Подшипники: принципы работы, классификация и применение.

Введение

Механизм, ограничивающий относительное движение до желаемого и снижающий трение.

Подшипник – это элемент машины, который ограничивает относительное движение только желаемым образом и уменьшает трение между движущимися частями. Конструкция подшипника может, например, обеспечивать свободное линейное перемещение движущейся части или свободное вращение вокруг фиксированной оси; либо она может предотвращать движение, контролируя векторы нормальных сил, действующих на движущиеся части. Большинство подшипников облегчают желаемое движение, минимизируя трение. Подшипники классифицируются в основном по типу работы, допускаемым движениям или направлению нагрузок (сил), приложенных к деталям. Термин "подшипник" происходит от глагола "нести"; подшипник – это элемент машины, позволяющий одной детали поддерживать другую. Самые простые подшипники – это опорные поверхности, вырезанные или сформированные непосредственно в детали, с различной степенью контроля над формой, размером, шероховатостью и расположением поверхности. Другие подшипники – это отдельные устройства, устанавливаемые в машину или ее часть. Наиболее сложные подшипники, предназначенные для самых ответственных применений, являются высокоточными компонентами, требующими при производстве соблюдения самых высоких современных стандартов.

Типы подшипников

Ротационные подшипники удерживают вращающиеся компоненты, такие как валы или оси, в механических системах и передают осевые и радиальные нагрузки от источника нагрузки на поддерживающую конструкцию. Самая простая форма подшипника – гладкий подшипник – состоит из вала, вращающегося в отверстии. Для снижения трения используется смазка. Смазочные материалы могут быть в различных формах, включая жидкости, твердые вещества и газы. Выбор смазочного материала зависит от конкретного применения и таких факторов, как температура, нагрузка и скорость. В шариковых и роликовых подшипниках для уменьшения трения скольжения между обоймами или вкладышами подшипникового узла располагаются элементы качения, такие как ролики или шары с круглым поперечным сечением. Существует широкий спектр конструкций подшипников, позволяющих правильно соответствовать требованиям применения для обеспечения максимальной эффективности, надежности, долговечности и производительности.

