Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Упорные роликовые подшипники: типы и как устроены

Подшипники. Что такое подшипник?
Классификация подшипников

Подшипник — это техническое устройство, являющееся частью опоры, которое поддерживает вал, ось или иную конструкцию, фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение, качание или линейное перемещение (для линейных подшипников) с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку на другие части конструкции.

Подшипники обладают следующими параметрами

  • максимальная динамическая и статическая нагрузка
  • посадочные размеры
  • максимальная скорость
  • класс точности
  • требования к смазке
  • шумы подшипника
  • вибрации подшипника
  • ресурс подшипника
  • представлены подшипниками качения

Подшипники общепромышленного назначения делятся на два основных вида:

  • подшипники качения
  • подшипники скольжения

Подшипники качения

Подшипники качения работают преимущественно на трение качения (имеются только небольшие потери на трение скольжения между сепаратором и телами качения) поэтому по сравнению с подшипниками скольжения снижаются потери энергии на трение и уменьшается износ. Закрытые подшипники качения (имеющие защитные крышки) практически не требуют обслуживания (замены смазки), открытые — чувствительны к попаданию инородных тел, что может привести к быстрому разрушению подшипника.

Подшипники качения состоят из двух либо нескольких обойм, тел качения и сепаратора (некоторые типы подшипников могут быть без сепаратора), отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение.

Имеются подшипники качения, изготовленные без сепаратора. Такие подшипники имеют большее число тел качения и большую грузоподъемность. Однако, предельные частоты вращения бессепараторных подшипников значительно ниже, вследствие повышенных моментов сопротивления вращению.

Подшипники качения разделяют

  • по форме тел качения
    шариковые и роликовые, причем последние могут быть цилиндрическими короткими, длинными и игольчатыми, а так же бочкообразными, коническими и витыми — пустотелыми;
  • по направлению воспринимаемой нагрузки
    радиальные, предназначенные для восприятия только радиальных или преимущественно радиальных сил, радиально-упорные — для восприятия радиальных и осевых сил;
  • по числу рядов тел качения
    одно, двух и четырехрядные;
  • по чувствительности к перекосам
    самоустанавливающиеся (позволяют до 3° перекос) и несамоустанавливающиеся

Виды подшипников качения

Шариковые подшипники качения
  • шариковые радиальные
  • шариковые радиальные самоустанавливающиеся (сферические)
  • шариковые радиально-упорные
  • шариковые упорные
  • шариковые радиальные для корпусных узлов
Роликовые подшипники качения с цилиндрическими роликами
  • роликовые радиальные
  • роликовые упорные
Роликовые подшипники качения с коническими роликами
  • роликовые радиально-упорные (конические)
  • роликовые упорные (конические)
Роликовые подшипники качения со сферическими роликами
  • роликовые радиальные самоустанавливающиеся (сферические)
  • роликовые упорные самоустанавливающиеся (сферические)
Роликовые подшипники качения с игольчатыми роликами
  • игольчатые радиальные
  • игольчатые упорные
  • игольчатые комбинированные
Другие подшипники качения
  • роликовые радиальные тороидальные подшипники;
  • роликовые радиальные подшипники с витыми роликами;
  • шариковые и роликовые опорные ролики;
  • комбинированные подшипники;
  • опорно-поворотные устройства.

Подшипники скольжения

В подшипнике скольжения трение происходит при скольжении сопряжённых поверхностей. Радиальный подшипник скольжения представляет собой корпус, имеющий цилиндрическое отверстие, в которое вставляется рабочий элемент — вкладыш, или втулка из антифрикционного материала и смазывающее устройство.

Смазка является одним из основных условий надёжной работы подшипника и обеспечивает низкое трение, разделение подвижных частей, теплоотвод, защиту от вредного воздействия окружающей среды.

Роликовые подшипники, роликоподшипники

Это подшипники качения с роликами внутри. Форма роликов и дорожек качения определяет типы роликовых подшипников и их назначение: цилиндрические (подтип – игольчатые) для радиальных нагрузок; конические для комбинированных нагрузок; сферические и тороидальные – самоустанавливающиеся.

Роликоподшипник
Модель роликового подшипника

Роликовые подшипники – это подшипники качения, в которых используются ролики. Роликом считается любое тело качения, не являющееся шариком, то есть имеющее форму, отличную от шарообразной: цилиндрическую, коническую или бочкообразную. Ролики располагаются между кольцами по окружности в один или несколько рядов и катятся по прилегающим поверхностям колец. Между роликом и поверхностью качения образуется линия контакта. Под нагрузкой из-за упругой механической деформации она расширяется до пятна контакта в виде узкой полосы. Его площадь намного больше, чем у пятна контакта в шарикоподшипниках, поэтому по сравнению с ними роликовые подшипники имеют более высокую грузоподъемность, но меньшую допустимую скорость вращения.

