Подшипники что это такое

Предназначение подшипников

Подшипник представляет собой сложносоставной сборочный узел, который состоит из нескольких основных элементов: внешнего и внутреннего колец, тел качения, сепаратора и специального желоба качения. Подобная конструкция позволяет выполнять вращательное направленное движение, обеспечивая при этом минимальный уровень трения. Собственно, в связи с этими особенностями, основное предназначение подшипников и заключается в том, чтобы зафиксировать вращающуюся деталь в механизме, позволяя ей при этом осуществлять как вращение, так и качение, а в некоторых случаях и линейное перемещение с минимально возможным коэффициентом трения поверхности.

Итоговое предназначение подшипников зависит от нескольких сторонних факторов. Во-первых, существуют различные виды подшипников и их классификации, например, по способу восприятия нагрузок. Само собой, каждая разновидность обладает своей уникальной конструкцией, а от этого во многом и зависят технические характеристики подшипников. Во-вторых, существуют различные области применения подшипников, каждая из которых имеет свои персональные особенности. Например, в машиностроении этим изделиям нужно выдерживать колоссальные нагрузки, а вот в детских игрушках требуются изделия уже менее стойкие к высоким механическим воздействиям.

Однако, вне зависимости от того, к какой области применения подшипников можно отнести те или иные виды подшипников, для стабильной работы каждого из них требуется специальная смазка. В некоторых случаях для таких целей применяют разные синтетические вещества. Иногда используют органические смазки для подшипников, кроме того, есть еще и минеральные смазочные вещества. В принципе, какого бы типа ни была смазочная среда, ее основная задача состоит в том, чтобы не дать соприкоснуться телам качения с поверхностью. Для достижения наилучшей эксплуатации изделия, его смазочная жидкость выбирается по характеристикам под предназначение подшипников.

Виды подшипников и их классификация

Современные метизные заводы для разных нужд промышленности выпускают разные виды подшипников и их классификация подразделяется на три основные разновидности:

Характер воспринимаемой нагрузки:

И радиальная, и осевая

В первом случае, радиальная нагрузка подразумевает собой ту нагрузку, которая имеет перпендикулярную направленность по отношению к геометрической оси вала. Во втором же случае, осевая нагрузка — это та нагрузка, которая воздействует на ось подшипника только лишь в одном из направлений. В третьем случае, подшипники будут способны одновременно воспринимать оба типа нагрузок, но с преобладающей осевой.

Если рассматривать виды подшипников, то основных разновидностей будет всего 2:

  • Подшипники качения
  • Подшипники скольжения

Несмотря на то, что в целом принцип работы подшипника подразумевает свободное вращение внутри него какой-либо цапфы, движущие его элементы могут быть различными. Например, подшипник скольжения в качестве вращающего элемента имеет только кольцо. При этом кольцо может быть цельным, и такой подшипник называют неразъемным. Принцип его функционирования заключается в том, что вал помещается во внутреннее кольцо, которое осуществляет вращение по отношению ко внешнему корпусу. Так же существует разъемный подшипник, в котором кольцо состоит из двух отдельных частей. При этом, вал фиксируют в одной из них, и только после ставят вторую.

При этом, принято считать, что именно разъемные виды подшипников за счет своих конструктивных особенностей наиболее оптимальны в использовании. Несмотря на то, что технические характеристики подшипников скольжения разъемного типа практически не отличаются от характеристик неразъемных подшипников, наибольшая легкость их монтажа и демонтажа является одним из существенных преимуществ. Благодаря тому, что внутреннее кольцо у подшипников скольжения выпуклое, а внешнее, наоборот, вогнуто, при воздействии множественных статичных нагрузок такой тип строения позволяет с легкостью производить движение и повороты на небольших скоростях.

Технические характеристики подшипников скольжения

Низкий уровень шума при работе

Имеют небольшой КПД

Эксплуатация при высоких температурах

Ломаются из-за плохого качества смазки

Устойчивость к механическим нагрузкам

Требуют контроля за рабочими условиями

В отличии от предыдущей разновидности, подшипники качения между внутренним и наружным корпусами имеют вспомогательные элементы в форме шаров, цилиндров или же других тел округлой формы, которые могут свободно перекатываться промежду двух данных корпусов. Важно отметить, что тела качения в таких подшипниках могут устанавливаться на равноудаленном расстоянии друг от друга. Такое размещение позволяет достичь наилучшей эффективности. Для этого тела качения помещают в специальное кольцо-сепаратор. Бывают такие виды подшипников, где сепаратор отсутствует. В этом случае, внутрь плотно забивают максимальное возможное число тел качения.

При этом, тела качения могут располагаться как в один, так и в два ряда. Как правило, двухрядные подшипники могут выдерживать немного большие объемы нагрузок, поскольку все воздействие воспринимается как раз телами качения. Выбор формы тела определяют уже исходя из того, какое у подшипников предназначение, и в каком конкретном механизме они будут использоваться. Это важно, потому что каждая такая форма имеет свою определенную степень устойчивости к различным типам механического воздействия. Кроме того, от формы может зависеть и непосредственный размер подшипника, а это очень немаловажно, так как есть и маленькие и большие механизмы.

