Виды подшипников и их применение. Виды подшипников. Шариковые, роликовые подшипники. Применение. из твердого металла

Принцип конструкции колесных подшипников не менее стар, чем принцип самого колеса. Со времен первого колеса стоял вопрос – как обеспечить его свободное вращение и защитить от разрушительного воздействия износа в процессе движения под нагрузкой. В этой статье мы рассмотрим основные виды подшипников, отдельные их компоненты и различия между подшипниками «колесным» и «ступичным». Но независимо от формы и типа подшипника все они выполняют единую цель, а их главным компонентом являются ролики, цилиндры и шарики.

Предварительная загрузка и осевая регулировка - это способ удаления или контроля внутреннего зазора подшипника. Это важно, потому что степень внутреннего зазора внутри подшипника может влиять на множество факторов, включая шум, вибрацию, тепловыделение и усталость. При правильном применении предварительная загрузка уменьшает или устраняет причины этих проблем: он контролирует радиальный и осевой зазор; обеспечивает предсказуемую жесткость системы; уменьшает неповторяющийся выбег; уменьшает разницу в углах контакта между внутренним и внешним кольцами на очень высоких скоростях; и контролирует занос шара при очень высоком ускорении.

Основные виды подшипников и их назначение

Шариковые подшипники

Одни из наиболее распространенных типы подшипников в которых используются сферические тела качения – шарики. Широко применяются в автомобилестроении, электродвигателях, бытовой технике и т. д. Впервые массовую обработку шаров и, соответственно, возможность массового производства данного вида подшипников предложила компания FAG.

Во всех подшипниковых устройствах, где предварительная нагрузка считается необходимой, ее следует наносить максимально легко, чтобы добиться желаемого результата, избегая чрезмерного выработки тепла, что уменьшает скорость и срок службы подшипника. Кроме того, важно выбрать наиболее подходящий метод предварительной загрузки, из которых три основных типа: пружины, осевая регулировка и предварительная масса. Дуплексные подшипники.

Пружинная предварительная загрузка обеспечивает относительно постоянную предварительную нагрузку, поскольку она менее чувствительна к дифференциальному тепловому расширению, чем жесткая предварительная загрузка, и лучше вмещает любое незначительное несоосность. Кроме того, можно использовать подшипники, у которых не было дополнительной стоимости предварительного шлифования. Одним из недостатков использования пружин является то, что они вообще не могут принимать реверсивные тяговые нагрузки. Также необходимо предусмотреть пространство для размещения пружин и перемещения пружины.

Благодаря сферической форме тел качения возможно их вращение в любом направлении. Многие из видов шариковых подшипников способны воспринимать и радиальные нагрузки, с приложение веса сверху, и осевые, в сторону силы. Тем не менее, все виды шариковых подшипников характеризуются малой площадью контакта, которая напрямую зависит от размера шариков. Поэтому они применяются преимущественно в тех узлах машин и оборудования, на которые не приходятся большие нагрузки, отсутствует сильное давление и ударные воздействия. Использование шариковых подшипников для узлов, рассчитанных на большие нагрузки требует увеличение диаметра сферического тела, соответственно увеличивается и конструктивный размер изделия.

Кроме того, пружины могут иметь тенденцию смещать загружаемое кольцо из-за требуемого зазора. Что касается монтажа, пружина обычно наносится на невращающуюся часть подшипника, как правило, на внешнее кольцо. Это кольцо должно иметь зазор в корпусе при всех температурах, чтобы обеспечить силу предварительного натяжения пружины. Другим способом достижения внутреннего контроля за зазором является осевая регулировка.

Этот метод требует установки по меньшей мере двух подшипников в противоположность, так что внутренние и внешние кольца каждого подшипника смещены в осевом направлении. Резьбовые элементы, прокладки и распорки обычно представляют собой способы обеспечения жестких предварительных нагрузок посредством осевой регулировки. Этот метод требует большой осторожности и точности, чтобы избежать чрезмерного захвата внутреннего зазора, который может возникнуть при настройке путем перегрузки подшипников или во время работы из-за теплового расширения.