Поиск по обозначению

Роликоподшипники классифицируются по форме роликов – цилиндрические, игольчатые, конические и сферические, и числу их рядов – однорядные роликовые подшипники, двухрядные роликовые подшипники и многорядные роликовые подшипники.

Подшипники с цилиндрическими роликами – самый распространенный тип. Они предназначены для высоких радиальных нагрузок. Особенностью цилиндрических роликоподшипников является наличие на кольцах качения бортов, ограничивающих осевое перемещение роликов. При необходимости плавающей конфигурации, борта размещаются только на одном кольце.

Разновидностью цилиндрических роликоподшипников являются подшипники с игольчатыми роликами. Длина игольчатого ролика, по крайней мере, в 5 раз больше его диаметра. Игольчатые роликоподшипники занимают очень мало места по диаметру.

Конические роликоподшипники устроены таким образом, что все поверхности тел и дорожек качения являются усеченными коническими поверхностями, сходящимися в одной точке. Таким образом, оси роликов образуют с осью подшипника угол контакта. Важно отметить, что он отличается от угла контакта в радиально-упорных шарикоподшипниках – по сути, с геометрической точки зрения это дополнительные углы. Конические роликовые подшипники отлично воспринимают тяжелые комбинированные нагрузки.

В сферических роликовых подшипниках поверхности качения имеют сферическую форму, а ролики – форму бочки. Благодаря особенностям конструкции, подшипники со сферическими роликами являются самоустанавливающимися. Обычные сферические роликоподшипники содержат два ряда роликов, редко – один ряд роликов. Их вариантом являются тороидальные роликоподшипники с поверхностями качения, имеющими форму тора, и одним рядом роликов.

Большинство роликовых подшипников однорядные, почти так же широко распространены двухрядные; модели с большим количеством рядов используются реже. Двухрядные роликовые подшипники могут выдерживать комбинированные силовые нагрузки, многорядные хорошо справляются с моментными нагрузками.

Роликовые подшипники широко используются в промышленности для тяжелых нагрузок и специфических условий работы, например, в прокатных станах и мощных электрогенераторах.

По сравнению с шариковыми подшипниками роликовые обладают более высокой грузоподъемностью, но сильнее нагреваются и имеют меньшую предельную скорость вращения.

Типы подшипников

Подшипником называют опору или направляющую, определяющую положение движущихся частей по отношению к другим частям механизма. Подшипники качения работают преимущественно при трении качения и состоят из двух колец, тел качения и сепаратора, отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба — дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения.

В некоторых узлах машин в целях уменьшения габаритов, а так же повышения точности и жестокости применяют так называемые совмещенные опоры: дорожки качения при этом выполняют непосредственно на валу или на поверхности корпусной детали.

Некоторые подшипники качения изготавливают без сепаратора. Такие подшипники имеют большое число тел качения и большую грузоподъемность. Однако предельные частоты вращения безсепараторных подшипников значительно ниже вследствие повышенных моментов сопротивления вращению.

Нагружающие подшипник силы подразделяют на:

  • радиальную, действующую в направлении, перпендикулярном оси подшипника.
  • осевую, действующую в направлении, параллельном оси подшипника.

Подшипники качения классифицируют по следующим признакам:

  • по форме тел качения;
  • по направлению воспринимаемой;
  • по числу рядов тел качения;
  • по основным конструктивным признакам.

Радиальные подшипники

Однорядные радиальные шариковые подшипники предназначены для несения преимущественно радиальных нагрузок, но могут одновременно нести значительные осевые нагрузки.

Осевая жесткость шариковых подшипников невелика. Осевое перемещение внутренней обоймы относительно наружной под высокой нагрузкой достигает нескольких десятых миллиметра. Жесткость парных установок можно повысить предварительным натягом подшипников.

Однорядные шариковые подшипники благодаря точечному контакту обладают наименьшим среди всех подшипников коэффициентом трения и наиболее приспособлены для высоких частот вращения.

Двухрядные радиальные шариковые подшипники отличаются повышенной несущей способностью, но более чувствительны к перекосам.

Двухрядные шариковые сферические подшипники обладающие самоустанавливаемостью, применяют там, где возможны упругие деформации вала или смещение оси одного подшипника относительно оси другого. Осевая жесткость подшипников невелика.

Шариковые радиально-упорные подшипники предназначены для несения одновременно радиальных и осевых нагрузок.

Одиночную установку радиально-упорных подшипников применяют только при постоянной по направлению осевой нагрузки (например, на вертикальных валах). В большинстве случаев применяют парную установку, замыкаемую затяжкой обойм (наружных и внутренних). Радиально-упорные подшипники в парной установке с натягом обеспечивают практически беззазорные центрирование и осевую фиксацию вала.

