Федеральный профессиональный конкурс для работников образовательных организаций

«Лучшая методическая разработка конспекта урока, при реализации современных образовательных стандартов»

Тема: Подшипники скольжения

Авторы: Богомазова С.В., преподаватель спец. дисциплин ГАПОУ «Городецкий Губернский колледж»

Волкова Е.В., преподаватель спец. дисциплин ГАПОУ «Городецкий Губернский колледж»

2026 г.

 

Тема урока: «Подшипники скольжения»

 

 

Тип урока: бинарный урок, урок сообщения новых знаний (ОП.02 Механика, ОП.07 Материаловедение)

Образовательная цель: сформировать комплекс знаний и практических навыков в области механики;   закрепить   знания   обучающихся   по   механическим свойствам металлов

Развивающая цель: содействовать систематизации и развитию умений применять полученные знания в нестандартных ситуациях; способствовать формированию умения применять приемы и понятия одной области знания – механика – на примерах из другой области – материаловедения.

Воспитывающая цель: способствовать формированию знаний в области технологии эксплуатации деталей машин; воспитывать активность, собранность на уроке, техническую грамотность, умение логически правильно и технически грамотно излагать свои мысли.

Материально-техническое оснащение:

• мультимедиа проектор;
• компьютер;
• презентация;
• видео «Эволюция подшипников», «Вопросы для закрепления нового материала»;
• детали судового   дизеля:   подшипники   скольжения,   узлы с            подшипниками, коленвал.

Метод проведения урока: лекция с элементами поисковой работы.

Время проведения — 45 минут

Межпредметные связи: физика, химия, материаловедение, механика.

 

Ход урока:

 

1. Организационный момент

а) проверить отсутствующих на уроке,

б) подготовить обучающихся к восприятию нового материала.

 

 

Вступительная часть

Уважаемые студенты, сегодня у нас с Вами необычный урок. На нем интересным образом переплетутся две общепрофессиональные дисциплины: материаловедение и механика. Что их объединило, вы сейчас поймете, и надеюсь, это вас активизирует на нашем сегодняшнем уроке.

Итак, тема урока: «Подшипники скольжения». Внимание на экран.

 

 

2. Актуализация знаний: просмотр видео «Эволюция подшипников».

Вопросы обучающимся:

1. Из какого материала были изготовлены первые прототипы подшипников, отвечающие за вращение поворотных платформ кораблей, построенных по приказу римского императора Гай Юлия Цесаря Августа Германика?
2. Кто и когда впервые предложил современную схему подшипника?
3. Назовите современные типы и виды подшипников, о которых шла речь в видео
4. В видео прозвучала информация, что первый металлический подшипник качения был установлен в 1780 году в Англии в опоре ветряка. В то же время первые прообразы подшипников появились и в России. Например, в 1791 году известный русский изобретатель применил в трёхколёсной самокатной коляске прототипы дисковых подшипников. Назовите имя этого изобретателя.

Переходим к изучению нового материала. Конспект урока выполняете в рабочих листах.

 

3.   Изложение нового материала

Раздел      «Механика»:      объяснение       нового      материала сопровождается демонстрацией деталей судового ДВС.

Когда мы слышим слово «подшипники», сразу представляем машины, станки и другой тяжелый металл.

Вопрос обучающимся: Знаете ли вы, что эти маленькие детали находят применение в самых неожиданных местах? Я думаю, что вы мне ответите.

Ответ:

• Аттракционы: Ощущение плавного полета на колесе обозрения или бешеного вращения на каруселях невозможно без подшипников. Именно они позволяют механизмам двигаться мягко и безопасно.
• Качели, которые способны делать «солнышко», то есть делать полный осевой оборот, имеется два подшипника.
• Чемоданы: если ваш чемодан с легкостью катится по аэропорту, благодарите подшипники в колесах. Без них путешествия были бы куда сложнее.
• Музыкальные инструменты: в роялях подшипники используют для плавного открывания крышки и механики педалей. Это помогает музыкантам сосредоточиться только на звуке.
• На скорость скейтбордов влияют именно подшипники, которые устанавливаются по паре на каждое колесико.
• Часы: В некоторых часовых механизмах подшипники обеспечивают точность хода и долговечность работы.
• В катушке рыболовного спиннинга применяется не менее 4-х подшипников.
• Велосипед практически «напичкан» различными подшипниками: от педалей и до рулевой колонки.