Цилиндрические роликовые подшипники

В данном типе подшипников тела качения имеют цилиндрическую форму, что позволяет равномерно распределять радиальную нагрузку по широкому пятну контакта. Благодаря этому они оптимально подходят для некоторых тяжелых условий эксплуатации. Изобретателем одним из наиболее широко используемых типов – игольчатых роликовых подшипников, является компания INA.

Прецизионные прорези для крышек обычно предпочтительнее для резьбовых элементов, поскольку винтовые нити могут приводить к смещению. Прокладки должны быть изготовлены с допуском параллелизма, равным допуски, установленным на подшипниках, поскольку они должны быть способны размещать подшипники с точностью до 1-2 микрометров или лучше. Опорные кольца должны быть хорошо выровнены и прочно посажены, и при сборке должна быть предельная чистота. Осевая регулировка не увеличивает трение подшипников и поэтому является предпочтительной для приложений с очень низким крутящим моментом.

Увеличенное пятно контакта обеспечивает стойкость к радиальным, но уменьшает стойкость к осевым силам. Поэтому у данного вида подшипников и их назначения нет возможности использования в узлах подвергаемых большим осевым нагрузкам. Широко применяется в подшипниковых узлах с малым диаметром вала, труднодоступных местах, например, коробках передач.

Дуплексные подшипники представляют собой пары пар подшипников, которые имеют внутреннее или внешнее кольцо, выборочно снимаемые с помощью точной величины, известной как смещение предварительной нагрузки. Когда подшипники зажимаются вместе во время установки, смещенные поверхности соответствуют друг другу, устанавливая постоянную предварительную нагрузку в наборе подшипников. Дуплексные подшипники обычно ограничены скоростью из-за тепла, создаваемого этой жесткой предварительной нагрузкой.

Дуплексение используется в основном там, где требуется предсказуемая радиальная и осевая жесткость. Дуплексные подшипники могут выдерживать двунаправленные упорные нагрузки или тяжелые однонаправленные упорные нагрузки. Другие преимущества включают их легкость сборки и минимальное биение.

Роликовые конические подшипники

Тела качения данного типа подшипников представляют собой ролики конической формы. Благодаря этому значительно повышается стойкость к радиальной или осевой нагрузкам, а также к высоким ударным воздействиям. Наиболее часто назначением подшипников данного типа является монтаж внутри ступицы колеса. Распространенным конструктивным решением является совместное расположение двух конических подшипников в одном узле с зеркальным расположением конических роликов.

При использовании дуплексных подшипников следует учитывать следующее: повышенный крутящий момент; снижение скорости; чувствительность к дифференциальному тепловому расширению; восприимчивость к изменениям валового крутящего момента из-за несоосности; и плохой адаптируемости к помеховому фитингу.

Роликовые конические подшипники

Также предпочтительнее, когда требуется высокая жесткость моментов, и когда вал работает теплее, чем корпус. Получать уведомления по электронной почте! Подшипник, также называемый правилом, шарикоподшипник или роликовый или шариковый или роликовый подшипник в Коста-Рике, а также шаровое фрезерование - это тип подшипника, который является механическим элементом, который уменьшает трение между осью и частями, связанными с ней посредством прокатки, что служит поддержкой и облегчает ее движение.

Конструкция и элементы подшипников

Основой классификации подшипников является форма тела качения, но существенная разнится и конструкция других элементов.

Обойма

Металлическое кольцо с высокоточной, прецизионной обработкой наружной и внутренней поверхностей. Конструктивные внутренние элементы подшипника окружены обоймой, которая и обеспечивает вращение. Часто роль наружной обоймы играет корпус или ступица, где имеются соответствующие проточки под тела качения. В этом случае подшипник, чаще всего, меняется вместе со всем узлом.

Производство шариковых подшипников или подшипников - это тот, который занимает в технике особое место, учитывая процедуры достижения идеальной сферичности шара. Крупнейшие производители этого типа подшипников используют вакуум для этой цели. Материал подвергают абразивной обработке в камерах с абсолютным вакуумом. Конечный продукт не является почти идеальным, он также приписывается гравитации как неблагоприятный эффект.