Радиальные роликовые подшипники предназначены для несения высоких радиальных нагрузок при отсутствии осевых. (Несущая способность роликовых подшипников в 1,5 — 2 раза больше, чем у шариковых такого же размера).

Читать еще:  Как осуществляется крепление поликарбоната к металлическому каркасу

Игольчатые подшипники с роликами малого диаметра и большой длины применяют в стесненных радиальных размерах для несения повышенных радиальных нагрузок при малых частотах вращения.

Цилиндросферические подшипники, у которых торцы роликов выполнены по сфере, могут наряду с радиальными нагрузками воспринимать довольно значительные осевые нагрузки. Условие чистого качения на торцах роликов не соблюдаются.

Двухрядные роликовые самоустанвливающиеся подшипники с бочкообразными роликами выгодно отличаются от сферических шариковых подшипников повышенной радиальной и осевой несущей способностью. Условие качения в этих подшипниках соблюдаются неполностью.

Конические роликовые подшипники применяют для несения высоких радиальных и осевых нагрузок. В одиночной установке конические роликовые подшипники применяют только как упорные (преимущественно на вертикальных валах), обычно их устанавливают парно. Замыкание осуществляется установкой обоих подшипников зеркально один по отношению к другому, с затяжкой парных (наружных или внутренних) обойм, обеспечивающей беззазорные центрирование и осевую фиксацию вала.

Упорные подшипники

Однорядные шариковые упорные подшипники предназначены для несения осевых нагрузок в одном направлении. Радиальной нагрузки упорные шариковые подшипники воспринимать не могут. Их применяют только в сочетании с радиальными подшипниками (скольжения или качения).

Двухрядные шариковые подшипники предназначены для восприятия осевых нагрузок в обоих направлениях. Частота вращения шариковых упорных подшипников ограничена. Под действием повышенных центробежных сил шарики смещаются с беговых канавок (особенно при пульсирующей нагрузке), вследствие чего правильная работа подшипника нарушается.

Упорно-радиальные шариковые подшипники могут наряду с осевыми нагрузками нести довольно значительные радиальные нагрузки.

Упорные подшипники с цилиндрическими роликами состоят из двух плоских колец, между которыми катятся цилиндрические ролики. Частота вращения их крайне ограничена. Применяют в низкооборотных тяжелонагруженных опорах.

Упорные подшипники с коническими роликами выполняют с конусами, вершины которых сходятся на оси подшипника, что обеспечивает правильное качение роликов.

Сферические подшипники обладают свойством самоустанавливаемости и могут нести большие радиальные и осевые нагрузки. Условие правильного качения роликов подшипников соблюдается неполностью.

Подшипники с разъемными обоймами

Для несения повышенных осевых и радиально-осевых нагрузок применяют подшипники с разъемной в экваториальной плоскости наружной или, реже, внутренней обоймой. Разъем позволяет увеличить число шариков и углубить беговые канавки.

Подшипники со встроенными уплотнениями

Выпускается несколько типов.

Односторонние и двухсторонние защитные шайбы предохраняют подшипники от проникновения грязи. Во внутренних установках они служат для защиты подшипников от избыточной смазки.

Для уплотнения подшипников в концевых установках применяют шайбы, опрессованные эластомерами, или фетровые сальники.

Подшипники одноразовой смазки, во внутреннюю полость которых при выпуске с завода закладывают мерное количество пластической смазки, уплотняют шайбами или двухсторонними фетровыми сальниками.

Маркировка подшипников состоит из условного обозначения и стандартизована в соответствии ГОСТ 3189 и условного обозначения завода-изготовителя.

Подшипники — Качения

1. Подшипники шариковые радиальные однорядные предназначены для восприятия радиальных нагрузок, а также осевых нагрузок в обоих направлениях, особенно при увеличенных радиальных зазорах. При этом осевые нагрузки могут достигать 70% неиспользованной радиальной.

Подшипники обладают значительной быстроходностью при соответствующих конструкциях, материале сепаратора и соответствующем смазывании.

Радиальные шарикоподшипники фиксируют положение вала относительно корпуса в обоих направлениях. Не являясь самоустанавливающимися, эти подшипники допускают без уменьшения долговечности лишь небольшие перекосы валов в опоре (до 0,5°), величина которых зависит от внутренних зазоров. При этом подшипники должны вращаться с небольшой частотой. Число конструктивных разновидностей данных подшипников достаточно велико, и большинство их стандартизировано.

2. Подшипники радиально-упорные шариковые предназначены для восприятия комбинированных нагрузок (радиальных и осевых). Могут воспринимать чисто осевую нагрузку. Осевая грузоподъемность их зависит от угла контакта.