Технические характеристики подшипников качения

Практически бесшумная эксплуатация

Перестают работать в водной среде

Работают даже при высоких температурах

Их производство достаточно трудоёмкое

Стойкость к механическим воздействиям

Высокая цена и меньшая надежность

Области применения подшипников

Различные промышленные отрасли подразумевают свои специализированные области применения подшипников. Если рассматривать основные направления, где используется подшипник, а именно, машиностроение, авиастроение, вагоностроение и станкостроение, то можно заметить, что по больше части подшипники используются в составе разных устройств на валах с небольшими диаметрами. При этом, для эксплуатации при малых или же средних нагрузках обычно задействуют шариковые подшипники. В случае, когда необходима работа с большими нагрузками, то тогда устанавливают роликовые подшипники. А если требуется не только устойчивость к высоким нагрузкам, но и малые габариты, то на помощь приходят уже цилиндрические роликовые подшипники.

Кроме того, подшипники часто применяют еще как составные элементы в различных сферах бытовой направленности. Например, в детских игрушках и в аксессуарах, в бытовой технике, в квадрокоптерах и медицинских аппаратах, например, стоматологических креслах и в томографах. Кроме того, они встречаются в моторных лодках, в катерах, в велосипедах и в скейтбордах. Нередко они используются в комнатной мебели, а также в раздвижных дверях. Вообще же, если рассмотреть все области применения подшипников, то можно заметить, что такие изделия охватывают множество разнообразных сфер жизнедеятельности, при этом подшипники существенно их упрощают.

Маркировка подшипников

Одним из заключительных этапов производства подшипников является нанесение на на них специальных опознавательных меток, проще говоря — маркировки. Собственно, сама маркировка подшипников, в зависимости от страны-производителя, может различаться. В России принято наносить обозначение из заглавных букв и цифр, разбитых на три отдельных блока. Основной — центральный, состоит из 6 цифр. Слева от него через дефис указывается еще одна цифра. Справа от него добавляется специальное буквенное-численное обозначение. В качестве примера того, как выполняется расшифровка маркировки подшипников, мы рассмотрим модель 6-180306УС17Ш.

Подшипники что это такое

Что такое подшипник

Подшипник — механический узел, являющейся частью опор или упоров, которое фиксируют вал, ось, ротор или иную подвижную часть механизма с заданной жёсткостью, предоставляя ей совершение движений, разрешённых конструктором этого механизма в предусмотренных им степенях свободы.

Подшипник фиксирует положение в пространстве, допускает вращение, качение или линейное перемещение (для линейных подшипников) с наименьшим, учитывая физические свойства процесса перемещения, сопротивлением на преодоление сил трения.

Он воспринимает и передаёт нагрузку от подвижного узла на другие части конструкции (возможно – подвижные), чем обеспечивает целостность конструкции механизма, содержащего подвижные и относительно неподвижные части, и его безопасность для окружающих людей, животных и растений.

Понятие подшипника интуитивно. Трение – одно из важнейших свойств физического мира, окружающего нас. В ряде случаев трение необходимо, и человек использует его в своих интересах. Например, обычный гвоздь держится в древесине только за счёт трения. В случаях, когда используется подшипник, задача заключается в минимизации силы трения для того, чтобы обеспечить переход, например, электрической энергии в энергию движения с минимальными потерями.

Силы, нагружающие подшипник, подразделяют на:

· радиальные, действующие перпендикулярно оси подшипника;

· осевые, действующие параллельно оси подшипника.

Кроме того, подшипники подвергаются ударным нагрузкам, вибрациям, химическим и механическим (пыль и пр.) воздействиям со стороны окружающей среды.

Многообразие требований к подшипникам и факторов, воздействующих на них, приводит к огромному разнообразию типов подшипников, их размеров, материалов, используемых для изготовления, смазок и пр.

Ниже кратко описываются широко распространённые группы и типы подшипников.

Подшипники скольжения

Простейший способ создать опору для вала в узле вращения — обеспечить взаимное скольжение прилегающих частей. На этой идее, возраст которой составляет несколько десятков тысяч лет, основана конструкция подшипников скольжения.

Исторически первые подшипники скольжения появились очень давно, в одно время с колесом. Их изготавливали из дерева или камня. Когда появилась бронза, а затем железо, для изготовления подшипников стали использовать эти металлы. Бронзу и сталь используют до сих пор.

В эпоху промышленной революции началось массовое внедрение подшипников скольжения в станках и машинах. Технологии их производства начали быстро развиваться.

Современные подшипники скольжения — высокотехнологичные изделия, в них применяются современные достижения физики, химии, гидродинамики, новейшие материалы и методы обработки.

Потребности производства и народного хозяйства привели к появлению линейных подшипников скольжения.

Более подробное описание подшипников скольжения приведено в разделе

Подшипники скольжения

Подшипники качения

Подшипники качения состоят из:

· двух колец – внешнего и внутреннего, на которых выбраны дорожки – желоба для тел качения. Для упорных подшипников качения дорожки выбираются на торцевых поверхностях колец;

· тел качения. Это могут быть шарики, цилиндры, усечённые конусы, бочкообразные ролики, иглы – цилиндры с большим отношением длины к диаметру и, как правило, с торцами сферической формы; Примеры тел качения, используемых в подшипниках, приведены на рисунке П-1.

Читайте также  Не приходит квитанция на транспортный налог

· сепаратора, который разделяет тела качения друг от друга, удерживает их на равном расстоянии друг от друга и направляет их движение. Некоторые типы подшипников не имеют сепаратора. Они имеют большее количество тел качения, что повышает их грузоподъёмность. Но допустимые частоты вращения бессепараторных подшипников заметно ниже из-за большего момента сопротивления вращению;

· уплотняющих шайб, которые защищают смазку тел качения, воздействия на них и желоба от факторов окружающей среды. Не все типы подшипников выпускаются с шайбами – уплотнителями.