Специалист по проектированию подшипников скольжения сталкивается с проблемой проектирования группы элементов, которые составляют подшипник; эти элементы должны быть спроектированы таким образом, чтобы адаптировать их к пространству, размеры которого указаны; они также должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать определенную нагрузку, и, наконец, эти элементы должны быть спроектированы таким образом, чтобы иметь удовлетворительную долговечность или срок службы при выполнении операции в соответствии с указанными условиями.

Нередко применяются составные подшипники, которые состоят из внутренней обоймы и сепаратора со сферическими телами качения, сальника и наружной обоймы. В этом возможна замена подшипника без наружной обоймы запрессованной в ступицу. При этом следует принять во внимание, что использование старой обоймы не всегда целесообразно и может повлечь уменьшение ресурса работы нового подшипника. Далеко не все дефекты заметны при осмотре, а преждевременный выход из строя обоймы влечет за собой выход из строя всего узла.

Для конструкции подшипника необходимо учитывать следующие факторы. Каждый тип подшипника обладает характерными свойствами, которые зависят от его конструкции и делают его более или менее подходящим для данного применения. Например, жесткие шарикоподшипники выдерживают умеренные радиальные нагрузки, а также небольшие осевые нагрузки. Они имеют низкое трение и могут быть изготовлены с большой точностью. Поэтому они предпочтительны для электродвигателей среднего и малого размера. Сферические роликовые подшипники могут выдерживать очень большие радиальные нагрузки и осциллировать, что позволяет им допускать отклонения вала между двумя подшипниками, которые поддерживают одну и ту же ось.



Сепаратор

Данный элемент подшипника представляет собой обойму перфорированную по форме и размеру тел качения, которые устанавливает классификация подшипников – сферических, цилиндрических или конических. Это своего рода ячейки представляющие собой внутреннюю поверхность, в которой вращается подшипник. Сепараторы являются основной частью подшипника и, как правило, отдельно не поставляются.

Эти свойства делают их очень популярными для таких применений, как тяжелая техника, где нагрузки сильны, а также деформации, создаваемые грузами, в большой машине также существует некоторая несоосность между опорами подшипников. Подшипники обычно изготавливаются в широком ассортименте для стандартных размеров внутреннего, наружного и широкого диаметров, а допуски также стандартизированы. Производители обычно следуют международным стандартам, которые позволяют их взаимозаменяемость.

Угол контакта представляет собой угол, образованный направлением нагрузки, приложенной к кольцам и элементам качения подшипника, и плоскости, перпендикулярной к центру вала при загрузке подшипника. Поэтому подшипники классифицируются на 2 типа в зависимости от их угла контакта.

Сальник

Представляет собой кольцо из закаленной резины. Второе название – пыльник, хотя его основное назначение не только защита от пыли, а и препятствие вытеканию смазки и попаданию воды. Уплотнения всегда изнашиваются в процессе эксплуатации подшипника и должны быть заменены при ремонте и замене подшипника. Рекомендуется при отсутствии уплотнений в узлах машин и оборудования установить их отдельно или заменить.

Предназначен в первую очередь для радиальных нагрузок. Однорядные радиально-упорные шарикоподшипники. Подшипник ряда шариков с угловым контактом разместил свои пути качения, так что давление, оказываемое шарами, наклонно по отношению к оси. В результате такой конструкции подшипник особенно подходит для подшипников не только радиальных нагрузок, но и больших осевых нагрузок, которые должны быть установлены напротив другого подшипника, который может принимать осевую нагрузку в противоположном направлении.

Он встречается со многими вариантами: защитой или простыми или двойными уплотнениями. Он обычно используется для радиальных и упорных нагрузок. Важное значение имеет тщательное выравнивание, т.е. максимальное смещение составляет 5 °. Этот подшипник может выдерживать относительно высокую осевую нагрузку. Шарикоподшипники в ряд поддерживают небольшое смещение вала, но там, где это может быть серьезно, можно использовать самовыравнивающиеся подшипники. или два ряда. Этот подшипник предназначен для размещения сильных радиальных нагрузок и легкой тяги без увеличения внешнего диаметра подшипника.