История

Иногда предполагается, что изобретение подшипников, в виде деревянных роликов, поддерживающих или несущих перемещаемый объект, предшествует изобретению вращающегося колеса на гладком подшипнике; это является основой для предположений о том, что такие культуры, как древние египтяне, использовали подшипники в виде стволов деревьев под санями. Нет никаких доказательств в пользу этой последовательности технологического развития. Собственные рисунки египтян в гробнице Джехутихотепа показывают процесс перемещения массивных каменных блоков на санях с использованием смазанных жидкостью полозьев, которые представляли собой гладкие подшипники. Также имеются египетские рисунки гладких подшипников, используемых с ручными дрелями. Колёсные транспортные средства с гладкими подшипниками появились примерно между 5000 и 3000 годами до нашей эры. Леонардо да Винчи включил чертежи шариковых подшипников в конструкцию своего вертолета около 1500 года; это первое задокументированное использование подшипников в аэрокосмической конструкции. Однако Агостино Рамелли первым опубликовал эскизы роликовых и упорных подшипников. Проблема шариковых и роликовых подшипников заключается в том, что шарики или ролики трутся друг о друга, вызывая дополнительное трение. Это можно уменьшить, поместив каждый шарик или ролик в обойму. Подшипник с захваченными, или в обойме, шариками был впервые описан Галилеем в XVII веке. Первый практичный роликовый подшипник с обоймой был изобретен в середине 1740-х годов часовщиком Джоном Харрисоном для его морского хронометра H3. В этом хронометре подшипник с обоймой использовался только для очень ограниченного колебательного движения, но позже Харрисон применил аналогичную конструкцию подшипника с истинным вращательным движением в современном регуляторном хронометре. Первый патент на шариковые подшипники был выдан Филиппу Воану, британскому изобретателю и владельцу железоделательного завода в Кармартене в 1794 году. Его конструкция была первой современной конструкцией шарикового подшипника, в которой шарик катится по канавке в оси. Подшипники сыграли ключевую роль в зарождающейся промышленной революции, позволяя новым промышленным машинам работать эффективно. Например, они использовались для удержания узлов колеса и оси, что значительно снижало трение по сравнению с предыдущими конструкциями без подшипников. Первый патент на радиальный шариковый подшипник был выдан Жюлю Сюрире, парижскому велосипедному механику, 3 августа 1869 года. Затем подшипники были установлены на победный велосипед, на котором ехал Джеймс Мур в первой в мире велосипедной шоссейной гонке Париж-Руан в ноябре 1869 года. В 1883 году Фридрих Фишер, основатель FAG, разработал метод фрезеровки и шлифовки шаров одинакового размера и точной округлости с помощью подходящего производственного станка, что заложило основу для создания независимой подшипниковой промышленности. Его родной город Швайнфурт позже стал ведущим мировым центром производства шарикоподшипников. Современная, самоустанавливающаяся конструкция шарикового подшипника приписывается Свену Вингквисту из производителя шариковых подшипников SKF в 1907 году, когда ему был выдан шведский патент № 25406 на его конструкцию. Генри Тимкен, дальновидный изобретатель и новатор в производстве повозок, запатентовал конический роликовый подшипник в 1898 году. В следующем году он основал компанию для производства своих инноваций. Более чем за столетие компания выросла до производства подшипников всех типов, включая специальные стальные подшипники и широкий спектр сопутствующих продуктов и услуг. Эрих Франке изобрел и запатентовал подшипник с проволочной обоймой в 1934 году. Его акцент был сделан на конструкции подшипника с максимально возможным поперечным сечением, который можно было бы интегрировать в конструкцию корпуса. После Второй мировой войны он вместе с Герхардом Гейдрихом основал компанию Franke & Heydrich KG (сегодня Franke GmbH) для продвижения разработки и производства подшипников с проволочной обоймой. Обширные исследования Ричарда Стрибека по сталям для шариковых подшипников определили металлургию обычно используемого 100Cr6 (AISI 52100), показав коэффициент трения как функцию давления. Разработанный в 1968 году и запатентованный в 1972 году, соучредитель Bishop Wisecarver Бад Уайскарвер создал направляющие колеса с V-образным пазом, тип линейного подшипника, состоящий как из внешнего, так и из внутреннего V-образного угла 90 градусов. В начале 1980-х годов основатель Pacific Bearing Роберт Шрёдер изобрел первый двухматериальный гладкий подшипник, который был взаимозаменяем с линейными шариковыми подшипниками. Этот подшипник имел металлическую оболочку (алюминиевую, стальную или нержавеющую сталь) и слой материала на основе тефлона, соединенные тонким адгезивным слоем. Современные шариковые и роликовые подшипники используются во многих областях применения, включая вращающиеся компоненты. Примеры включают сверхскоростные подшипники в стоматологических бормашинах, аэрокосмические подшипники в марсоходе, подшипники коробки передач и колес в автомобилях, гибкие подшипники в системах оптического выравнивания и воздушные подшипники, используемые в координатно-измерительных машинах.