Рисунок П-1. Формы тел качения, используемые в подшипниках качения.

В процессе работы тела качения катятся по желобам колец, одно из которых в большинстве случаев неподвижно относительно основного механизма. Нагрузка распределяется на тела качения неравномерно. Распределение нагрузки зависит от величины радиального зазора в подшипнике и от точности геометрической формы его деталей.

Подшипник качения – высокотехнологичное изделие, т.к. все его детали должны быть изготовлены с высочайшей точностью и из высококачественных материалов, что в совокупности гарантирует, что рабочие параметры подшипника некоторого типа будут стабильны для любого его экземпляра.

В некоторых механизмах для уменьшения габаритов, повышения точности и жёсткости конструкции используют совмещённые опоры, т.е. дорожки качения выполняют непосредственно на валу и (или) на поверхности корпусной детали.

Подшипник качения – это планетарный механизм. В нём преимущественно возникает трение качения. Потери, возникающие из-за трения скольжения между телами качения и сепаратором, малы.

При прочих равных условиях трение качения меньше, чем трение скольжения. Поэтому, при прочих равных условиях, потери на трение в механизме, использующем подшипники качения, будут меньше, а износ узлов установки валов будет ниже.

Закрытые подшипники качения (имеющие защитные уплотняющие шайбы или крышки), как правило, не требуют замены (пополнения) смазки в течение всего периода эксплуатации. Открытые подшипники качения чувствительны к загрязнениям, поступающим из окружающей среды и к попаданию инородных тел. Если требования к окружающей среде, в которой должен эксплуатироваться подшипник, нарушаются, то он может разрушиться существенно быстрее, чем это определено его рабочими характеристиками.

Подшипники качения: конструкция и классификация

Наиболее широко распространённые типы подшипников качения состоят из двух колец, элементов (тел) качения и сепаратора. В зависимости от направления основной нагрузки, которую несёт подшипник, их разделяют на радиальные и упорные. Если подшипник приспособлен для работы в условиях как радиальной, так и осевой нагрузок, то его называют радиально-упорным подшипником. В зависимости от формы элементов качения подшипники делятся на шариковые подшипники и роликовые подшипники. Применяются тела качения самых разнообразных форм, рисунок ПК-1.

Количество признаков, по которым осуществляется классификация подшипников качения, велико. Основными признаками являются следующие:

· По виду тел качения – шариковые и роликовые. Роликовые тела качения, в свою очередь могут быть цилиндрами, «бочками», усечёнными конусами, или иглами, т.е. цилиндрами с большим отношением длины цилиндра к его диаметру. В игольчатых подшипниках обычно используются цилиндры с торцами, которым придается форма полусферы.

· По типу воспринимаемой нагрузки – радиальные, радиально – упорные, упорно – радиальные, упорные, линейные. Радиальные подшипники в состоянии воспринимать только радиальные нагрузки. В случае возникновения осевой нагрузки радиальный подшипник не предотвращает смещения оси (внутреннего кольца, вала) подшипника относительно его внешнего кольца. Радиально – упорные подшипники фиксируют движущиеся части механизма в двух направлениях – по радиусу и вдоль оси вращения. Упорно – радиальные подшипники рассчитаны, прежде всего, на компенсацию усилий, действующих вдоль оси подшипника, в то же время они в состоянии воспринимать серьёзные усилия, действующие на механизм поперёк оси вращения. Упорные подшипники компенсируют усилия вдоль оси подшипника. Очевидно, что упорно – радиальные и упорные подшипники отличает «тонкая грань», заданная некоторым параметром; не может быть упорного подшипника, который не противостоит хотя бы небольшим радиальным нагрузкам. Линейные подшипники – обобщенное название механизмов, которые обеспечивают плавное управляемое движение каретки или втулки вдоль направляющего вала с малыми потерями энергии на трение между направляющей и кареткой. Такие подшипники находят всё более широкое применение в робототехнике, медицинском оборудовании и пр.

· По количеству рядов тел качения – однорядные, двухрядные, многорядные. Наиболее распространены однорядные и двухрядные подшипники.

· По способности компенсировать угловые отклонения валов (роторов). Любой вращающийся ротор создаёт радиальные биения в подшипниках, на которых он установлен. Если ротор массивен, например, состоит из дисков турбины, крайне трудно сбалансировать вращающуюся часть механизма (ротор или вал) относительно оси вращения. Другая трудность – обеспечить точную соосность колец подшипников и вала. При размещении «несбалансированного» ротора в «жестких» и к тому же несоосных подшипниках неизбежно возникнут вибрации и дополнительные напряжения на поверхностях трения тел качения и дорожек колец подшипников. Это ускоряет процесс выхода из строя подшипниковых узлов и всего механизма в целом. Поэтому, помимо обычных «несамоустанавливающихся» жестких подшипников, появились «самоустанавливающиеся». За счет двух рядов тел качения и специальной формы направляющих бороздок самоустанавливающиеся подшипники менее чувствительны к несоосности колец подшипника и вала, а также к его биению.

Классификацию можно продолжить – подшипники могут быть выполнены с сепараторами, обеспечивающими дополнительную фиксацию тел вращения между кольцами подшипника на равном расстоянии друг от друга в плоскостях, перпендикулярных оси вращения подшипника, подшипники могут иметь различную высоту колец, могут снабжаться уплотнителями, предохраняющими попадание на трущиеся поверхности механизма подшипника соединений и частиц из окружающей среды, а также сохраняющими в подшипнике смазку, уменьшающую трение. На кольцах могут быть выполнены пазы для обеспечения фиксации подшипника в подшипниковом узле и (или) отверстия для подачи и удаления смазки и пр.