Ступица колеса


Литой или кованный элемент, к которому крепится автомобильное колесо. Как правило, подшипники колес находятся внутри ступицы и обеспечивают свободное их вращение вокруг оси. В зависимости от вида подшипников и их назначения могут называться ступичными или ступицей в сборе (ступица-подшипник). Поставляются они, чаще всего, в сборе со ступицей, что позволяет производить замену без помощи пресса, исключая неправильный монтаж.

Из-за заполняющей канавки упорные нагрузки должны быть легкими. Двухрядные шарикоподшипники изготавливаются самых разнообразных типов и размеров, чтобы выдерживать более интенсивные радиальные и осевые нагрузки. Так называемая, потому что линия через несущие нагрузку поверхности образует угол с плоскостью несущей поверхности, они предназначены для выдерживания тяжелых осевых нагрузок. Он имеет ту же форму, что и несущий ряд, за исключением наличия канавки или канала заполнения, который поддерживает большее количество шариков и, следовательно, будет поддерживать более сильные радиальные нагрузки.

Смазка

Высококачественная синтетическая или минеральная смазка, предназначенная для уменьшения трения и износа поверхностей изделия у любого вида подшипника. В отличие от трансмиссионных и моторных масел, смазка используемая в подшипникам характеризуется высокой стойкостью к температуре, сохраняет кинетическую вязкость при перегреве. Однако сильные значения вязкости не позволяют использовать данные типы смазок в изделиях с малыми зазорами.

Этот тип подшипника может быть таким же количеством шариков, как и роликов. Внутреннее кольцо, внешнее кольцо и клетка разделены. Они собраны с помощью винтов, что упрощает установку или удаление подшипника. Цилиндрические роликовые подшипники выдерживают большую радиальную нагрузку, чем шарикоподшипники одинакового размера из-за их большей площади контакта. Однако у них есть недостаток в том, что требуется почти идеальная геометрическая конфигурация дорожек и роликов. Небольшое смещение приведет к тому, что ролики будут отклоняться и выровняться.

Обязательным требованием при выполнении ремонтных работ, независимо от видов подшипников и их классификации, является использование чистых смазывающих материалов. Запрещается хранить открытую смазку на открытом воздухе в течение длительного времени по причине накопления содержащейся в воздухе пыли. Помните – пыль в составе смазки увеличивает износ подшипника.

По этой причине удерживание должно быть толстым и сильным. Конечно, цилиндрические ролики не будут поддерживать тяговые нагрузки. Это те, которые позволяют увеличить скорость вращения всех роликовых подшипников. Они представляют собой роликовые подшипники с цилиндрическими роликами очень тонкие и длинные относительно их наименьшего диаметра. Несмотря на свою небольшую секцию, эти подшипники обладают большой грузоподъемностью и отлично подходят для применений, где радиальное пространство ограничено.

Эти подшипники имеют ролики, длина которых не менее четырех раз превышает их диаметр. Они более полезны, когда пространство является фактором. Он имеет внутреннее кольцо или без него. Если дерево используется как внутреннее кольцо, оно должно быть затвердевшим и измельченным. Тип полного дополнения используется для высоких, осциллирующих или низкоскоростных нагрузок. Тип клетки следует использовать для вращательных движений; он не выдерживает тяговые нагрузки. Он имеет высокую радиальную нагрузку по отношению к своей конкретной высоте, но ограничен относительно осевых нагрузок.

Колесные и ступичные подшипники – в чем разница

Если взять конструкцию легковых авто, то виды подшипников и их классификация определяются типом привода – передним, задним или полным, а также тем, является ли колесо ведущим. Вот некоторые основные правила автомобильной классификации:

  • Подшипники применяемые на приводных колесах, независимо от того в передне- или заднеприводным является автомобиль, называются «ступичными». Причина в том, что назначение подшипника – находиться на ступице с валом который и вращает ось внутри подшипника.
  • Подшипники, устанавливаемые на не приводные оси, называются «колесными» так как они размещаются между ступицей колеса и валом большого рычага.
  • Автомобили с полным приводом оснащены ступичными подшипниками на каждом из колес.