It is sometimes assumed that the invention of the rolling bearing, in the form of wooden rollers supporting– or bearing –an object being moved, predates the invention of a wheel rotating on a plain bearing; this underlies speculation that cultures such as the Ancient Egyptians used roller bearings in the form of tree trunks under sleds. There is no evidence for this sequence of technological development. The Egyptians' own drawings in the tomb of Djehutihotep show the process of moving massive stone blocks on sledges as using liquid lubricated runners which would constitute plain bearings. There are also Egyptian drawings of plain bearings used with hand drills. Wheeled vehicles using plain bearings emerged between about 5000 BC and 3000 BC. Leonardo da Vinci incorporated drawings of ball bearings in his design for a helicopter around the year 1500; this is the first recorded use of bearings in an aerospace design. However, Agostino Ramelli is the first to have published roller and thrust bearings sketches. An issue with the ball and roller bearings is that the balls or rollers rub against each other, causing additional friction. This can be reduced by enclosing each individual ball or roller within a cage. The captured, or caged, ball bearing was originally described by Galileo in the 17th century. The first practical caged roller bearing was invented in the mid 1740s by horologist John Harrison for his H3 marine timekeeper. In this timepiece, the caged bearing was only used for a very limited oscillating motion, but later on, Harrison applied a similar bearing design with a true rotational movement in a contemporaneous regulator clock. The first patent on ball bearings was awarded to Philip Vaughan, a British inventor and ironmaster in Carmarthen in 1794. His was the first modern ball bearing design, with the ball running along a groove in the axle assembly. Bearings played a pivotal role in the nascent Industrial Revolution, allowing the new industrial machinery to operate efficiently. For example, they were used for holding wheel and axle assemblies to greatly reduce friction compared to prior non bearing designs. The first patent for a radial style ball bearing was awarded to Jules Suriray, a Parisian bicycle mechanic, on 3 August 1869. The bearings were then fitted to the winning bicycle ridden by James Moore in the world's first bicycle road race, Paris Rouen, in November 1869. In 1883, Friedrich Fischer, founder of FAG, developed an approach for milling and grinding balls of equal size and exact roundness by means of a suitable production machine, which set the stage for the creation of an independent bearing industry. His hometown Schweinfurt later became a world leading center for ball bearing production. The modern, self aligning design of ball bearing is attributed to Sven Wingquist of the SKF ball bearing manufacturer in 1907 when he was awarded Swedish patent No. 25406 on its design. Henry Timken, a 19th century visionary and innovator in carriage manufacturing, patented the tapered roller bearing in 1898. The following year he formed a company to produce his innovation. Over a century, the company grew to make bearings of all types, including specialty steel bearings and an array of related products and services. Erich Franke invented and patented the wire race bearing in 1934. His focus was on a bearing design with a cross section as small as possible and which could be integrated into the enclosing design. After World War II, he founded with Gerhard Heydrich the company Franke & Heydrich KG (today Franke GmbH) to push the development and production of wire race bearings. Richard Stribeck's extensive research on ball bearing steels identified the metallurgy of the commonly used 100Cr6 (AISI 52100), showing coefficient of friction as a function of pressure. Designed in 1968 and later patented in 1972, Bishop Wisecarver's co founder Bud Wisecarver created vee groove bearing guide wheels, a type of linear motion bearing consisting of both an external and internal 90 degree vee angle. In the early 1980s, Pacific Bearing's founder, Robert Schroeder, invented the first bi material plain bearing that was interchangeable with linear ball bearings. This bearing had a metal shell (aluminum, steel or stainless steel) and a layer of Teflon based material connected by a thin adhesive layer. Today's ball and roller bearings are used in many applications, which include a rotating component. Examples include ultra high speed bearings in dental drills, aerospace bearings in the Mars Rover, gearbox and wheel bearings on automobiles, flexure bearings in optical alignment systems, and air bearings used in coordinate measuring machines.

Трещины

Снижение трения в подшипниках часто важно для повышения эффективности, уменьшения износа, обеспечения длительной работы на высоких скоростях, а также для предотвращения перегрева и преждевременного выхода из строя. В сущности, подшипник может снижать трение благодаря своей форме, материалу, введению и удержанию жидкости между поверхностями или разделению поверхностей электромагнитным полем. Форма: преимущества обычно достигаются за счет использования шаров или роликов, либо за счет создания упругих подшипников. Материал: использует свойства материала подшипника. (Например, применение пластиков с низким коэффициентом трения.) Жидкость: использует низкую вязкость слоя жидкости, например, смазки или среды под давлением, чтобы предотвратить контакт твердых частей, или уменьшить нормальную силу между ними. Поля: использует электромагнитные поля, такие как магнитные поля, для предотвращения контакта твердых частей. Давление воздуха: использует давление воздуха для предотвращения контакта твердых частей. Комбинации этих методов могут применяться даже в одном подшипнике. Например, когда клетка изготовлена из пластика и разделяет ролики/шарики, которые снижают трение за счет своей формы и качества обработки поверхности.