Существуют десятки типов подшипников качения, тысячи их разновидностей, исполнений. Количество моделей исчисляется тысячами. Терминология, применяемая для обозначения деталей, входящих в состав подшипников, проиллюстрирована на рисунках П-3 – П-8. Классификация подшипников, в силу многообразия их видов и типов, является непростым делом. Один из вариантов классификации приведён в таблице П-1.

Подшипники — что это такое?

Основным функциональным назначением подшипника является обеспечение вращения и поворота деталей механизма относительно друг друга за счет максимального подавления сопротивления. Это позволяет передавать нагрузку от подвижного узла на части конструкции, остающиеся в неподвижном состоянии.

Размеры подшипника, наряду с материалами изготовления и другими конструктивными особенностями обуславливают область применения. Они определяют почти все технические характеристики – от класса точности до максимальных значений динамических и статических нагрузок. Эти параметры отражены в условном обозначении подшипников: диаметр отверстия, серия диаметров, тип и конструктивное исполнение, а также серия ширин или высот.

Что такое тепловой зазор, на что он влияет?

Зазором в подшипниках называют расстояние, на которое наружное кольцо может сместиться относительно внутреннего кольца без воздействия на деталь нагрузки. В зависимости от направления смещения различают два вида этого параметра:радиальный и осевой. Наличие некоторого пространства между деталями подшипника позволяет увеличить продолжительность его службы, который может сократиться из-за слишком плотного контакта металла с металлом в местах соприкосновения движущихся частей. Эта особенность позволяет нивелировать негативное воздействие сразу нескольких факторов.

Прежде всего, это химическая реакция между различными видами металлов, например, стали и алюминия. Кроме того, при нагрузке детали подшипника в зависимости от температуры могут расширяться или сжиматься.

Обозначение

Иностранные подшипники выпускаются по стандартам ISO. Полная их маркировка состоит из главного обозначения, дополненного префиксом и суффиксом. Эти дополнения описывают детали и отличия от исходной конструкции, соответственно. Основное обозначение иностранных подшипников содержит 3-, 4- или 5-значную буквенно-числовую комбинацию.

  • В такой маркировке первый или несколько первых символов обозначают тип изделия.
  • Начиная со второй цифры, описывается серия размеров (ширина/высота, диаметр).
  • Последняя 2-х значная группа цифр в маркировке указывает внутренний диаметр изделия. Чтобы рассчитать этот параметр в миллиметрах достаточно умножить это число на пять.

Отечественный стандарт предполагает наличие основного и дополнительного обозначения. Основное обозначение состоит из 7 или 2 цифр (если остальные цифры «нули»). Эта маркировка описывает внутренний диаметр изделия. Дополнительное обозначение может располагаться справа (отделено знаком «тире»), либо начинается с буквы и используется заводом-изготовителем для описания различных особенностей. Прописными буквами описываются дополнительные технические требования, разработанные производителем и отраженные в его конструкторской документации. Справа от основного обозначения находится маркировка, описывающая момент трения, зазор, класс точности и конструкцию подшипника, которая также обозначается буквой. Кроме того, в маркировке цифрами указывается материал изготовления.

Материалы изготовления подшипников и сопутствующих

В процессе вращения подшипника его кольца и тела качения постоянно подвергаются воздействию давления. В свою очередь, на сепараторы непрерывно воздействуют силы сжатия и растяжения, а кроме того контактное скольжение между ними, телами качения и кольцами подшипника. Именно поэтому для изготовления этих элементов применяются разные по своим физическим свойствам материалы.

Тела качения и кольца подшипника должны быть очень жесткими, износоустойчивыми, а также обладать высокой механической и усталостной прочностью при качении, а кроме того, сохранять стабильными свои размеры. Под эти требования лучше других материалов подходит высокоуглеродистые хромистые сплавы. Исключение составляют подшипники, рассчитанные на значительные ударные нагрузки. У таких изделий кольца и тела качения изготавливаются из низкоуглеродистых сплавов. Этот материал обладает повышенной поверхностной прочностью, благодаря более эластичному, чем у закаленных сталей внутреннему слою. Он поглощает большую часть ударного воздействия.

Те же самые марки низкоуглеродистых сталей чаще всего применяются для изготовления сепараторов. Однако если подшипник предназначен для использования в специфических условиях, то эти элементы производятся с использованием других материалов. В частности, у крупногабаритных подшипников этот элемент, как правило, изготавливается из латуни или механически обработанной стали. Последний вариант более предпочтителен при высоком риске образования химической реакции между металлами, а также при работе под непрерывным тепловым воздействием.

Читайте также  Перевозка детей в школьном автобусе требования

В свою очередь, сепараторы из латуни могут иметь покрытие из серебра, которое уменьшает потери на трение. Кроме того, нередко эти элементы у крупногабаритных подшипников изготавливаются из алюминия.

Еще одним материалом изготовления сепараторов являются полиамиды. Для повышения механической и усталостной прочности их армируют стекловолокном. Такие сепараторы весят гораздо меньше своих металлических аналогов, не подвержены коррозии, упруги, а также обладают сниженным сопротивлением качению. Единственным, но весьма условным ограничением их применения является диапазон рабочих температур – от минус 40 до +120 градусов по Цельсию. Превышение этих значений существенно сокращает срок службы подшипника. Что касается ресурса таких изделий, изготовленных из других материалов, то он зависит от того, насколько их технические характеристики соответствуют условиям эксплуатации.