В целом же, термины «колесный» и «ступичный» идентичны и подразумевают одно и тоже изделие, что необходимо учитывать рассматривая виды подшипников и их классификацию.

Запросить стоимость оборудования

Существует несколько типов и модификаций опорных механизмов, обеспечивающих взаимное перемещение конструктивных частей различных устройств. По характеру трения подобные образцы делятся на 2 вида. С классификацией и таблицей размеров представителей одного из них – подшипников качения – мы и познакомимся в предлагаемой статье.

Данное изделие – 2 кольца разных диаметров, между которыми помещен сепаратор. По сути, это «оболочка», в которой находятся подвижные элементы (в отдельных модификациях она может отсутствовать). В отличие от аналогов, работа которых основана на скольжении, при изготовлении таких образцов используется только сталь (нержавеющая, теплостойкая и так далее – вариантов много).


Тем, кто хочет детально разобраться с ТУ на подшипники качения, их классами точности, типоразмерами и допусками, модификациями и рядом других особенностей, автор рекомендует обратиться к . Он заменяет стандарт под таким же номером от 2002 года.


Классификация подшипников качения

Она довольно сложная, и разница некоторых модификаций понятна лишь специалисту, равно, как и имеет принципиальное значение в большинстве случаев только для него. Но если рассмотреть весь сортамент продукции, оговоренный ГОСТ, то можно категорировать все подшипники качения следующим образом.

По восприятию нагрузки

  • Упорные. Место установки – вертикально ориентированные валы, угловые скорости вращения которых не отличаются большими значениями. Такие подшипники предназначены для противодействия нагрузкам осевым.
  • Радиальные. Название свидетельствует, что они устанавливаются на валах, испытывающих нагрузки, вектор силы которых перпендикулярен оси.
  • Упорно-радиальные и радиально-упорные. По сути, такие подшипники универсальны в применении, так как сочетают в себе качества (свойства, особенности) двух предыдущих модификаций. Есть ли между ними разница, если в названиях одинаковые термины? Да. Специфика применения определяется словом, стоящим на первом месте в наименовании подшипника качения. Именно оно показывает, на какой вид нагрузки (по максимуму) более всего ориентирован образец. В соответствие с инженерными расчетами и делается выбор в пользу того или иного его исполнения.


По конструктивным особенностям

  • Подшипники самоустанавливающиеся.
  • Открытые.
  • Закрытые подшипники.
  • С самоустанавливающимся кольцом.
  • Сдвоенные.
  • Подшипники комплектные.
  • Подузлы.
  • Желобные.


По подвижным элементам

  • Шариковые.
  • Роликовые. Эти элементы, в свою очередь, могут иметь различную геометрию и подразделяются на: цилиндрические, конические, витые (пустотелые), бочкообразные, длинные, игольчатые, короткие.


По числу желобов

По ним перемещаются подвижные элементы. Желоба располагаются рядами, количество которых может быть 1, 2 или 4.

По геометрии посадочного отверстия подшипника

  • Конусное.
  • Цилиндрическое.

По специфике применения

  • Приборные.
  • Базовые.


Преимущества использования подшипников качения

  • Повышение класса точности работы механизмов (агрегатов, приборов).
  • Уменьшение эксплуатационных расходов.
  • Более длительный безремонтный срок службы образцов как результат надежности подшипников за счет снижения степени их износа.
  • Расширение ряда функциональных возможностей узлов и механизмов, собранных на основе таких комплектующих.

Таблица размеров

Предельные величины основных параметров (в мм)

Диаметры

  • Внутренний: 0,6 – 2 000.
  • Наружный: 2,5 – 2 850.

Ширина колец: 10 – 19.

Как смог убедиться читатель, даже лишь один вид опорных механизмов – подшипников качения – имеет множество модификаций и типоразмеров. При замене детали по принципу «один в один» необходимо внимательно смотреть на ее маркировку.