Нагрузки

Конструкция подшипника варьируется в зависимости от величины и направлений сил, необходимых для его поддержки. Силы могут быть преимущественно радиальными, осевыми (подшипники восприятия осевой нагрузки) или изгибающими моментами, перпендикулярными главной оси.

Скорости

Различные типы подшипников имеют различные пределы рабочих скоростей. Скорость обычно указывается как максимальная относительная скорость поверхности, часто в футах в секунду или метрах в секунду. Для вращающихся подшипников производительность обычно характеризуется произведением DN, где D — средний диаметр подшипника (часто в мм), а N — частота вращения в оборотах в минуту. Как правило, существует значительное перекрытие диапазонов скоростей между различными типами подшипников. Подшипники скольжения обычно работают только на более низких скоростях, подшипники качения — быстрее, затем подшипники гидродинамические и, наконец, магнитные подшипники, которые в конечном итоге ограничены центростремительной силой, превышающей прочность материала.

Играй .

Некоторые применения предусматривают воздействие на подшипник нагрузок, изменяющихся по направлению, и допускают лишь ограниченный люфт или "свободный ход" при изменении нагрузки. Одним из источников движения является зазор или "люфт" в подшипнике. Например, вал диаметром 10 мм в отверстии диаметром 12 мм имеет люфт 2 мм. Допустимый люфт значительно варьируется в зависимости от области применения. В качестве примера, колесо тачки воспринимает радиальные и осевые нагрузки. Осевые нагрузки могут достигать сотен ньютонов вправо или влево, и обычно допустимо, чтобы колесо колебалось на величину до 10 мм при изменяющейся нагрузке. В отличие от этого, токарный станок может позиционировать режущий инструмент с точностью до ±0,002 мм, используя шариковый винт, удерживаемый вращающимися подшипниками. Подшипники воспринимают осевые нагрузки в тысячи ньютонов в любом направлении и должны удерживать шариковый винт с точностью до ±0,002 мм во всем диапазоне нагрузок.

Жесткость

Жесткость – это величина изменения зазора при изменении нагрузки на подшипник, в отличие от трения в подшипнике. Вторым источником перемещения является упругость самого подшипника. Например, шарики в шариковом подшипнике подобны жесткой резине и под нагрузкой деформируются из сферической формы в слегка сплющенную. Также упруга и обойма, которая слегка деформируется в месте контакта с шариком. Жесткость подшипника определяет, как изменяется расстояние между деталями, разделенными подшипником, при приложении нагрузки. В подшипниках качения это связано с деформацией шариков и обойм. В жидкостных подшипниках это обусловлено изменением давления жидкости в зависимости от величины зазора (при правильной нагрузке жидкостные подшипники обычно жестче, чем подшипники качения).

Смазка

Некоторые подшипники используют густую смазку для смазки, которая вдавливается в зазоры между поверхностями подшипника, также известную как набивка. Смазка удерживается на месте пластиковой, кожаной или резиновой манжетой (также называемой сальником), которая покрывает внутренние и внешние кромки обоймы подшипника, чтобы предотвратить вытекание смазки. Подшипники могут также быть набиты другими материалами. Исторически, в железнодорожных вагонах использовались втулочные подшипники, набитые отходами или рыхлыми обрывками хлопкового или шерстяного волокна, пропитанными маслом, а позднее – цельными хлопковыми прокладками. Подшипники могут смазываться кольцевой маслёнкой – металлическим кольцом, свободно надеваемым на центральный вращающийся вал подшипника. Кольцо опускается в камеру, содержащую смазочное масло. При вращении подшипника вязкая адгезия поднимает масло вверх по кольцу и на вал, откуда масло проникает в подшипник для смазки. Излишки масла отбрасываются и снова собираются в резервуаре. Примитивной формой смазки является разбрызгивание. Некоторые машины имеют резервуар со смазочным материалом внизу, с шестернями, частично погруженными в жидкость, или шатунами, которые могут опускаться в резервуар во время работы устройства. Вращающиеся колеса разбрызгивают масло в воздух, а шатуны ударяют по поверхности масла, разбрызгивая его случайным образом по внутренним поверхностям двигателя. Некоторые небольшие двигатели внутреннего сгорания специально оснащены пластиковыми разбрызгивателями, которые случайным образом рассеивают масло внутри механизма. Для высокоскоростных и мощных машин потеря смазки может привести к быстрому нагреву и повреждению подшипников из-за трения. Кроме того, в загрязненной среде масло может загрязняться пылью или мусором, что увеличивает трение. В этих случаях свежая порция смазки может непрерывно подаваться на подшипник и все другие контактные поверхности, а излишки могут собираться для фильтрации, охлаждения и, возможно, повторного использования. Принудительная подача масла под давлением обычно используется в больших и сложных двигателях внутреннего сгорания в тех частях двигателя, куда не может попасть масло, разбрызгиваемое непосредственно, например, в верхние клапанные механизмы. Высокоскоростные турбокомпрессоры также обычно требуют системы подачи масла под давлением для охлаждения подшипников и предотвращения их выхода из строя из-за тепла от турбины. Композитные подшипники имеют самосмазывающуюся вкладыш из политетрафторэтилена (ПТФЭ) с ламинированной металлической основой. Вкладыш из ПТФЭ обеспечивает постоянное, контролируемое трение, а также долговечность, в то время как металлическая основа обеспечивает прочность композитного подшипника и способность выдерживать высокие нагрузки и напряжения на протяжении всего его длительного срока службы. Его конструкция также делает его легким – всего в одну десятую веса традиционного подшипника качения.

