, названная по форме, принципу работы или по привычке отрасли.
Какие основные виды втулок?
По форме: цилиндрические, фланцевые, упорные шайбы, свёртные, сферические. По материалу: литая, свёртная, спечённая бронза и бронза с графитовыми вставками, биметалл, композиты с PTFE и POM, закалённая сталь, пластик. По смазке: с консистентной или масляной смазкой, самосмазывающиеся, для работы всухую.
Какая втулка несёт наибольшую нагрузку?
Втулки из закалённой стали и композита с PTFE — 250 Н/мм² статически, за ними биметалл — 150 Н/мм² динамически. Литая бронза несёт 45 Н/мм² статически, зато изготавливается любого размера.
Что такое втулка вала?
Втулка, названная по валу, который она несёт, а не по корпусу, в котором сидит; та же втулка скольжения. Для оси шарнира аналогичный термин — втулка пальца.
Не уверены, какая втулка нужна? Опишите узел.
Размеры, нагрузка, скорость, смазка и условия среды: инженеры в течение 12 часов пришлют предложение по материалу и КП. Бесплатные образцы, без минимального заказа.