Шарикоподшипники – самый популярный и распространенный вид подшипников. Они представляют собой детали, в которых телами качения являются шарики, которые заключены в штампованные сепараторы и движутся по специальным внутренним дорожкам. Дорожки находятся на внутренней поверхности колец.
Шарикоподшипники однорядного радиального типа используются для того, чтобы воспринимать осевые и радиальные нагрузки. От упорных подшипников их отличает высокая степень быстроходности при интенсивной частоте вращения и таких же интенсивных нагрузках.
Радиальные шариподшипники используются в бытовой технике, в разнообразных электродвигателях, небольших высокоскоростных редукторах, в медицинском оборудовании и деревообрабатывающих станках. Они предотвращают смещение движущегося вала в двух основных направлениях относительно корпуса.
Шариковые подшипники радиально-упорного вида применяются в различных видах насосов, электродвигателей и в станочных шпинделях.
Строение шарикового подшипника
|
Наружное кольцо |
Внутреннее кольцо |
тела качения |
Полимерный сепаратор |
Штампованный сепаратор |
Сепаратор механически обработанный |
|
|
|
|
|
|
|
.
Роликовые цилиндрические подшипники
В качестве тел качения у роликовых подшипников используют цилиндрические ролики, которые заключены в сепараторы. Такие подшипники используют при необходимости воспринимать высокие радиальные нагрузки, если при этом отсутствуют осевые. Роликовые подшипники почти не уступают шариковым по быстроходности, но при этом они требуют точной координации осей посадочных мест. Если же соосность отсутствует, то возникает кромочное давление на дорожки качения, что негативно влияет на долговечность таких подшипников.
Роликовые подшипники с короткими роликами могут иметь разные конструктивные особенности, в зависимости от того, как расположены на внутренних и внешних кольцах борта. Существует восемь стандартных видов таких подшипников. Кроме того, применяются роликоподшипники с отверстиями конической либо цилиндрической формы на внутренних кольцах.
Стандартизированы также и роликовые подшипники без какого-либо одного кольца. Такие подшипники изготавливают с массивным сепаратором или со штампованным сепаратором. Подшипники с массивным сепаратором центрируют по двухбортовому кольцу.
При изготовлении массивных сепараторов используют такие материалы как бронза, латунь, низкоуглеродистая сталь и графитизированная сталь. Массивные сепараторы бывают цельными, с отверстиями для роликов, изготавливаемые протягиванием или же с фрезерованными отверстиями цилиндрической формы с приставными шайбами.
Применяют такие подшипники в насосах, редукторах с высокой мощностью, больших электродвигателях, шпинделях металлорежущих станков, осевых буксах ж.д. транспорта и т.д.
Строение роликового цилиндрического подшипника
|
Наружное кольцо |
Внутренне кольцо |
Тела качения |
Полимерный сепаратор |
Латунный сепаратор |
Стальной сепаратор |
|
|
|
|
|
|
|
.
Роликовые конические подшипники
Отличительной особенностью роликовых конических подшипников является возможность воспринимать совместно осевые и радиальные нагрузки. Это становится возможным из-за использования конических тел качения, расположенных к оси вращения под некоторым углом.
Возможность воспринимать осевые нагрузки связана с углом конусности нужных колец. Если угол увеличивается, то увеличивается и грузоподъемность подшипника, но, в то же время, радиальная грузоподъемность снижается.
Что касается допустимых частот вращения подшипников с коническими телами вращения, то они значительно ниже по сравнению с подшипниками с цилиндрическими роликами и приблизительно соразмерны со сферическими роликоподшипниками. Конические роликовые подшипники съемно-разъемные, благодаря чему можно раздельно производить монтаж как внутренних, так и внешних колец.
Применяются такие подшипники в косозубых механических передачах, ступицах легкового (и коммерческого) транспорта, осевых буксах ж.д. транспорта.
Строение роликового конического подшипник
|
Наружное кольцо |
Внутреннее кольцо |
Тела качения |
Стальной сепаратор |
|
|
|
|
|
|
|
.
Двухрядные самоустанавливающиеся подшипники
Такого рода подшипники имеют внутреннюю поверхность внешнего кольца по форме сферы, благодаря чему они могут работать даже при значительном перекосе наружного кольца относительно внутреннего из-за несоосного расположения посадочных мест или из-за прогиба вала вследствие эксплуатационных нагрузок. Два ряда тел качения обуславливают большую несущую способность подшипника и обеспечивают компенсацию негативных конструктивных особенностей. В самоустанавливающихся двухрядных подшипниках применяются как шариковые тела качения, так и роликовые.