Виды подшипников

Шариковый и роликовый подшипникиШариковый подшипник

Наиболее распространенные радиальные подшипники используется в механизмах с прямозубыми шестернями, в которых нет осевых нагрузок. Шариковые подшипники при одинаковых размерах и большей частоте вращения имеют наименьшие трение. Пример: 305 подшипник шариковый радиальный выпускаются по ГОСТ 3478-79.

Радиально-упорный шариковый подшипник

В передачах, где вместе с радиальной нагрузкой присутствует осевая нагрузка, устанавливаются радиально упорные подшипники. Пример: 36206 подшипник шариковый радиально упорный ГОСТ 3478-79

Роликовый подшипник

Роликовые подшипники способны выдерживать большую нагрузку по сравнению с шариковыми. Поэтому при выборе подшипника учитываются нагрузки воспринимаемые подшипниками. Пример: 2209 подшипник роликовый радиальный однорядный без бортов на наружном кольце ГОСТ 3478-79.

Двухрядный роликовый подшипник

Роликовый двухрядный подшипник

Для тяжело нагруженных передач применяют подшипник двухрядный, который работает с большими нагрузками. Увеличенный коэффициент трения двух рядных подшипников не позволяет работать при больших оборотах. Пример: 3182108 роликовый двухрядный подшипник без внешнего кольца ГОСТ 7634-75.

Игольчатый подшипник

Игольчатый подшипник

Узлы, где из-за больших габаритов установка роликовых подшипников невозможна, устанавливают игольчатые подшипники. Конструктивно подшипники выпускаются со штампованной наружной обоймой, шейка вала играет роль внутренней обоймы, в отдельных случаях подшипник состоит из набора роликов, которые устанавливаются в корпусе. Пример: подшипник НК 121610 с одним наружным штампованным кольцом ГОСТ 4060-78.

Конические подшипники

Конические подшипники

В косозубых передачах устанавливаются шариковые, а в передачах с коническими шестернями конусные подшипники. Устанавливаются подшипники в паре зеркально. Способ установки зависит от направления нагрузки и крепления в корпусе подшипника и на валу. Угол конуса в конических подшипниках определяется от расчетной нагрузки. Пример: 7208 подшипник роликовый с коническими роликами одинарный ГОСТ 3478-79.

Конусные подшипники

Модификация таких подшипников – ступичные подшипники автомобилей, работающие при ударных нагрузках и больших оборотах. Долголетний опыт эксплуатации автомобилей без замены подшипников говорит о прочности и долговечности ступенчатых подшипников. Пример: подшипник ступицы роликовый конический номер в каталоге производителя 4Т-32309 производитель NTN-SNR устанавливаются на ступицы автомобилей MAN, Iveco, DAF, MMC Truck.

Упорные подшипники

Упорные подшипники

Упорные подшипники

Упорные подшипники устанавливаются при больших нагрузках на ось и небольших оборотах. Выпускаются такие подшипники одно и двух рядные, шариковые или роликовые. Применяются только совместно с другими подшипниками. Пример: 8107 подшипник упорный шариковый ГОСТ 3478-79.

Сферические подшипники

Пример сферических подшипников

Сферические подшипники устанавливают в механизмах, где невозможно обеспечить точность установки подшипников в подшипниковых опорах. Конструкция подшипников допускает смещение относительно друг друга внутренней и наружной обоймы. Наружная обойма подшипников с внутренней стороны не имеет канавок, а выполнена в форме сферы, которая не препятствует повороту наружной обоймы на небольшой угол. Другое название этих подшипников самоустанавливающиеся подшипники или самоцентрирующиеся подшипники. Пример: 1210 подшипник шариковый сферический двухрядный с цилиндрическим отверстием внутреннего кольца ГОСТ 28428-90.

Термостойкие подшипники

Термически стойкий подшипник

Для отдельных узлов, работающих при постоянной температуре +1000С и выше, выпускают специальные высокотемпературные подшипники, которые имеют зазоры с учетом температурных расширений. Материал для изготовления подшипников работающих в агрессивных средах и высоких температурах выбирается из жаростойких сталей или изготавливают подшипники из нержавеющей стали. При переменной температуре с большим перепадом значений применяются керамические подшипники, у которых нет температурных расширений. Пример: подшипник 32008 X1WC керамический конический роликовый.

Плавающий подшипник

Плавающий подшипник

Валы, в насосных установках для перекачки жидкостей с температурой близкой к температуре кипения, увеличиваются в длину за счет температурных расширений. В таких механизмах устанавливают плавающие подшипники. Для этого один подшипник фиксируют в корпусе, а другой подшипник крепят на валу. При увеличении или уменьшении длинны вала подшипник сдвигается на величину температурного расширения вала.

Скоростные подшипники

Скорость вращения это одна из основных характеристик работы подшипника. Существует зависимость, чем подшипник больше, тем меньше допустимые обороты.

Высокоскоростной подшипник

Поэтому высокоскоростные подшипники имеют небольшие габариты и устанавливаются в медицинской технике, электротехнике. Миниатюрные подшипники с размерами до 30мм выпускают для приборостроения, робототехники, стоматологического оборудования. Самый маленький подшипник имеет размеры внутренней диаметр обоймы 1 мм и шириной 1,6 мм, номер 1006094 подшипник шариковый радиально упорный однорядный ГОСТ 831-75.