При этом подшипники некоторых типов способны воспринимать осевую нагрузку только в одном направлении. Радиально-упорные шарикоподшипники с трех- и четырехточечным контактом могут воспринимать осевые нагрузки в обоих направлениях. Преимущественно применяются при средних и высоких числах оборотов.

Радиально-упорные шарикоподшипники воспринимающие только односторонние осевые нагрузки, требуют установку еще одного подшипника, фиксирующего вал в обратном направлении.

Часто решение достигается посредством установки специально подобранных пар подшипников, которые имеют отрегулированный одинаковый зазор или натяг.

3. Подшипники радиальные шариковые сферические предназначены для восприятия радиальных и незначительных осевых нагрузок. Не рекомендуется для восприятия значительных осевых нагрузок, так как в этом случае нагружается один ряд шариков и, следовательно, снижается грузоподъемность. При качательном движении эти подшипники работают лучше, чем радиальные однорядные шарикоподшипники.

Подшипники фиксируют положение вала в осевом направлении в обе стороны. Конструктивно они состоят из двух рядов шариков, внутреннего кольца с двумя дорожками качения и наружного с одной сферической дорожкой качения, что позволяет внутреннему кольцу с комплектом шариков поворачиваться вокруг центра подшипника, т.е. Самоустанавливаться.

4. Подшипники упорные (упорно-радиальные) шариковые допускают значительно меньшую частоту вращения по сравнению с другими типами шариковых подшипников, так как дорожки качения могут воспринимать лишь ограниченные центробежные нагрузки, возникающие при движении шариков. Выпускаются подшипники со штампованным или массивным сепаратором следующих разновидностей:

Упорные шариковые подшипники применяются в тихоходных редукторах, в шпинделях и вращающихся центрах металлорежущих станков, в домкратах, задвижках, поворотных устройствах и т.п.

Упорно-радиальные шариковые подшипники устанавливают в качестве поворотных опор. Они могут воспринимать радиальную, осевую и моментную нагрузку. Подшипники изготавливают с наружными и внутренними кольцами, имеющими отверстия для их крепления в опорном узле, а так же с наружным или внутренним зубчатым венцом.

1. Подшипники радиальные роликовые с короткими цилиндрическими роликами предназначены для восприятия значительных радиальных нагрузок, и только некоторые из них дополнительно воспринимают кратковременные небольшие осевые нагрузки. По быстроходности эти подшипники почти не уступают радиальным однорядным шариковым подшипникам. Требуют точной соосности посадочных мест.

Выпускаются подшипники с короткими цилиндрическими роликами со штампованными, массивными, пластмассовыми сепараторами или бессепараторные, однорядные, двухрядные, или многорядные. Штампованные сепараторы изготавливаются из низкоуглеродистой стали, массивные — из латуни или алюминиевых сплавов, пластмассовые — из полиамида.

Бессепараторные подшипники обладают максимальной грузоподъемностью за счет полного заполнения роликами.

2. Подшипники роликовые радиально-упорные с коническими роликами воспринимают радиальные и осевые нагрузки. Способность воспринимать осевые нагрузки зависит от угла контакта дорожки качения наружного кольца. При его увеличении осевая грузоподъемность возрастает, при этом уменьшается радиальная.

Допустимые частоты вращения конических роликоподшипников по сравнению с подшипниками, имеющими цилиндрические ролики, значительно ниже, они примерно такие же, как у сферических роликоподшипников. Конические роликоподшипники разъемные, что позволяет производить раздельный монтаж и демонтаж наружных и внутренних колец с комплектом роликов.

3. Подшипники радиальные роликовые сферические предназначены для восприятия тяжелой радиальной нагрузки, но могут одновременно воспринимать и осевую нагрузку, действующую в обоих направлениях и не превышающую 25% величины неиспользованной допустимой радиальной нагрузки.

Они способны компенсировать значительную несоосность, образовавшуюся в результате прогиба вала под действием нагрузки, а также вследствие технических погрешностей при обработке посадочных поверхностей или сборки узла. Работоспособность подшипников сохраняется при перекосах оси внутреннего кольца относительно оси наружного кольца до двух градусов. Фиксируют вал в осевом направлении в обе стороны в пределах имеющихся осевых зазоров.

Сферические радиальные роликовые подшипники применяются в опорах узлов и механизмов, где действуют большие радиальные нагрузки и неизбежна несоосность посадочных мест. Это мощные насосы, вентиляторы, редукторы, а также лесопильные рамы, гребные валы, прокатные станы.

4. Подшипники упорные (упорно-радиальные) роликовые воспринимают большие осевые нагрузки. Подшипники некоторых конструктивных групп могут воспринимать дополнительно незначительную радиальную нагрузку. Допускают значительно меньшие скорости вращения в сравнении с подшипниками других типов.