Шариковые двухрядные радиальные сферические самоустанавливающиеся подшипники предназначены для восприятия радиальных и незначительных осевых нагрузок. В условиях возникновения качательных нагрузок, лучше применять сферические подшипники, чем однорядные радиальные. В данном случае фиксируется расположение вала относительно корпуса по двум направлениям.
Сепараторы таких подшипников изготавливаются методом штамповки, для больших подшипников которые выпускают в малом количестве. Массивные латунные сепараторы применяют в сферических подшипниках высокой точности.
Большая радиальная грузоподъемность, по сравнению с другими подшипниками, свойственна роликовым двухрядным подшипникам. Сферические же роликовые подшипники имеют возможность компенсировать прогибы вала, несоосность, и воспринимать комбинированные нагрузки. Но их не следует устанавливать для работы исключительно под осевой нагрузкой, т.к. в этом случае нагрузку воспринимает лишь один ряд роликов и, соответственно, грузоподъемность подшипника используется не в полную меру.
Данные подшипники способны фиксировать вал в обе стороны в осевом направлении в пределах, установленных имеющимся осевым зазором. Если же установить в опоре два подшипника рядом, то подшипники теряют свойство самоустанавливаться.
Применяют сферические роликоподшипники в следующих механизмах: в насосах, вентиляторах, редукторах, лесопильных рамах, дымососах, грохотах, прокатных станах, гребных валах. Таким образом, применение такого вида подшипников целесообразно в том случае, если имеют место большие осевые нагрузки и присутствует несоосность посадочных мест.
Строение двухрядного самоустанавливающегося подшипника
|
Наружное кольцо |
Внутренне кольцо |
Тела качения |
Полимерный сепаратор |
Латунный сепаратор |
Стальной сепаратор |
|
|
|
|
|
|
|
.
Игольчатые подшипники
Игольчатые подшипники используются для обеспечения эффективной работы узлов с качательным движением, а также для работы узлов, в которых обязательным условием является соблюдение компактности в радиальном направлении. В случаях существования значительных ограничений на радиальные габариты, необходимо устанавливать свободные иглы или иглы, которые заключены в сепаратор. Дорожками качения в этом случае будут служить поверхности вала и корпуса. Это обуславливает применение подшипников игольчатого типа в редукторах и тормозных системах, в двигателях внутреннего сгорания разных видов и системах рулевого колеса, в копировальной технике и опорах осей, в держателях для полотенец и факсах, во многих спортивных тренажерах и т.д.
Игольчатые подшипники применяют в узлах с качательным движением, а также в узлах, где необходимо соблюдать компактность в радиальном направлении. Если же существуют значительные ограничения на радиальные габариты, то устанавливаются либо иглы, заключенные в сепаратор, либо свободные иглы. При этом дорожками качения являются поверхности корпуса и вала.
Применяют игольчатые подшипники в двигателях внутреннего сгорания, редукторах, тормозных системах, системах рулевого колеса, двигателях для лодок, опорах осей, копировальной технике, электроинструментах, факсах, держателях для полотенец, тренажерах спортивных и т.д.
Игольчатые подшипники не менее популярны, чем шариковые. Поэтому их производство осуществляется с применением разнообразных конструктивных особенностей. К примеру, целесообразно использовать подшипники комбинированного вида в узле, на который действует несколько видов нагрузки. Кроме того, следует отметить, что игольчатые подшипники прекрасно сочетаются с любым типом данных деталей.
Строение игольчатого подшипника
|
Наружное кольцо |
Тела качения |
Стальной сепаратор |
Внутреннее кольцо |
|
|
|
|
|
|
|
.
Упорные шариковые подшипники
Такие подшипники представляют собой разновидность шариковых подшипников. Они не предназначены для восприятия радиальных нагрузок – только лишь осевых.
При необходимости воспринимать осевые нагрузки в одном направлении, следует использовать шариковые однорядные упорные подшипники. Если же на подшипник действуют осевые усилия с двух сторон, то в таком случае применяют двухрядные упорные шариковые подшипники.
Сепараторы в упорных подшипниках применяют либо штампованные, из листовой стали, либо массивные, бронзовые или из обычной стали. Такие подшипники применяют в домкратах, вертикальных валах и т.д.