Шпиндельный подшипник

Шпиндельный подшипник

Шпиндельный подшипник

На шпиндели станков для получения точности и чистоты обработки деталей устанавливаются спереди шпиндельные подшипники, которые регулируются за счет конического отверстия внутренней обоймы. Пример: 3182116 подшипник роликовый радиальный с коническим отверстием с бортами на внутреннем кольце ГОСТ 7634-75.

Высокоточные подшипники

Для изготовления инструментов, в точном машиностроении и других областях применяются прецизионные подшипники. К этим подшипникам повышенные требования к допустимой скорости вращения, точности, вибрации, шуму. Они относятся к высокооборотистым подшипникам.

Закрытые подшипники

Где невозможно обеспечить защиту подшипника от грязи и инородных тел применяются подшипники с закрытого типа. Закрытые подшипники выпускают с защитой с одной стороны. Пример 60305 подшипник шариковый радиальный однорядный с защитной шайбой с одной стороны ГОСТ 7242-81.

Закрытый подшипник

С двух сторон 80206 подшипник шариковый однорядный радиальный с защитой с двух сторон ГОСТ 7242-81. С сальниковым уплотнением 180207 подшипник шариковый однорядный радиальный с уплотнениями ГОСТ 8882-75. Подшипники, закрытого типа поставляются с заводской смазкой, обеспечивающей долговечность работы подшипника.

Фланцевые подшипники

Фланцевые подшипники (подшипниковые узлы)

Фланцевые подшипники (подшипниковые узлы)

Фланцевые подшипники (корпусные) встроены в узел механизма. Достоинство такого подшипника в сокращении срока замены, уменьшении простоя, но при этом цена такого подшипника выше. Подшипники с фланцем изготавливаются по типоразмерам и применяются в автомобилестроении. Пример: 480205 подшипник шариковый радиальный однорядный с двумя уплотнениями с широким внутренним кольцом и сферической наружной поверхностью наружного кольца ГОСТ 24850-81 применяется ведущий вал снегохода Тайга.

Подшипники скольжения

Подшипники скольжения

Подшипники скольжения применяются в машиностроении, автомобилестроении, при изготовлении узлов гребных винтов на кораблях. Способны выдерживать большие нагрузки при больших оборотах, плавность и точность хода. Обязательное условие эксплуатации наличие смазки. К разновидностям этих подшипников относятся шарнирные подшипники или шаровые подшипники применяются в рулевых тягах автомобилей. Пример: подшипник ШСШ25К подшипник шарнирный подвижный с канавкой для смазки.

Опорные подшипники

В узлах механизмов, с большими статическими и динамическими нагрузками при маленьких оборотах применяются опорные подшипники. Пример опорного подшипника саленблок автомобиля.

Подшипник линейного перемещения

Подшипник линейного перемещения

Для линейных перемещений узлов в механизмах, где не возможно применение подшипников качения, к примеру, каретки токарных станков, используются линейные подшипники.

Подшипник. Виды и применение. Особенности и как выбрать

Подшипник – это сборный узел, применяемый в качестве поддерживаемой оборачиваемой опоры с минимальным трением и сопротивлением. Используется для установки на валы, оси и прочие подвижные детали. Обеспечивает вращение или качение, создавая при этом почти ничтожное сопротивление.

Рабочие параметры и как выбрать подшипник

Сфера применения подшипников очень обширна, так как они входят в конструкцию любого транспорта, бытовой техники, различных промышленных механизмов и агрегатов. Все они работают в разных условиях с определенными нагрузками. Для каждого назначения производятся определенные типы подшипников. Они могут иметь одинаковые внешние параметры, в том числе и размер, но отличаться по ключевым характеристикам.

При выборе подшипника для установки важно учитывать его особенности:

  • Радиальную и осевую нагрузку.
  • Максимальную скорость.
  • Посадочные размеры.
  • Класс точности.
  • Уровень шума.
  • Уровень вибрации.
  • Максимально допустимую рабочую температуру.

Подшипники могут быть изготовлены из различных сплавов и с применением определенных способов термообработки. Эти параметры являются ключевыми при определении радиальной и осевой нагрузки узла вращения. При выборе подшипника важно, чтобы эти параметры соответствовали необходимым.

В описании характеристик подшипников производителем указывается максимальная скорость оборотов, на которую они рассчитаны. Важно устанавливать только те, которые имеют в своем рабочем диапазоне необходимое значение вращения. Одни подшипники применяют для крепления валов редукторов с малой угловой скоростью, другие, к примеру, устанавливаются на ротор электромотора, который выдает 10 тыс. об/мин. Внешне они могут быть одинаковыми, но если их поменять местами, то обычный быстро заклинит или развалится.

Podshipnik 2

Одним из важнейших параметров при выборе подшипника выступают его посадочные размеры. Они включают диаметр внутренней и наружной обоймы, а также ширину. Встречаются тысячи вариаций размеров, отличающихся по отдельным параметрам на значение всего 1 мм.

Также подшипники отличаются между собой по шумности и уровню вибрации. Причем это проявляется в большей мере при повышении скорости оборотов. Образцы более высоких классов точности работают мягче и тише, поэтому используются на механизмах с высоким угловым ускорением.

Также важным параметром выступает рабочая температура использования. Для горячей среды, к примеру, узлов двигателя внутреннего сгорания или коробки переключения передач автомобиля, ведется производство подшипников из термостойкой стали, с минимальным линейным расширением.

Типы подшипников

Существует несколько принципиально отличающихся между собой типов подшипников:
  • Шариковые.
  • Роликовые цилиндрические.
  • Роликовые конические.
  • Самоустанавливающиеся.
  • Игольчатые.
  • Упорные шариковые.
  • Упорные роликовые.