Some bearings use a thick grease for lubrication, which is pushed into the gaps between the bearing surfaces, also known as packing. The grease is held in place by a plastic, leather, or rubber gasket (also called a gland) that covers the inside and outside edges of the bearing race to keep the grease from escaping. Bearings may also be packed with other materials. Historically, the wheels on railroad cars used sleeve bearings packed with waste or loose scraps of cotton or wool fiber soaked in oil, then later used solid pads of cotton. Bearings can be lubricated by a ring oiler, a metal ring that rides loosely on the central rotating shaft of the bearing. The ring hangs down into a chamber containing lubricating oil. As the bearing rotates, viscous adhesion draws oil up the ring and onto the shaft, where the oil migrates into the bearing to lubricate it. Excess oil is flung off and collects in the pool again. A rudimentary form of lubrication is splash lubrication. Some machines contain a pool of lubricant in the bottom, with gears partially immersed in the liquid, or crank rods that can swing down into the pool as the device operates. The spinning wheels fling oil into the air around them, while the crank rods slap at the surface of the oil, splashing it randomly on the engine's interior surfaces. Some small internal combustion engines specifically contain special plastic flinger wheels which randomly scatter oil around the interior of the mechanism. For high speed and high power machines, a loss of lubricant can result in rapid bearing heating and damage due to friction. Also, in dirty environments, the oil can become contaminated with dust or debris, increasing friction. In these applications, a fresh supply of lubricant can be continuously supplied to the bearing and all other contact surfaces, and the excess can be collected for filtration, cooling, and possibly reuse. Pressure oiling is commonly used in large and complex internal combustion engines in parts of the engine where directly splashed oil cannot reach, such as up into overhead valve assemblies. High speed turbochargers also typically require a pressurized oil system to cool the bearings and keep them from burning up due to the heat from the turbine. Composite bearings are designed with a self lubricating polytetrafluorethylene (PTFE) liner with a laminated metal backing. The PTFE liner offers consistent, controlled friction as well as durability, whilst the metal backing ensures the composite bearing is robust and capable of withstanding high loads and stresses throughout its long life. Its design also makes it lightweight one tenth the weight of a traditional rolling element bearing.

Монтаж

Существует множество методов монтажа подшипников, как правило, основанных на посадке с натягом. При запрессовке или посадке с натягом подшипника в отверстие или на вал важно поддерживать очень точные размеры отверстия корпуса и наружного диаметра вала, что может потребовать одну или несколько операций развертывания, несколько торцевальных операций, а также сверления, нарезания резьбы и снятия фасок. В качестве альтернативы, посадка с натягом может быть достигнута с использованием эластичного стопорного кольца.