Строение упорного шарикового подшипника
|
Наружное кольцо |
Внутреннее кольцо |
Тела качения |
Стальной сепаратор |
|
|
|
|
|
.
Упорные роликовые подшипники
Такие подшипники применяют при воздействии на них очень больших осевых нагрузок. Их выпускают в трех видах:
- с применением цилиндрических роликов (работают при маленьких скоростях и больших нагрузках);
- с применением конических роликов (работают при очень больших осевых нагрузках и ударах, а также при высоких скоростях вращения);
- с применением сфероконических роликов (при этом они воспринимают большие радиальные, осевые нагрузки, а также самоустанавливаются).
Роликовые упорные подшипники применяют в генераторах переменного тока, вертикальных нагруженных валах.
При этом упорные роликовые подшипники обладают низкой быстроходностью. Сепараторы изготавливаются из стали или цветного металла.
Строение упорного роликового подшипника
|
Наружное кольцо |
Внутреннее кольцо |
Тела качения |
Стальной сепаратор |
|
|
|
|
|
.
Шарнирные подшипники
Шарнирные подшипники относят к подшипникам скольжения. Внешние и внутренние кольца у них имеют сферическую поверхность скольжения.
Такие подшипники созданы для передачи осевых, радиальных и комбинированных нагрузок, как в подвижных, так и в неподвижных соединениях механизмов и машин.
Подвижное соединение характеризуется перемещением одного кольца относительно другого. При этом скорость скольжения относительно невысокая.
По способу смазывания шарнирные подшипники делят на 2 группы:
1. Подшипники, которые требуют подвод смазки (при этом поверхность скольжения сталь/сталь).
2. Подшипники, которые не требуют внешней смазки, т.е. самосмазывающиеся (поверхность скольжения – сталь/металлофторопласт (органоволокнит)).
Классификация подшипников
К основным признакам, по которым классифицируются подшипники качения, относятся:
1. Направление нагрузки, воспринимаемой подшипником, относительно оси вала:
- подшипники радиальные;
- подшипники радиально-упорные;
- подшипники упорно-радиальные;
- упорные подшипники.
2. Форма тела качения:
- шариковые подшипники;
- роликовые;
- комбинированные.
3. Число рядов тел качения:
- однорядные;
- двухрядные;
- четырехрядные;
- многорядные.
4. Способность подшипников самоустанавливаться в опоре:
- несамоустанавливающиеся;
- самоустанавливающиеся.
5. Наличие либо отсутствие защитного слоя внутренней полости подшипника:
- с уплотнителями;
- с защитными шайбами.
6. Способ монтажа подшипников в опоре:
- с упорным бортом (на наружном кольце);
- со стопорной канавкой на наружном кольце;
- со стяжными втулками;
- с закрепительными втулками.
Заводами-изготовителями выпускаются как подшипники со стандартными конструкциями, так и специальные подшипники, конструктивные особенности которых оговариваются и согласовываются в индивидуальном порядке.
Система условных обозначений подшипников
Условные обозначения подшипников в России связаны со следующими параметрами:
1. Внутренний диаметр подшипника.
2. Типы подшипников.
3. Серия диаметров, серия высот, серия ширин.
4. Разновидность конструкций.
Каждый из этих параметров обозначается цифрами. Самое большое количество цифр в условном обозначении – 7, самое маленькое – 2. Отсчитывать количество цифр в условных обозначениях следует справа налево.
|
X |
XX |
X |
X |
XX |
|
Серия ширин |
Конструктивная разновидность |
Тип подшипника |
Серия диаметров |
Частное от деления внутреннего диаметра d на 5, при d=20..495 мм |
Если диаметр подшипника менее 495 мм, то такой подшипник обозначают дробью, в которой числитель – размерная серия, тип, особенности конструкции в установленном порядке, знаменатель – численное значение внутреннего диаметра. Тип подшипника – четвертая цифра справа.
|
Обозначение типов подшипников
|
Для полной характеристики подшипника справа и слева от основного обозначения проставляют дополнительные цифры или буквы.