Каждый тип имеет свою специфику при использовании в конкретных условиях. Одни отличаются простотой смазки и производства, другие могут работать в условиях большой опорной нагрузки или на высоких оборотах.

Читайте также  Коды ошибок митсубиси аутлендер
Шариковый подшипник

Это классическая очень распространенная конструкция. Она состоит из круглых стальных шариков, которые располагаются между двумя кольцами, называемыми обоймы. Внутри последних имеются дорожки. За счет этого шарики катаются между ними, но не могут сместиться в сторону, как и сами обоймы.

SHarikovye podshipniki

Все шарики располагаются по окружности с одинаковым зазором между собой, так как разделяются сепаратором. Это не несущая деталь, а только поддерживающая. Она предотвращает сближение шариков под одну сторону. В противном случае между обоймами появится зазор, и подшипник сможет рассыпаться.

Форма шариков позволяет им касаться обойм точечно. Естественно, чем меньше площадь контакта, тем ниже сопротивление при вращении. Густая смазка в таких подшипниках помещается сбоку, благодаря этому шарики всегда смазаны.

Роликовые цилиндрические

Подшипник этой конструкции очень похож на шариковый. Отличие заключается в том, что в качестве тел качения в нем применяются цилиндрические ролики. Это увеличивает площадь контакта с поверхностью внутренней и внешней обоймы. Как следствие данная конструкция обладает большим противодействием.

Rolikovye tsilindricheskie podshipniki

Роликовые цилиндрические подшипники за счет линейной точки опоры на каждом теле качения способны нести большую радиальную нагрузку. Они превосходят в этом плане шариковые устройства аналогичного типоразмера в 1,5-2 раза. При этом нужно отметить, что ролики на отдельных подшипниках могут располагаться в несколько рядов.

Для размещения роликов проточка для их качения на обоймах делается шире. Также требуется изготовления широкого сепаратора. В целом производство такого изделия более сложное и затратное в плане расхода материала, однако фактическая разница между роликовыми и шариковыми подшипниками несущественная.

Роликовые конические

Имеют в качестве элементов качения ролики конической формы. Это делает механику работы устройства более устойчивой к осевому воздействию. При этом их радиальная стойкость по факту остается аналогично высокой, как и у обычных роликовых цилиндрических конструкций.

Rolikovye konicheskie podshipniki

Именно подшипники этого типа применяются для установки на ступицы автомобилей. Они подходят для этого лучше всего. Уклон роликов располагается таким образом, что при ударе о колесо, те могли устоять. Возможно расположение элементов качения в два ряда. В таком случае с одной стороны они имеют уклон зеркально отображенный относительно второй. Это делает такую конструкцию стойкой к осевому воздействию с любой стороны.

Самоустанавливающийся

Это двухрядный подшипник, у которого наружная обойма имеет сферический изгиб. Благодаря этому при монтаже она устанавливается ровно, несмотря на перекос внутреннего кольца на валу или оси. Это позволяет компенсировать неравномерный износ посадочного места, его деформацию в результате изгиба и прочие дефекты.

Samoustanavlivaiushchiesia podshipniki

Самоустанавливающиеся подшипники обладают достаточно хорошей стойкостью к осевой нагрузке, но в большей мере они рассчитаны на радиальную. Чаще всего их ставят на прокатные станки, вентиляторы с высокой скоростью оборотов, опоры тяжелых узлов и агрегатов.

Игольчатый

Это подшипник практически полностью повторяющий конструкцию роликового цилиндрического. Только в нем в качестве тел качения используются тонкие прутики иголки. Их малое сечение позволяет минимизировать посадочный размер подшипника.

Igolchatye podshipniki

Эта конструкция аналогичная по стойкости, что и роликовая цилиндрическая, но более дешевая в исполнении за счет сниженного расхода металла. Максимальная скорость вращения таких устройств невысокая. Однако во многих случаях этого достаточно для установки в двигателе внутреннего сгорания, поэтому назвать такую конструкцию ненадежной нельзя. Стоит все же отметить специфический шум при вращении игольчатого подшипника с износом. Поврежденные затертые иголки на высоких оборотах создают весьма специфический звук, хорошо различимый на слух от повреждений на прочих конструкциях подшипников.

За счет малого наружного диаметра они используются в самых разнообразных механизмах. Их можно встретить даже в таких простых, как: держатель туалетной бумаги, принтер, копировальный аппарат, ручной электроинструмент и т.д.

Упорный шариковый

Это также подшипник, элементом качения которого выступают шарики. Однако на этом сходство между ними заканчивается. Они рассчитаны на противодействие высоким осевым нагрузкам. Радиальное влияние на такие устройства весьма ограничено, в идеале оно должно вообще отсутствовать.

Upornyi sharikovyi podshipnik

Особенность этой конструкции в том, что шарики упираются точками параллельно оси вращения. Это и создает нужную стойкость. Такая система может быть как однорядной, так и двухрядной.

Упорные роликовые

Имеют еще большую стойкость к осевой нагрузке. Отличие такой конструкции от классической в том, что внутренняя и наружная обоймы стыкуются между собой сбоку. В связи с этим и форма сепаратора в ней отличается от привычной.

Upornyi rolikovyi podshipnik

Подшипники могут иметь как цилиндрические, так и конические ролики. Причем последние держат самые высокие осевые удары. Также возможно исполнение устройства со сфероконическими роликами, что позволяет им само устанавливаться.