Массивные сепараторы изготавливаются из цветных металлов или стали.

Упорные роликовые подшипники применяются в прокатных станах, глобоидных редукторах, столах металлорежущих станков, вертлюгах нефтедобывающих машин.

5. Радиальные роликовые подшипники с длинными цилиндрическими или игольчатыми роликами обладают максимальной радиальной грузоподъемностью при минимальных габаритах. Осевые нагрузки игольчатые роликоподшипники воспринимать не могут.

Предельная частота вращения этих подшипников меньше, чем у обычных роликоподшипников. Однако эти подшипники хорошо работают в условиях большой частоты качения одного из колец.

Подшипники требуют точной соосности посадочных мест в опоре.

6. Подшипники с витыми роликами воспринимают только радиальные нагрузки, не фиксируя вал в осевом направлении. Могут воспринимать ударные нагрузки и малочувствительны к загрязнению. По сравнению с подшипниками с цилиндрическими роликами они имеют примерно вдвое меньшую грузоподъемность и могут работать при небольших частотах вращения.

Читать еще:  Хотите купить универсальный круглошлифовальный станок в Москве?

В случае применения подшипников без внутреннего кольца или без колец, твердость поверхности вала и корпуса должна быть не ниже 46 — 51 HRC.

Подшипники с витыми роликами применяются в тихоходных узлах, не требующих точности вращения: в рольгангах прокатных станов, узлах сельскохозяйственных машин, на трансмиссионных валах металлургического оборудования.

Все о подшипниках

Подшипник — изделие, являющееся частью опоры или упора, которое поддерживает вал, ось или иную подвижную конструкцию с заданной жёсткостью. Фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение, качение или линейное перемещение (для линейных подшипников) с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку от подвижного узла на другие части конструкции.

История подшипника насчитывает уже много лет.

К I в. н.э. археологи приписывают найденные поворотные круги, напоминающие по принципу действия шарикоподшипники.

В XVIII веке появились подшипники для станочного инструмента.

В XIX веке сконструирован подшипник колеса железнодорожного вагона.

В 1853 г. Фридрих Фишер сконструировал машину для шлифования стальных шариков, что послужило основой создания компании по производству подшипников FAG.

В 1898 г. Генри Тимкеном, основателем американского производителя подшипников и стали The Timken Company, установлен на повозку с лошадьми конический подшипник.

В 1907 г. Свеном Вингквистом нарисован эскиз подшипника качения. Для производства была основана компания SKF.

В 1920 г. разработаны роликовые подшипники, способные воспринимать значительные нагрузки.

В 1945 г. появились безмаслянные подшипники скольжения.

Стремительное развитие промышленности в послевоенные годы, продолжающееся до наших дней привело к появлению гибридных подшипников, подшипников с низким моментом вращения, микроподшипников для микроэлектроники, подшипников с керамическими телами качения, подшипников со встроенными датчиками оборотов и вибрации и т.д.

Самый большой прогресс в развитии подшипников был достигнут за двадцатый век, благодаря применению качественно новых материалов, а также общему стремительному развитию промышленности и технологий. Одним из последних достижений являются подшипники на основе керамики. Отличной керамикой для подшипников служит нитрид кремния: невысокая плотность, высокая твердость, стойкость против износа и заклинивания, усталости и высоких температур, высокая химическая стабильность. По сравнению со сталью керамика имеет более высокую твердость, отсюда большая упругость и лучшая стойкость при повышенных температурах. Из керамики изготавливают главным образом шарики, но иногда и кольца. Уже в 1991 г. было отмечено, что за последние 5 лет продажи керамических подшипников выросли в 10 раз. Керамические подшипники устанавливаются в авиационно-космической отрасли, вооружении, станочном оборудовании, различных приборах.

Сфера применения подшипников огромна — практически ни одна отрасль не обходится без применения подшипников. Иначе говоря, все, что вращается, вращается на подшипниках. Разновидностей подшипников довольно много, и применяются они в зависимости от условий эксплуатации в конкретном механизме. Приведем некоторые примеры применения разных типов подшипников:

Пожалуй, самая многочисленная и заметная сфера применения подшипников. В автомобилях используются шариковые радиальные подшипники (генератор, натяжные ролики, кпп, раздаточные коробки), шариковые двухрядные (муфта кондиционера, ступицы колес), роликовые конические (ступицы колес, кпп, раздаточные коробки), радиально-упорные подшипники (выжимной подшипник сцепления), игольчатые (ступичные узлы полноприводных автомобилей). Особняком стоят используемые во всех двигателях внутреннего сгорания так называемые подшипники скольжения, которые представляют собой втулку из особого сплава, через отверстие в которой в зазор между валом и подшипником под давлением подается масло. Благодаря этому вал скользит во втулке по масляной пленке, благодаря чему исключается сухое трение и износ сопрягаемых поверхностей становится минимальным.