Срок службы

На срок службы подшипников влияет множество факторов, не контролируемых производителями подшипников. Например, монтаж подшипников, температура, воздействие внешней среды, чистота смазочных материалов и электрические токи, проходящие через подшипники. Высокочастотные ШИМ-инверторы могут индуцировать электрические токи в подшипнике, которые можно подавить с помощью ферритовых дросселей. Температура и рельеф микроповерхности определяют величину трения при контакте твердых деталей. Определенные элементы и поля уменьшают трение, одновременно увеличивая скорости. Прочность и подвижность помогают определить нагрузку, которую может выдержать подшипник. Факторы выравнивания могут играть разрушительную роль в износе, но их можно компенсировать с помощью компьютерного управления и типов подшипников, не создающих трения, таких как магнитная левитация или давление воздушного потока. Жидкостные и магнитные подшипники могут иметь практически неограниченный срок службы. На практике жидкостные подшипники поддерживают высокие нагрузки на гидроэлектростанциях, которые работают в непрерывном режиме с 1900 года и не показывают признаков износа. Срок службы подшипников качения определяется нагрузкой, температурой, техническим обслуживанием, смазкой, дефектами материала, загрязнением, обращением, установкой и другими факторами. Все эти факторы могут существенно влиять на срок службы подшипника. Например, срок службы подшипников в одном применении был значительно увеличен за счет изменения способа их хранения перед установкой и использованием, поскольку вибрация во время хранения вызывала разрушение смазки, даже если единственной нагрузкой на подшипник был его собственный вес; в результате часто возникают ложные выемки. Срок службы подшипников носит статистический характер: несколько образцов одного и того же подшипника часто демонстрируют распределение срока службы в виде кривой Гаусса, при этом у некоторых образцов срок службы значительно выше или ниже. Срок службы варьируется, поскольку микроскопическая структура и загрязнение сильно различаются, даже если макроскопически они кажутся идентичными. Подшипники часто специфицируются с указанием ресурса L10 (в США) или B10 (в других странах) – это время, в течение которого можно ожидать выхода из строя 10% подшипников в данном применении из-за классической усталости (а не по другим причинам, таким как недостаток смазки, неправильная установка и т.д.), или, альтернативно, время, в течение которого 90% подшипников все еще будут работать. Ресурс L10/B10 является теоретическим и может не соответствовать фактическому сроку службы подшипника. Подшипники также оцениваются по значению C0 (статическая нагрузка). Это базовая динамическая грузоподъемность, используемая в качестве ориентира, а не фактическое значение нагрузки. Для скользящих подшипников некоторые материалы имеют значительно больший срок службы, чем другие. Некоторые часов Джона Харрисона все еще работают спустя сотни лет благодаря использованию древесины лигнум вите в их конструкции, в то время как его металлические часы редко запускаются из-за потенциального износа. Гибкие подшипники опираются на упругие свойства материала. Гибкие подшипники многократно изгибают кусок материала. Некоторые материалы разрушаются после многократного изгиба, даже при небольших нагрузках, но тщательный выбор материала и конструкция подшипника могут обеспечить неограниченный срок службы гибкого подшипника. Хотя длительный срок службы подшипника часто желателен, иногда это не обязательно. Описывается подшипник для кислородного насоса ракетного двигателя, который проработал несколько часов, что значительно превышает необходимые несколько десятков минут. Многие подшипники требуют периодического обслуживания для предотвращения преждевременного выхода из строя, но другие требуют минимального обслуживания. К