Существует еще одна характеристика – класс точности подшипника. Он обозначается цифрой, которая отделяется тире от основного обозначения. Условные обозначения приведены ниже.
|
Классы точности в порядке увеличения точности подшипника
|
С левой стороны от класса точности указывают группу радиального зазора.
|
Группы радиального зазора
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Если группа радиального зазора и класс точности нормальные, то их обозначения не указываются. Что касается обозначений дополнительных знаков, которые проставляются справа от условного цифрового обозначения подшипника, то они представлены ниже в таблицах.
|
Дополнительные знаки, проставляемые справа от основного обозначения подшипника
Примечание: наличие цифр после дополнительного знака в условном обозначении означает номер исполнения |
||||||||||||||||||||||||||||||||
Если же отличительные признаки характеризуют особенности основной конструкции подшипника, то условные знаки, указанные в таблице, приведенной выше, на такие подшипники не распространяются. К их числу относят:
1. Радиальные шарикоподшипники со стальными штампованными сепараторами.
2. Сферические двухрядные шарикоподшипники со стальными штампованными сепараторами.
3. Радиальные однорядные роликоподшипники и многорядные с латунными массивными сепараторами на заклепках.
4. Сферические двухрядные роликоподшипники с латунными массивными сепараторами.
5. Радиальные роликоподшипники с игольчатыми и витыми роликами со стальными сепараторами.
6. Радиально-упорные шарикоподшипники со штампованными стальными сепараторами.
7. Конические роликоподшипники со штампованными стальными сепараторами.
8. Упорные шарикоподшипники со штампованными стальными сепараторами.
9. Упорные роликоподшипники с латунными массивными сепараторами.
|
Дополнительные знаки видов смазки для подшипников закрытого типа
|
Условные обозначения подшипников, не рассмотренные в ГОСТ
Широкий ассортимент типоразмеров и конструктивных особенностей подшипников создает некоторые трудности при попытке утвердить общую схему условных обозначений.
Именно поэтому некоторые виды подшипников получили наименования и условные обозначения, оговоренные специальными ТУ и ГОСТ. К таким подшипникам относят, например, роликовые игольчатые подшипники с одним штампованным наружным кольцом, роликовые игольчатые подшипники без колец, подшипники шарнирные и др.
Условное обозначение игольчатых роликовых подшипников
с одним штампованным наружным кольцом
По данным ГОСТ 4060-78 «Подшипники роликовые игольчатые с одним наружным штампованным кольцом» эти подшипники имеют такое обозначение, при котором внутренний диаметр Fw по роликам указывают через дробь: 942/Fw, 943/Fw (где 94 – конструктивная разновидность и тип: роликовый радиальный подшипник с одним штампованным наружным кольцом; 2,3 – серии диаметров).
Для этого типа подшипников существует 2 класса точности: первый (I) и второй (II). Класс точности указывается с левой стороны от основного обозначения через дефис. Класс точности II не указывают в основном обозначении. Примеры:
I - 941/12 К ГОСТ 4060-78 - I класс точности, Fw = 12мм;
941/12К ГОСТ 4060-78 – II класс точности, Fw=12мм.
Если размеры и конструкция игольчатых подшипников с одним штампованным наружным кольцом не указаны в ГОСТ 4060-78, ТУ 37.006.144-85, то условные обозначения устанавливаются следующим образом:
разновидность конструктивных особенностей – численные значения основных размеров (Fw, С, D) – особые технические требования
С левой стороны от основного условного обозначения указывают точность подшипника через дефис. В ТУ 37.006.144-85 указаны некоторые разновидности такого типа подшипников:
- НК… - наличие сквозного отверстия без сепаратора, с наружной обоймой (кольцом);
- СК… - наличие сквозного отверстия с сепаратором, с внешним (наружным) кольцом;
-ВК... – с сепаратором, с наружным кольцом, наличие плоского дна;
- СК…Р – наличие внешнего кольца со сквозным отверстием, с сепаратором и одним уплотнением;
- СН…Р – наличие внешнего кольца с профилированным дном, без сепаратора с шайбой, с одним уплотнением;
- СН…Р – с профилированным дном без сепаратора, с наружным кольцом;
- ГК… - с кольцом наружным однобортовым, с сепаратором, со сквозным отверстием.
Примеры:
СН 202616 С17 – роликовый игольчатый подшипник с наружным кольцом, без сепаратора, с профилированным дном, 2 класса точности, Fw = 20 мм, D=26мм, С=16мм, с сортом смазки С17.
I-НК 121610 – радиальный роликовый игольчатый подшипник с наружным кольцом, с наличием сквозного отверстия без сепаратора, первого класса точности, с Fw=12мм, D=16мм, С=10мм.
Условное обозначение радиальных и роликовых упорных двойных
комбинированных подшипников согласно ГОСТ 26290-90
Согласно действующей нормативной документации, существуют следующие условные обозначения подшипников с различными конструктивными особенностями:
1. РИК – роликовый игольчатый комбинированный подшипник.