Железнодорожный транспорт.

Здесь преобладают мощные роликовые подшипники, что связано с большой массой подвижного состава и высокими нагрузками. Хотя используются и шариковые, например в генераторах, компрессорах и прочем вспомогательном оборудовании.

Здесь есть своя специфика, обусловленная тяжелыми условиями эксплуатации. Прежде всего это температурные перепады (на эшелоне полета тепература составляет до -70С, между тем в турбине высокого давления авиационного двигателя температуры крайне высокие), перепады давления, высокие обороты (в газотурбинных двигателях). Также в этой отрасли крайне высокие требования к безопасности, и, как следствие, к качеству комплектующих. Ввиду этого в авиастроении применяются свои группы подшипников, как правило, со специальными сертификатами. Типы применяемых подшипников весьма разнообразны — миниатюрные шариковые (гироскопы, авионика, бортовое электронное оборудование), шариковые радиальные (электродвигатели приводов, механизация крыла), роликовые конические (шасси), роликовые (механиция крыла).

Машиностроение, станкостроение.

Здесь гамма подшипников самая разнообразная — от миниатюрных шариковых подшипников и высокооборотных прецезионных шпиндельных подшипников до роликовых гигантов диаметром несколько метров.

По виду трения различают:
— подшипники скольжения, в которых опорная поверхность оси или вала скользит по рабочей поверхности подшипника;
— подшипники качения, в которых используется трение качения благодаря установке шариков или роликов между подвижным и неподвижным кольцами подшипника.

Подшипник скольжения представляет собой корпус, имеющий цилиндрическое отверстие, в которое вставляется вкладыш или втулка из антифрикционного материала (часто используются цветные металлы), и смазывающее устройство. Между валом и отверстием втулки подшипника имеется зазор, который позволяет свободно вращаться валу. Для успешной работы подшипника зазор предварительно рассчитывается.

В зависимости от конструкции, окружной скорости цапфы, условий эксплуатации трение скольжения бывает:
— жидкостным, когда поверхности вала и подшипника разделены слоем жидкого смазочного материала, непосредственного контакта между этими поверхностями либо нет, либо он происходит на отдельных участках;
— граничным – поверхности вала и подшипника соприкасаются полностью или на участках большой протяженности, причем смазочный материал в виде тонкой пленки;
— сухим – непосредственный контакт поверхностей вала и подшипника по всей длине или на участках большой протяженности, жидкостной или газообразный смазочный материал отсутствует;
— газовое – поверхности вала и подшипника разделены слоем газа,трение минимально.

Подшипники скольжения имеют следующие преимущества:
— допускают высокую скорость вращения;
— позволяют работать в воде, при вибрационных и ударных нагрузках;
— экономичны при больших диаметрах валов;
— возможность установки на валах, где подшипник должен быть разъемным (для коленчатых валов);
— допускают регулирование различного зазора и, следовательно, точную установку геометрической оси вала.

Недостатки подшипников скольжения:
— высокие потери на трение и, следовательно, пониженный коэффициент полезного действия (0,95. 0,98);
— необходимость в непрерывном смазывании;
— неравномерный износ подшипника и цапфы;
— применение для изготовления подшипников дорогостоящих материалов;
— относительно высокая трудоемкость изготовления.

Подшипники качения работают преимущественно при трении качения и состоят из двух колец, тел качения, сепаратора, отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба – дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения.

В некоторых узлах машин в целях уменьшения габаритов, а также повышения точности и жесткости,применяются так называемые совмещенные опоры: дорожки качения выполняются непосредственно на валу или на поверхности корпусной детали. Некоторые подшипники качения изготовляют без сепаратора. Такие подшипники имеют большое число тел качения и, следовательно, большую грузоподъемность. Однако предельные частоты вращения бессепараторных подшипников значительно ниже вследствие повышенных моментов сопротивления вращению.

По сравнению с подшипниками скольжения имеют следующие преимущества:
— значительно меньше потери на трение, а, следовательно, более высокий КПД (до 0,995) и меньший нагрев;
— в 10. 20 раз меньше момент трения при пуске;
— экономия дефицитных цветных материалов, которые чаще всего используются при изготовлении подшипников скольжения;
— меньшие габаритные размеры в осевом направлении;
— простота обслуживания и замены;
— меньше расход смазочного материала;
— невысокая стоимость вследствие массового производства стандартных подшипников;
— простота ремонта машины вследствие взаимозаменяемости подшипников.