последним относятся различные виды полимерных, жидкостных и магнитных подшипников, а также подшипники качения, которые описываются терминами, такими как герметичный подшипник и подшипник, рассчитанный на весь срок службы. Они содержат уплотнения для защиты от грязи и удержания смазки. Они успешно работают во многих приложениях, обеспечивая бесперебойную работу. Некоторые приложения не могут эффективно использовать их. Негерметичные подшипники часто имеют штуцер для периодической смазки с помощью смазочного пистолета или масленку для периодического заполнения маслом. До 1970-х годов герметичные подшипники редко встречались на большинстве машин, и смазка и заливка масла были более распространенными операциями, чем сегодня. Например, шасси автомобилей раньше требовали "смазки" почти так же часто, как замена моторного масла, но сегодня шасси современных автомобилей в основном рассчитаны на весь срок службы. С конца 1700-х до середины 1900-х годов промышленность полагалась на множество рабочих, называемых масленщиками, для частой смазки машин маслом из леек. Современные станки обычно оснащены системами смазки, в которых центральный насос периодически подает масло или смазку из резервуара по смазочным линиям к различным точкам смазки на поверхностях подшипников, шейках подшипников, подшипниковых узлах и т.д. Время и количество таких циклов смазки контролируются компьютерной системой управления станка, такой как ПЛК или ЧПУ, а также функциями ручного управления при необходимости. Этот автоматизированный процесс используется во всех современных станках с ЧПУ и многих других промышленных станках. Аналогичные системы смазки также используются на неавтоматизированных станках, в этом случае имеется ручной насос, который оператор станка должен качать один раз в день (для станков, работающих постоянно) или один раз в неделю. Они называются одноходовыми системами из-за своего главного преимущества: одно нажатие на одну ручку для смазки всего станка, вместо дюжины нажатий на шприц или масленку в дюжине разных положений вокруг станка. Система смазки внутри современного автомобильного или грузового двигателя аналогична описанным выше системам смазки, за исключением того, что масло перекачивается непрерывно. Большая часть этого масла проходит через каналы, просверленные или отлитые в блоке двигателя и головках цилиндров, выходя через порты непосредственно на подшипники и разбрызгиваясь в другом месте для создания масляной ванны. Масляный насос просто качает постоянно, а избыток перекачиваемого масла непрерывно выходит через обратный клапан обратно в поддон. Многие подшипники в промышленных операциях с высоким циклом нуждаются в периодической смазке и очистке, и многие требуют периодической регулировки, например, регулировки предварительной нагрузки, для минимизации последствий износа. Срок службы подшипника часто увеличивается, когда подшипник поддерживается в чистоте и хорошо смазан. Однако многие приложения затрудняют надлежащее обслуживание. Одним из примеров является подшипник в конвейере дробилки, который постоянно подвергается воздействию твердых абразивных частиц. Очистка малоэффективна, поскольку она дорога, но подшипник снова загрязняется, как только конвейер возобновляет работу. Таким образом, хорошая программа обслуживания может часто смазывать подшипники, но не включать разборку для очистки. Частая смазка по своей природе обеспечивает ограниченный вид очистки, вытесняя старое (загрязненное) масло или смазку свежей порцией, которая сама собирает грязь перед тем, как ее вытеснит следующий цикл. Другой пример – подшипники в ветряных турбинах, что затрудняет обслуживание, поскольку гондола расположена высоко в воздухе в районах с сильным ветром. Кроме того, турбина не всегда работает и подвергается различным режимам работы в различных погодных условиях, что затрудняет правильную смазку.