В итоге мы можем сделать вывод: подшипники — это не просто про технику, а про комфорт, плавность и даже творчество! Слово «подшипник» образовано от корня

«шип» и приставки «под».

Вопрос обучающимся: Вспомните, что такое шип?

 

Ответ: Это деталь, расположенная «под шипом» опорного вала или вращающегося элемента конструкции.

Согласно словарю Даля, «подшипником» в различных механизмах называют часть подушки, на которую опирается шип вала или оси, а также упорную подкладку, на которой вращается ось.

По виду трения различают (по принципу работы):

• опоры (подшипники скольжения).
• опоры (подшипники качения).

Сегодня мы остановимся на подшипниках скольжения.

Простейшим подшипником скольжения является отверстие, расточенное непосредственно в корпусе машины, в которое обычно вставляют втулку (вкладыш) из антифрикционного материала. Цапфа вала скользит по опорной поверхности.

Подшипник скольжения может испытывать радиальные, упорные и радиально- упорные нагрузки:

• радиальные — воспринимают нагрузки, направленные перпендикулярно к оси вала.
• упорные — воспринимают только осевые нагрузки, параллельные оси вала.
• радиально-упорные — воспринимают как радиальные, так и упорные нагрузки. Подшипник скольжения                      –    это              опора,            использующая   трение    скольжения                      по контактным поверхностям.

Существует много конструкций подшипников скольжения, которые подразделяются на два вида: неразъемные и разъемные.

Неразъемный подшипник состоит из корпуса и втулки, которая может быть неподвижно закреплена в корпусе подшипника или свободно заложена в него. Неразъемные подшипники используют главным образом в тихоходных машинах, приборах и т.д. Их основные преимущества – это простота конструкции.

Давайте рассмотрим подшипники скольжения в судовых узлах и деталях. Например, шатунно-поршневая группа. Верхняя головка шатуна, в которой имеется отверстие с запрессованной втулкой, является верхним шатунным подшипником скольжения.               В                         подшипнике            скольжения    перемещается                         поршневой              палец,

 

воспринимая радиальную нагрузку. Упорную нагрузку воспринимают установочные подшипники, которые предотвращают осевое смещение коленвала.

Разъемный подшипник состоит из основания и крышки корпуса, разъемного вкладыша, смазочного устройства и болтового или шпилечного соединения основания с крышкой.

Разъемные подшипники значительно облегчают сборку и являются незаменимыми для конструкций с коленчатыми валами. Примером такого подшипника может быть опять же КШМ. Нижняя головка шатуна со стальными вкладышами – это нижний шатунный подшипник, который работает в сборе с шатунной шейкой коленвала. Воспринимаемая нагрузка в данном узле также радиальная.

Вопрос обучающимся: Что является критерием работоспособности подшипников скольжения?

Ответ: Критерием работоспособности подшипников скольжения является износостойкость трущейся пары, а работа сил трения в подшипнике преобразуется в тепло.

Вопрос обучающимся: Назовите еще один критерий работоспособности.

Ответ: Теплостойкость.

Вопрос обучающимся: Чем обеспечиваются эти критерии?

Ответ: Режимом смазки.

В подшипниках скольжения может быть полужидкостная и жидкостная смазка, переходящая последовательно одна в другую по мере возрастания угловой скорости вала от нуля до определенного значения. Вращающийся вал увлекает смазочный материал   в   клиновой   зазор   между   цапфой   и   вкладышем                                                                                                              и создает гидродинамическую подъемную силу, вследствие которой цапфа всплывает   по мере увеличения скорости. В период пуска, когда скорость скольжения мала, большая часть поверхности трения разделена тонкой масляной пленкой. Для подвода и сохранения масла в подшипнике используют кольцевые канавки.