Недостатками подшипников качения являются:
— ограниченная возможность применения при очень больших нагрузках и высоких скоростях;
— непригодность для работы при значительных ударных и вибрационных нагрузках из-за высоких контактных напряжений и плохой способности демпфировать колебания;
— значительные габаритные размеры в радиальном направлении и масса;
— шум во время работы, обусловленный погрешностями форм; — сложность установки и монтажа подшипниковых узлов;

— повышенная чувствительность к неточности установки;
— высокая стоимость при мелкосерийном производстве уникальных по размерам подшипников.

Виды подшипников

Несмотря на то, что наш сайт не затрагивает технических характеристик тех или иных устройств, не рассказывает как собрать автомобиль своими руками или как построить деревянный сруб правильно, и посвящен он теме спиннеров для рук, я все же хотел бы затронуть тему основных типов подшипников, тем более, что я обещал эту статью в предыдущей публикации. Итак, предлагаю очень поверхностно рассмотреть какие типы подшипников существуют и более подробно остановиться на том типе, который используется в спиннерах.

Читать еще:  Какими саморезами крепить профнастил: виды, секреты монтажа

Основные типы подшипников

Можно выделить следующие типы подшипников:

  • шариковые
  • роликовые (цилиндрические, конические)
  • игольчатые
  • упорные (шариковые, роликовые)
  • двух- и многорядные

Безусловно, эксперты могут не согласиться с такой градацией, но данные типы подшипников максимально понятны для всех.

Шариковые подшипники

Наиболее распространенный тип подшипников. Шариковый подшипник состоит из:

  • наружного кольца
  • внутреннего кольца
  • тел качения (шариков)
  • сепаратора (в него заключены шарики)

На наружном и внутреннем кольцах есть желоб (беговая дорожка), по которому и катаются шарики. Благодаря точечному контакту между шариками и беговой дорожкой у данного типа подшипников минимальный момент трения, поэтому они могут развивать высокие скорости вращения. Наверное, Вы уже догадались, что в спиннерах используются именно шариковые подшипники. К ним мы еще вернемся немного позже.

Роликовые цилиндрические подшипники

По сути напоминают собой шариковые подшипники, с той лишь разницей, что в качестве тел качения используются цилиндры, а не шарики. Предназначены для несения высоких радиальных нагрузок при отсутствии осевых. Тип контакта между беговыми дорожками и роликами — линейный, скорость вращения обычно ниже, чем у шариковых.

Роликовые конические подшипники

Вместо использования цилиндров в качестве тел качения, используются конические ролики (сечением такого ролика будет трапеция). Беговые дорожки на наружном и внутреннем кольцах расположены под углом. Данный тип подшипника воспринимает комбинированные нагрузки (радиальные и осевые).

Роликовый конический подшипник

Игольчатые подшипники

В качестве тел качения используются цилиндрические тела качения — иголки. Отличаются от обычных цилиндрических подшипников прежде всего размером и более низкой себестоимостью. За счет конструктивных особенностей проигрывают в скорости вращения. На сегодняшний день — один из самых востребованных типов подшипников (после шариковых).

Упорные шариковые подшипники

Являются разновидностью шариковых подшипников, могут нести воспринимать только осевые нагрузки, радиальные — не могут.

Упорный шариковый подшипник

Упорные роликовые подшипники

Являются разновидностью роликовых подшипников. Используются в тех случаях, когда действуют большие осевые нагрузки.

Упорный роликовый подшипник

Двух- и многорядные подшипники

Этот тип подшипников включает как шариковые, так и роликовые подшипники. Отличия в том, что в них применяется несколько рядов тел качения.

Двух- и многорядные подшипники

Теперь, когда мы в общем рассмотрели основные типы подшипников, предлагаю вернуться к шариковым подшипникам и рассмотреть их подробнее.

Рассмотрим самые распространенные мифы по поводу подшипников.

Первый «миф»: класс точности

Наибольшее число споров возникает именно по этому вопросу. Что же выбрать? ABEC1, ABEC3, ABEC5, ABEC7 или ABEC9?

ABEC (Annular Bearing Engineering Committee) — комитет по разработке подшипников, являющийся частью Американской ассоциации производителей подшипников (ABMA).

Аббревиатура ABEC используется для указания точности изготовления прецизионных (высокоточных) подшипников.
Не буду терзать Вас сложными техническими вопросами, скажу лишь, что подшипник
608ZZ (тот, что используется в спиннерах для рук) не может иметь класс точности выше ABEC5! Если Вы увидите на таком подшипнике маркировку ABEC7 или ABEC9, то знайте, что это не более чем маркетинговый ход! Да и разница между классами точности исчисляется микронами, поэтому Вы не почувствуете ее ни на скейте, ни на роликах, ни при вращении спиннера. Куда важнее где и кем был произведен подшипник, какая смазка в нем используется, качество материала и т.д.