The service life of the bearing is affected by many factors not controlled by the bearing manufacturers. For example, bearing mounting, temperature, exposure to external environment, lubricant cleanliness, and electrical currents through bearings. High frequency PWM inverters can induce electric currents in a bearing, which can be suppressed by the use of ferrite chokes. The temperature and terrain of the micro surface will determine the amount of friction by touching solid parts. Certain elements and fields reduce friction while increasing speeds. Strength and mobility help determine the load the bearing type can carry. Alignment factors can play a damaging role in wear and tear, yet overcome by computer aid signaling and non rubbing bearing types, such as magnetic levitation or air field pressure. Fluid and magnetic bearings can have practically indefinite service lives. In practice, fluid bearings support high loads in hydroelectric plants that have been in nearly continuous service since about 1900 and show no signs of wear. Rolling element bearing life is determined by load, temperature, maintenance, lubrication, material defects, contamination, handling, installation and other factors. These factors can all have a significant effect on bearing life. For example, the service life of bearings in one application was extended dramatically by changing how the bearings were stored before installation and use, as vibrations during storage caused lubricant failure even when the only load on the bearing was its own weight; the resulting damage is often false brinelling. Bearing life is statistical: several samples of a given bearing will often exhibit a bell curve of service life, with a few samples showing significantly better or worse life. Bearing life varies because microscopic structure and contamination vary greatly even where macroscopically they seem identical. Bearings are often specified to give an "L10" (US) or "B10" (elsewhere) life, the duration by which ten percent of the bearings in that application can be expected to have failed due to classical fatigue failure (and not any other mode of failure such as lubrication starvation, wrong mounting etc. ), or, alternatively, the duration at which ninety percent will still be operating. The L10/B10 life of the bearing is theoretical, and may not represent service life of the bearing. Bearings are also rated using the C0 (static loading) value. This is the basic load rating as a reference, and not an actual load value. For plain bearings, some materials give a much longer life than others. Some of the John Harrison clocks still operate after hundreds of years because of the lignum vitae wood employed in their construction, whereas his metal clocks are seldom run due to potential wear. Flexure bearings rely on elastic properties of a material. Flexure bearings bend a piece of material repeatedly. Some materials fail after repeated bending, even at low loads, but careful material selection and bearing design can make flexure bearing life indefinite. Although long bearing life is often desirable, it is sometimes not necessary. describes a bearing for a rocket motor oxygen pump that gave several hours life, far in excess of the several tens of minutes needed. Many bearings require periodic maintenance to prevent premature failure, but others require little maintenance. The latter include various kinds of polymer, fluid and magnetic bearings, as well as rolling element bearings that are described with terms including sealed bearing and sealed for life. These contain seals to keep the dirt out and the grease in. They work successfully in many applications, providing maintenance free operation. Some applications cannot use them effectively. Nonsealed bearings often have a grease fitting, for periodic lubrication with a grease gun, or an oil cup for periodic filling with oil. Before the 1970s, sealed bearings were not encountered on most machinery, and oiling and greasing were a more common activity than they are today. For example, automotive chassis used to require "lube jobs" nearly as often as engine oil changes, but today's car chassis are mostly sealed for life. From the late 1700s through the mid 1900s, industry relied on many workers called oilers to lubricate machinery frequently with oil cans. Factory machines today usually have lube systems, in which a central pump serves periodic charges of oil or grease from a reservoir through lube lines to the various lube points in the machine's bearing surfaces, bearing journals, pillow blocks, and so on. The timing and number of such lube cycles is controlled by the machine's computerized control, such as PLC or CNC, as well as by manual override functions when occasionally needed. This automated process is how all modern CNC machine tools and many other factory machines are lubricated. Similar lube systems are also used on nonautomated machines, in which case there is a hand pump that a machine operator is supposed to pump once daily (for machines in constant use) or once weekly. These are called one shot systems from their chief selling point: one pull on one handle to lube the whole machine, instead of a dozen pumps of an alemite gun or oil can in a dozen different positions around the machine. The oiling system inside a modern automotive or truck engine is similar in concept to the lube systems mentioned above, except that oil is pumped continuously. Much of this oil flows through passages drilled or cast into the engine block and cylinder heads, escaping through ports directly onto bearings and squirting elsewhere to provide an oil bath. The oil pump simply pumps constantly, and any excess pumped oil continuously escapes through a relief valve back into the sump. Many bearings in high cycle industrial operations need periodic lubrication and cleaning, and many require occasional adjustment, such as pre load adjustment, to minimize the effects of wear. Bearing life is often much better when the bearing is kept clean and well lubricated. However, many applications make good maintenance difficult. One example is bearings in the conveyor of a rock crusher are exposed continually to hard abrasive particles. Cleaning is of little use because cleaning is expensive, yet the bearing is contaminated again as soon as the conveyor resumes operation. Thus, a good maintenance program might lubricate the bearings frequently but not include any disassembly for cleaning. The frequent lubrication, by its nature, provides a limited kind of cleaning action by displacing older (grit filled) oil or grease with a fresh charge, which itself collects grit before being displaced by the next cycle. Another example are bearings in wind turbines, which makes maintenance difficult since the nacelle is placed high up in the air in strong wind areas. In addition, the turbine does not always run and is subjected to different operating behavior in different weather conditions, which makes proper lubrication a challenge.