Также подшипники скольжения могут испытывать толчки, удары и вибрационные нагрузки при эксплуатации. Их нормальная работа зависит от ряда факторов:

 

нагрузки, скорости, смазки, температуры и вязкости масел. И, конечно, материала, из которого подшипники изготовлены.

 

Раздел «Материаловедение»: объяснение материала сопровождается демонстрацией подшипников скольжения судового дизеля.

Наиболее ответственной деталью подшипника является вкладыш, непосредственно воспринимающий нагрузку, передаваемую цапфой.

Вопрос обучающимся: Как вы считаете, какие требования предъявляются к материалам для изготовления вкладыша подшипника скольжения, исходя из предстоящих условий его эксплуатации?

Ответ: Это материал должен обладать достаточной износостойкостью, теплопроводностью, иметь высокие механические характеристики и особенно высокую сопротивляемость хрупкому разрушению при действии ударных нагрузок, а также малым коэффициентом трения или хорошими антифрикционными свойствами.

Вопрос обучающимся: Знаете ли вы материалы, подходящие под данные требования?

Ответ: Антифрикционный чугун, например.

Антифрикционные материалы, применяемые для изготовления вкладышей, по химическому составу подразделяют на несколько групп:

• металлические – самые многочисленные – (серый и ковкий антифрикционный чугун, бронза, латунь, сплавы на основе олова и свинца, т.н. баббиты);
• неметаллические (пластмассы, твердые породы дерева, резина);
• металлокерамические.

Сегодня мы с вами рассмотрим материалы, применяемые для изготовления вкладышей подшипников судовых дизелей, работающих в условиях больших нагрузок, высоких температур и постоянной вибрации.

Вкладыши подшипников судовых дизелей состоят из двух основных элементов: основы и антифрикционного слоя. Каждый из них выполняет свою роль в

 

обеспечении надежной работы подшипника. Основа обеспечивает механическую прочность вкладыша, удерживая антифрикционный слой и воспринимая нагрузки.

Антифрикционный слой снижает трение между вращающимся валом и подшипником, обеспечивая минимальный износ.

В дизелях для основы обычно применяют следующие материалы: низкоуглеродистая сталь (марки 10, 20, 35), стали с легирующими добавками (например, хром, никель).

Вопросы обучающимся: Как вы думаете, благодаря каким качествам сталь используют в качестве основы для вкладышей шатунных подшипников? Как влияют хром и никель на свойства стали?

Антифрикционный слой нанесен на основу и обеспечивает минимальное трение и износ. В качестве антифрикционного слоя используют, например, баббитовые покрытия, алюминиевые и бронзовые сплавы.

В состав оловянных баббитов, считающихся самыми высококачественными из данных сплавов, входят 80–90% олова, 7–10% сурьмы и 3-6% меди. К их преимуществам относят высокую пластичность, хорошую теплопроводность, низкий коэффициент трения. Баббит состоит из мягкой металлической основы (олово или свинец) и твёрдых включений (например, меди и сурьмы. Такая структура позволяет баббиту сочетать мягкость и износостойкость.

Алюминиевые сплавы содержат добавки олова, кремния, меди. К их преимуществам относят устойчивость к высоким температурам, прочность и износостойкость.

Бронзовые сплавы представляют собой материалы на основе меди с различными легирующими элементами (например, олово, алюминий, никель).

Оловянные бронзы (Cu-Sn) имеют в своем составе от 8 до 12% олова. Основные их свойства – это хорошие антифрикционные свойства и высокая коррозионная стойкость, особенно в морской воде.

Алюминиевые бронзы (Cu-Al) состоят из меди с добавлением 5–11% алюминия, иногда с никелем, железом или марганцем. К их свойствам относят высокую механическую прочность, хорошую теплопроводность, устойчивость к коррозии

 

(особенно в агрессивных средах) и повышенную твердость, что важно при высоких нагрузках.

В некоторых судовых дизелях с относительно невысокой нагрузкой бронза может применяться для вкладышей в верхней головке шатуна.

Бронзовые сплавы в качестве антифрикционного слоя идеально подходят для судовых дизелей благодаря своим уникальным свойствам.

К недостаткам бронзовых сплавов можно отнести их высокая стоимость (медь и легирующие элементы (например, олово и никель) являются дорогими материалами) и чувствительность к перегреву, благодаря которому может возникнуть потеря прочности.

Вопросы обучающимся: Назовите металлы, которые, по вашему мнению, составляют основу антифрикционных сплавов. Какие именно свойства делают их идеальными для использования в антифрикционных материалах?

Ответ: Свинец, олово, медь и алюминий широко применяются в антифрикционных сплавах благодаря их уникальным свойствам, таким как мягкость, пластичность, низкий коэффициент трения, высокая теплопроводность и коррозионная стойкость.

 

4.  Закрепление нового материала (видео вопросы):

Вопрос №1 задает выпускник колледжа 1981 г., старший механик т/х «Волго — Дон» Смирнов В.В.:

«Объясните назначение проточек (канавок) на вкладыше подшипника скольжения».

 

 

Вопрос №2 задает преподаватель специальных дисциплин ГАПОУ «Городецкий Губернский колледж (специальность 26.02.03 Судовождение) Солохин С.И.:

«С    какой    целью    вкладыши    в   подшипниках    скольжения       изготовлены из антифрикционного материала?».

 

Вопрос №3 задают обучающиеся 4 курса специальности 26.02.03 Судовождение Максим и Вадим Синягины:

«Как нужно правильно хранить подшипники скольжения? Свой ответ обоснуйте».

 

5. Проверка усвоения материала: тестирование на academic tests
   1. Опорный участок вала, расположенный на его конце и предназначенный для восприятия радиальной нагрузки называется

• шипом
• пятой
• шейкой
  2. Подшипники скольжения воспринимают
• осевую нагрузку
• радиальную нагрузку
• осевую и радиальную нагрузку
  3. С какой целью подшипники скольжения выполняют разъемными
• для снижения трения
• для снижения термических напряжений
• для облегчения установки и снятия
  4. Основным критерием работоспособности подшипника скольжения является
• износостойкость
• контактная прочность
• жесткость
  5. Способность материала обеспечивать низкий коэффициент трения скольжения и тем самым низкие потери на трение и малую скорость изнашивания сопряженной детали
• износостойкость
• антифрикционность
• выносливость
• пластичность
  6. Медь вводят в состав оловянистых баббитов с целью
• устранения ликвации по плотности
• увеличения прочности
• повышения теплопроводности
• образования мягких включений

 

7. Антифрикционные сплавы на основе свинца или олова называются …

• баббитами
• бронзами
• силуминами
  8. Основными требованиями к баббитам являются
• низкий коэффициент трения, хорошая пластичность
• высокая поверхностная твердость, износостойкость
• высокая прочность, низкая теплопроводность
• высокая ударная вязкость, хорошая прокаливаемость
  9. Недостатком баббитов является
• низкая прочность
• высокий коэффициент трения
• плохая прирабатываемость
• низкая пластичность

 

6. Подведение итогов занятия: выставление оценок за работу на уроке и ответы на вопросы теста

7.  Рефлексия

 

Ф.И. обучающегося ……………………………………………………………………………….
на уроке я работал	активно	пассивно
своей работой на уроке я	доволен	не доволен
урок показался для меня	коротким	длинным
за урок я	не устал	устал
материал урока мне был	понятен полезен интересен	не понятен не полезен скучен
домашнее                         задание                         мне кажется	легким интересным	трудным неинтересным

 

8. Домашнее задание:    выписать    достоинства    и       недостатки    подшипников скольжения, область их применения»: учебник Ивченко В.А. Техническая механика.

 

Список литературы

 

1. Бабецкий, В. И. Механика: учебное пособие для среднего профессионального образования / В. И. Бабецкий, О. Н. Третьякова. — Москва: Издательство Юрайт, — 178 с.
2. Плошкин, В. В. Материаловедение: учебник для среднего профессионального образования / В. В. Плошкин. — 4-е изд., перераб. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, — 434 с.
3. Овчинников В.В. Основы материаловедения для сварщиков: учебник для студ. Учреждений. – 7-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2024.- 272 с.