Особенности износа подшипников

Хотя каждый подшипник имеет сравнительно небольшой уровень трения при вращении, но все же отличается склонностью к износу. Для минимизации этого требуется обеспечение смазки элементов качения. Для этого в большинстве случаев применяется густая смазка. Она может быть помещена внутрь заводом изготовителем, или же наносится непосредственно в момент выполнения установки.

По мере вращения элементы качения стирают обойму, увеличивая зазоры. Их расширение влечет появление люфта. Тот является причиной повреждения сепаратора и нарушения расположения тел качения. Симптомами износа подшипников является появление биения при их работе, характерный свист в результате трения, трещины обойм, заклинивание. Последнее происходит при появлении ржавчины, что бывает на плохо смазанном механизме с большим простоем.

В связи с этим важно периодически диагностировать подшипники и выполнять их замену. Так как подшипники сажаются в посадочное место плотно, то их демонтаж сопровождается массой трудностей. Специально для облегчения этого применяются специальные съемники для подшипников. С этим инструментом можно выполнять демонтаж как из валов, так и посадочных отверстий.

Типы и виды подшипников

В наше время трудно представить себе механизм, который бы не имел подшипников. Их основная функция – обеспечить вращение одних деталей относительно других, без износа соприкасающихся поверхностей и значительных потерь на трение. По принципиальной конструктивной схеме эти детали делятся на два вида – подшипники скольжения и подшипники качения.

Подшипники скольжения

Конструктивно такие детали представляют собой корпус, в который вставлен вкладыш (втулка) из антифрикционного материала. Именно в нее вставляется опорная поверхность вала (цапфа). Между вкладышем и цапфой находится слой смазки. Это слой может быть создан тремя способами:

  • Подачей через специальное отверстие жидкой смазки под давлением;
  • Заранее нанесение на вкладыш пластинчатой или твердой смазки (дисульфида молибдена, графита);
  • Выделением жидкой смазки из пористого вкладыша при вращении в нем вала (самосмазывающиеся подшипники).

По направлению восприятия усилий подшипники скольжения делятся на:

Втулки скольжения

Рассчитаны на усилия, направленные по радиусу вкладыша. Они используются в качестве промежуточных, а также концевых опор вала в случае, если исключены осевые нагрузки (как правило, осевые нагрузки воспринимает только одна концевая опора).

Опорные подшипники

(их еще называют осевые или подпятники) – могут воспринимать радиальные и осевые усилия.

Самоустанавливающиеся подшипники

Обеспечивают самоустановку (плотное прилегание) вкладыша к цапфе. Устанавливаются для компенсации неточностей монтажа и в случаях сильных вибраций и биения вала.

Преимущества и недостатки подшипников скольжения

Преимущества:

  • Возможность создания разъемной конструкции. Это позволяет использовать такие детали, где принципиально невозможно использование подшипников качения (пример – коленчатые валы);
  • Возможность восприятия очень больших радиальных нагрузок. В аналогичных условиях подшипники качения получаются очень крупногабаритными;
  • Для обеспечения вращения с очень большой частотой (n > 10 000 об/мин). Из-за громадных инерционных нагрузок подшипники качения просто разлетятся;
  • Минимальные габариты в радиальном направлении;
  • Простота и дешевизна конструкции;
  • Возможность работы в среде с большим загрязнением и химической агрессивностью.
  • Требуется постоянный уход;
  • Большой расход смазки;
  • Маленький срок службы.

Подшипники качения

Представляют собой кольцо, в которое вставлена цилиндрическая обойма. Вращение обоймы относительно внешнего кольца обеспечивается телами качения – шариками или роликами. В большинстве моделей эти тела качения отделены друг от друга при помощи сепаратора (для уменьшения износа). Обойма запрессовывается на вал и вращается с ним, как одно целое.

Существует несколько классификаций подшипников качения:

По допустимому направлению нагрузки:

Радиальные

Упорные (осевые)

Радиально-упорные

Предназначены преимущественно для работы с радиальной нагрузкой, но могут воспринимать и определенную осевую составляющую.

Упорно-радиальные

Предназначены для восприятия в основном осевых усилий, но могут работать и с определённой радиальной нагрузкой.

По виду тел качения:

Шариковые

Роликовые

В них тела качения имеют форму:

  • цилиндров;
  • конусов;
  • иголок (игольчатые ролики) – цилиндрические ролики, в которых длина в 5-10 раз больше диаметра;
  • бочек (бочкообразные ролики).

По числу рядов тел качения:

Однорядные

Двухрядные

По способности к самоустановке:

Самоустанавливающиеся

Обойма вместе с валом может отклоняться на определенный угол от диаметральной плоскости внешнего кольца.

Несамоустанавливающиеся

Преимущества и недостатки подшипников качения

Преимущества:

  • Огромное количество стандартизованных типоразмеров и видов;
  • Минимальное трение и нагрев;
  • Минимальный расход смазки.
  • Большой вес;
  • Большие радиальные размеры;
  • Чувствительность к ударным нагрузкам;
  • Слабая устойчивость к вибрации (к тому же они сами являются генератором вибрации).

Как правильно выбрать подшипник

При выборе подшипника учитываются разные факторы: сфера применения, условия эксплуатации, направление и величина нагрузок, частота вращения вала, температура, допустимые габаритные размеры и другие характеристики.

Следует понимать, что одним и тем техническим характеристикам и условиям эксплуатации могут удовлетворять несколько видов и типов подшипников. Если вы все еще сомневаетесь, то можете проконсультироваться со специалистами нашей компании, они помогут подобрать самый оптимальный вариант под ваши требования.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: