Подразделяются на гидродинамические (ГДП), гидростатические

(ГСП) и гидростатодинамические (ГСДП).

Работа ГДП, которые ранее назывались подшипниками жидкостного трения (ПЖТ), основывается на гидродинамическом эффекте – при вращении цапфы-вкладыша 1 между нею и втулкой вкладышем 2 благодаря адгезии и вязкости масло из зазора не выдавливается, а втягивается, образуя т.н. гидродинамический клин (рис.6.3).

Рисунок 6.3 − Принцип работы ГДП

Цапфа 1 «всплывает» и трение становится жидкостным, т.к. благодаря высокой точности обработки (по1 классу) и чистоте поверхностей (по 10÷12) классу цапфы и втулки минимальный зазор h_min=50÷200 мкм достаточен для разделения трущихся поверхностей. На рис.6.3 показана эпюра давления масла в гидродинамическом клине. Масло подается в ГДП по специальному «карману» под давлением 0,1−0,2 МПа и посредством такого же «кармана» удаляется из подшипника.

Сопротивление вращению цапфы 1 оказывают только силы вязкого трения масла, поэтому коэффициент трения минимален и равен f = 0,001÷0,005, причем он уменьшается с ростом частоты вращения, тогда как грузоподъемность подшипника растет. Грузоподъемность также увеличивается при увеличении диаметра подшипника и повышении вязкости масла. Последнее, однако, ведет к увеличению выделения тепла, следовательно, создает проблемы с охлаждением. Повысить грузоподъемность ГДП можно и за счет уменьшения h_min, что требует повышения точности обработки втулок.

Износа трущихся поверхностей практически нет, поэтому при правильной эксплуатации долговечность ГДП составляет 10÷20 лет. Важными достоинствами ГДП являются их способность работать при высоких скоростях и демпфировать ударные нагрузки. Недостатками ГДП являются необходимость в маслостанции для централизованной подачи жидкой смазки и зависимость грузоподъемности от частоты вращения. Поэтому на реверсивных станах ГДП имеют ограниченное применение (только в опорных валках, где из-за большого диаметра масляная пленка не успевает исчезать при реверсе). На станах точной прокатки создает проблемы эффект «всплытия шеек» при увеличении скорости прокатки. Кроме того, ГДП не воспринимают осевую нагрузку и поэтому опору приходится снабжать дополнительным радиально-упорным подшипником качения.

Применяются ГДП в основном в чистовых клетях непрерывных станов.

Гидростатические подшипники  применяются в узлах машин с настолько малыми частотами вращения, при которых гидродинамический клин не образуется. Поэтому в ГСП уравновешивание внешней нагрузки происходит за счет подачи масла под высоким давлением (около 50 МПа) в специальные углубления 1в втулке-цапфе (рис.6.4). В опорах прокатных валков эти подшипники применения не нашли, в

отличие от ГСДП, являющихся комбинацией ГДП и ГСП.

Рисунок 6.4 − Схема гидростатического подшипника

У ГСДП смазка под высоким давлением подается только в переходных режимах (пуска и остановки), когда несущая способность масляного клина недостаточна. В установившемся режиме подача масла в углубления 1 (рис.6.4) прекращается и подшипник работает как ГДП. Углубления 1 выполнены в виде узких канавок на дуге ≈ 40⁰, что незначительно уменьшает опорную площадь масляного клина. Единственный недостаток этих подшипников – сложность и дороговизна гидроаппаратуры на высокие давления.

Лекция № 7