2. РИКБ – роликовый игольчатый комбинированный подшипник с фланцевым наружным кольцом.
3. РИК…К - роликовый игольчатый комбинированный подшипник с тугим широким кольцом.
4. РИКБ…К - роликовый игольчатый комбинированный подшипник с наружным фланцевым кольцом, а также с тугим широким кольцом.
Условное обозначение шарнирных подшипников (согласно ГОСТ 3635-78)
Данным ГОСТом предусмотрены такие обозначения типов подшипников:
1. Подшипники с подвижным соединением:
- Ш – без канавок и отверстий для смазки;
- ШС – во внутреннем кольце имеются канавки и отверстия для смазки;
- ШС…К – в наружном и внутреннем кольце имеются отверстия и канавки для смазки.
2. Подшипники с неподвижным соединением:
- ШМ – подшипник без канавок и отверстий для смазки.
Шарнирные подшипники бывают с I и II степенями точности.
Для обозначения первой степени точности, с левой стороны от основного условного обозначения указывается параметр 1. Вторая степень точности в обозначении не указывается. В ГОСТе 3635-78 указаны размерные серии, которые обозначаются как Е, G, С, 7, 2. Индекс семь (7) не указывают в обозначении подшипника.
Все условные обозначения состоят из ОУО и ДУО с левой стороны и с правой. ОУО включает в себя обозначения конструктивной разновидности и типа подшипника, численное значение внутреннего диаметра и серию подшипника.
С левой стороны от ОУО через дефис указывают степень точности подшипников. С правой стороны указывают ряд осевого зазора (нормальный или узкий) шарнирного подшипника. Узкий ряд обозначают как «У», нормальный же в обозначении не указывают.
Некоторые примеры обозначений шарнирных подшипников:
1. 1-ЕШ15 – подшипник шарнирный без канавок и отверстий для смазки, для подвижного соединения, степень точности первая, серия Е, внутренний диаметр – 15 мм.
2. 1-ЕШ15К – подшипник шарнирный, имеет отверстия в наружном и внутреннем кольцах для смазки, степень точности первая, серия Е, диаметр внутренний – 15 мм.
3. 2ШМ-15 – подшипник шарнирный, тип соединения – неподвижное, отсутствуют канавки и отверстия для смазки, степень точности вторая, серия – 2, внутренний диаметр – 15 мм.
4. 1-ЕШС15КУ – подшипник шарнирный, тип соединения – подвижное, канавки и отверстия для смазки во внутреннем кольце и в наружном присутствуют, степень точности первая, серия Е, диаметр внутренний – 15 мм, ряд осевого зазора узкий.
5. 1-СШМ320 – подшипник шарнирный, тип соединения – неподвижное, нет отверстий и канавок для смазки, степень точности – первая, серия С, диаметр внутренний – 320 мм.
Подшипники классифицируются согласно формы тел качения:
Роликовые подшипники
Ø радиальный роликоподшипник однорядный
Ø радиальный роликоподшипник двухрядный
Ø радиально-упорный роликоподшипник
Ø конический роликоподшипник
Ø радиальный сферический однорядный подшипник
Ø радиальный роликоподшипник сферический двухрядный, исполнение
Ø упорный роликоподшипник сферический
Ø упорно-радиальный роликоподшипник
Шариковые подшипники
Ø радиальный шарикоподшипник однорядный
Ø разъёмный радиальный шарикоподшипник
Ø радиально-упорный шарикоподшипник
Ø подшипник с четырехточечным контактом
Ø радиально-упорный шарикоподшипник двухрядный
Ø подшипник радиальный шариковый сферический двухрядный
Ø подшипник шариковый упорный однорядный
Ø подшипник шариковый упорный двойной
Ø упорно-радиальный шарикоподшипник
Игольчатые подшипники
Ø игольчатый подшипник с сепаратором без колец
Ø игольчатый подшипник с сепаратором без колец двухрядный
Ø игольчатый подшипник однорядный
Ø игольчатый подшипник двухрядный
Ø игольчатый подшипник с штампованным наружным кольцом и открытым торцем
Ø игольчатый подшипник с штампованным наружным кольцом и закрытым торцем
Комбинированные подшипники
Ø подшипник комбинированный (радиальный игольчатый и радиально-упорный шариковый)
Ø подшипник комбинированный (радиальный игольчатый