Второй «миф»: «керамика»

Бытует легенда, что керамические подшипники быстрее, чем их металлические собратья. Это отчасти верно, но нужно четко понимать для каких целей они вам нужны. Керамика по крепости никогда не сравнится с металлом. Использовать керамические подшипники в спиннерах отчасти уместно, хотя и заметить разницу будет не просто, но стоит помнить о том, что керамические подшипники стоят дороже и это отразится на конечной стоимости спиннера. В спиннере за 100-200 рублей не может быть качественного подшипника, тем более керамического.

Третий «миф»: «крепче»

Некоторые люди считают, что закрытые подшипники крепче открытых, за счет дополнительных металлических пластин. На деле это не так, потому что пластина, которая закрывает шарики не касается одного из колец и никакой дополнительной крепости не несет. Закрытый подшипник менее подвержен попаданию грязи внутрь, не более.

Четвертый «миф»: «быстрее»

Однажды в детстве я стал счастливым обладателем роликовых коньков Bauer. После китайских погремушек это был просто “космос” — коньки сами несли меня вдаль, главной проблемой было вовремя остановиться. В коньках стояли подшипники ABEC1 (об этом читайте выше). Но со временем они стали ехать медленнее. Я первым делом начал грешить на подшипники, и в итоге заменил их сразу на ABEC7. Я был полностью уверен в том, что теперь-то я полечу! Каково же было мое удивление, когда после замены скорость не изменилась… В итоге оказалось, что после нескольких лет катаний колеса изрядно стерлись и превратились в “восьмерки” и терлись о раму, из-за чего скорость упала. После смены колес ролики снова полетели, причем и на ABEC1, и на ABEC7. Но вернемся к теме скорости подшипников. Не буду утруждать Вас формулами из физики, скажу лишь, что подшипник 608ZZ может развивать скорость в сотни километров в час! Согласно каталогам производителей этот подшипник может совершать более 30 тысяч оборотов в минуту, или 500 оборотов в секунду. Становится ясно, что таких характеристик более чем достаточно для использования подшипника в спиннере.

Вообще, чем меньше подшипник, тем быстрее он может вращаться. Именно для подшипников маленького размера имеет смысл применять такое понятие, как класс точности (или так называемый ABEC, о котором можно прочитать выше).

Отдельным пунктом стоит упомянуть гибридные подшипники

“Гибридные подшипники имеют кольца из шарикоподшипниковой стали и тела качения из нитрида кремния (Si3N4). Помимо того, что гибридные подшипники являются отличными электроизоляторами, они способны работать на повышенных частотах вращения и в большинстве случаев имеют больший ресурс по сравнению с однотипными цельностальными подшипниками.” Данная фраза взята из спецификации одного из именитых производителей подшипников. Конечно же, речь идет о более серьезном использовании подшипников, нежели в спиннерах, но все же можно уяснить некоторые вещи: керамический или гибридный подшипник в первую очередь используют как изолятор электрического тока, для спиннера эта особенность бесполезна. Ресурс в данном конкретном случае также не играет никакой роли. Несмотря на это, гибридные подшипники являются “золотой серединой” при использовании в спиннерах: они относительно недорогие и развивают высокую скорость вращения.

В качестве эпилога

Я надеюсь, что у читателей появилось понимание того, какие типы подшипников существуют и чем отличаются шариковые подшипники. Не стоит смотреть на класс точности, по крайней мере верить только в него, не стоит надеяться на керамические подшипники, или их гибридных собратьев. Главное — это фабрика, которая произвела подшипник: качество материалов, оборудование. Разница между продукцией завода, производящего десятки тысяч подшипников в день для тяжелой промышленности и автомобильных концернов, и поделками из подвала с кустарным оборудованием где-то в средней Азии — колоссальна. Также важны условия хранения, например, в сыром помещении подшипник может заржаветь. А керамический подшипник из Китая за 50 центов (а то и дешевле) может плохо крутиться. Поскольку, мы занимаемся, в том числе, и производством спиннеров, то подробно изучили все нюансы, связанные с качеством сырья и комплектующих, а также с самим технологическим процессом. Помимо самого подшипника на качество вращения спиннера влияет точность обработки отверстия под него. Небольшое отклонение в допусках/посадках и подшипник встанет с усилием, а значит сильно потеряет в скорости вращения. Интернет-магазин glam-flash качественно отбирает все товары, полностью проверяет их работоспособность, надежно упаковывает и отправляет товар по всей стране. Вы вправе вернуть товар без объяснения каких-либо причин в 14-дневный срок. Всего два условия: товар должен иметь товарный вид и мы не вернем Вам деньги за доставку, потому что пользуемся услугами курьерских служб. Читайте наши обзорные статьи, анонс будет позже!

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector