какую нагрузку воспринимают шарикоподшипники упорные

Упорный шарикоподшипник

Относящийся к опорам качения упорный шарикоподшипник – это распространенная в современной механике деталь, предназначенная для восприятия исключительно осевой нагрузки. Двухрядные модели могут воспринимать разнонаправленные усилия вдоль оси, но при этом даже небольшой радиальный тип нагрузки им противопоказан из-за особенностей конструкции. Изделие применяется в узлах, работающих при относительно небольших нагрузках и невысокой частоте вращения.

Устройства и особенности упорных подшипников

Предназначенный для односторонней осевой нагрузки шарикоподшипник упорный однорядный состоит из тугого, устанавливаемого на вал и свободного, монтируемого в корпус, кольца. Между ними находятся шарообразные тела, обеспечивающие качение, а также сепараторы. Одинарный подшипник такого типа изготавливается разборным, что значительно упрощает его монтаж на вал и в корпус механизма. Свободное кольцо этих упорных деталей может иметь не только плоскую, но сферическую опорную поверхность. Такие шарикоподшипники могут компенсировать небольшой перекос вала относительно поверхности корпуса, на которую опирается узел вращения.

Раньше для сборки узла вращения с разнонаправленными осевыми нагрузками, применяли два упорных подшипника, которые монтировали по особой схеме. Такой тандем работал как единая опора и обеспечивал достаточную эффективность и надежность. Но эта система имела ряд важных недостатков, среди которых наиболее существенными можно считать удорожание узла, увеличение его габаритов и усложнение монтажа и обслуживания.

Сегодня для двухсторонних упорных нагрузок чаще используют упорные шарикоподшипники двухрядные, компактные и недорогие. У этих опор одно центральное тугое и два свободных кольца, каждое со своим комплектом шариков и сепараторов. Также как и однорядные модели, они могут использоваться лишь для упорных нагрузок. Конструкция этих изделий также разборная, для упрощения монтажа. Подшипник радиальный шариковый с двумя рядами тел качения не относится к опорам, используемым в узлах с высокой частотой вращения. Это ограничение связано с тем, что при серьезных центробежных нагрузках шарики таких опор могут покинуть дорожки, что вызовет разрушение опоры.

В тех узлах вращения, где кроме осевых сил присутствует радиально направленная нагрузка, применяют радиально упорные шарикоподшипники. Он упорных они отличаются распределением нагрузок внутри детали – комбинированная упорно-радиальная сила действует на шарики под углом и передается на дорожки с массивными бортами. Угол контакта тел качения с дорожкой – одна из важнейших характеристик такой опоры, так как от него зависит величина осевой или радиальной силы, с которой может работать деталь. Как правило, к материалам и точности упорно-радиальных изделий предъявляют особенно жесткие требования. Это связано с тем, что они работают при более высоких скоростях, а их конструкция на порядок сложнее, чем у обычных упорных.

Когда возникает вопрос, какую нагрузку воспринимают шарикоподшипники упорные того или иного типа, важно помнить, что компромисс недопустим и модели для работы с осевыми силами быстро разрушатся там, где к ним будет приложена радиальная нагрузка. Материал колец и сепараторов упорных деталей менее прочен чем упорно-радиальных – это обеспечивает некоторую экономию, в ущерб надежности. Для изготовления колец и тел качения применяют высокоуглеродные хромистые стали. Если нужно, чтобы кольцо обладало особым запасом прочности, его, как и шарик, изготавливают из особых сортов стали, из состава которых различными методами выводят неметаллические включения. Это обеспечивает высокую однородность металла и отсутствие в нем негативных внутренних напряжений.

Сепараторы упорных и упорно-радиальных подшипников обычно литые и массивные. Их изготавливают из следующих материалов:

• Латунь;
• Полиамид;
• Текстолит.

Наиболее прочные, но при этом и самые дорогостоящие модели выпускаются с латунными литыми сепараторами. Полиамид – отличный материал для опор, размер которых относительно невелик. Этот полимер очень стоек к истиранию, но имеет существенный недостаток – боится нагревания выше +120°С. Текстолит по своим эксплуатационным свойствам занимает промежуточную позицию между латунью и полиамидом и упорный шариковый подшипник с сепаратором из этого материала отлично показывает себя там, где нагрузки и температуры умеренны.

Применение упорных шариковых подшипников

Востребованы эти опоры в приборостроении, автомобильной индустрии и машиностроении. Часто их используют в домкратах, червячных и глобоидных передачах и вращающихся центрах металлообрабатывающих станков, системах сцепления, поворотных опорах. Следует учитывать, что с большими валами и серьезными нагрузками лучше себя показали роликовые модели, в которых нагрузка от тел качения к дорожкам колец передается не точечно, а вдоль линии.

Следует помнить, что срок службы упорного подшипника напрямую зависит не только от его качества, но и от того, насколько профессионально был проведен монтаж. Внутреннее тугое кольцо устанавливается на вал внатяг, что подразумевает максимально точный подбор изделия в соответствие со всеми допусками. Иногда при сборке особо точного узла берут несколько шт. одинаковых деталей и выбирают из них ту, которая максимально точно «сядет» на вал и в корпус.

Во избежание проблем в процессе эксплуатации нельзя использовать ударные методы воздействия, а также передавать нагрузку от кольца к кольцу через тела качения. Оптимальным способом установки является метод напрессовки при помощи специальных механических, гидравлических и пневматических прессов, равномерно воздействующих на монтируемое кольцо по всей его окружности. Также важно помнить, что, как и любой шариковый подшипник, упорные и упорно-радиальные изделия очень требовательны к соблюдению чистоты при установке и в процессе эксплуатации, а также к качеству смазки.

Источник

Подшипники шариковые радиально-упорные — описание и размеры

Радиально-упорные шариковые подшипники используются для восприятия осевых и радиальных нагрузок. Восприятия осевой нагрузки зависит от угла между плоскостью центров шариков и условной прямой, проходящей через их центры. Этот угол носит название угол контакта. С его увеличением уменьшается радиальная грузоподъемность и возрастает осевая. Предназначены для восприятия комбинированных нагрузок (радиальных и осевых). Могут воспринимать чисто осевую нагрузку. Осевая грузоподъемность их зависит от угла контакта.

Основные констуктивные исполнения на примере подшипника 205:

Скоростные характеристики радиально-упорных подшипников примерно соответствует показателям радиальных однорядных. При увеличении угла контакта снижаются частоты вращения, увеличивается односторонняя осевая нагрузка. Установка подшипников осуществляется на жестких двухопорных валах, между опорами которых небольшое расстояние. Также этот вид подшипников может использоваться в узлах, требующих регулирования радиального зазора во время монтажа или эксплуатации.

Радиально-упорные однорядные шариковые подшипники воспринимают осевую нагрузку только в одном направлении, поэтому они должны устанавливаться друг напротив друга, что обеспечивает восприятие осевой нагрузки в обоих направлениях. Радиально-упорные шарикоподшипники выпускаются неразъемными и могут использоваться в узлах, имеющих высокие частоты вращения. Способность к самоустановке таких подшипников не велика.

В универсальном исполнении радиально-упорные шарикоподшипники отлично подходят для комплектного монтажа. Они могут устанавливаться в произвольном порядке, но обязательно вплотную друг к другу. Такой монтаж подшипников позволяет достичь необходимого значения осевого внутреннего зазора, равномерное распределение нагрузки. При правильной установке радиально-упорных шарикоподшипников можно отказаться от использования прокладок.

Несоосность подшипника компенсируется недостаточно. При перекосах внутреннего и наружного колец относительно друг друга резко увеличиваются шум и вибрация. Внутренний зазор устанавливается после окончания монтажа подшипника в зависимости от его положения по отношению ко второму подшипнику.

Сепаратор радиально-упорных шарикоподшипников чаще всего изготавливается из стеклонаполненного полиамида. Это позволяет использовать их для установки в узлах, во время эксплуатации которых температура достигает 120 градусов. Сократить срок службы сепаратора могут присадки, содержащиеся в составе масла. Также на срок службы таких подшипников оказывает влияние старое масло. Для того, чтобы радиально-упорные шарикоподшипники служили как можно дольше, необходимо строго соблюдать сроки замены смазочных материалов.

Так как работа подшипников осуществляется на высоких скоростях, они постоянно должны находится под минимальной нагрузкой, так как инерция шариков и сепаратора, силы трения могут оказать на условия качения негативное воздействие, в результате чего шарики могут проскальзывать по дорожке качения.

Источник

Нагрузки на подшипники

Основное назначение подшипников — уменьшить потери на трение в опорных узлах и противостоять радиальным и осевым нагрузкам. Поэтому конструкции подшипников различаются в зависимости от воспринимаемой нагрузки.

Предназначены для работы в узлах с радиальными нагрузками. В качестве тел качения используются шарики, ролики, игольчатые ролики. Шариковые радиальные однорядные подшипники качения самые простые и компактные, а роликовые способны работать со значительными радиальными нагрузками. Если конструктивно нужен подшипник с минимально возможным диаметром, то выбирают радиальный игольчатый подшипник. Для работы с длинными валами с возможностью компенсации перекосов применяются сферические двухрядные роликовые подшипники.

Их назначение — справляться с осевыми нагрузками. Допускаются небольшие радиальные нагрузки. В тяжело нагруженных упорных подшипниках в качестве тел качения применяются ролики. Упорные подшипники качения работают на небольших скоростях вращения и чувствительны к перекосам валов. Поэтому их могут устанавливать на промежуточных сферических опорах.

Ярко выраженный пример применения упорных подшипников — опорно-поворотные устройства. Это подшипники крупных габаритов (до нескольких метров в диаметре) для работы со значительными осевыми и частично радиальными нагрузками. Применяются в опорно-поворотных устройствах автокранов, экскаваторов, автовышек, подъёмников. В каталоге Техноберинг представлены продукцией компании ISB.

Радиально-упорные и упорно-радиальные

Предназначены для работы в узлах с радиальными и осевыми нагрузками. Нагрузка, обозначенная первой, — основная. Такие подшипники могут противостоять радиальным и односторонним осевым нагрузкам за счет конструктивных особенностей внутреннего и наружного кольца. Для предотвращения перемещения вала по оси на противоположных его опорах устанавливаются подшипники, работающие с противоположными нагрузками.

Название «опорный подшипник» не определено в классификаторе ГОСТ на подшипники, но имеет в некоторых случаях внутриотраслевое применение для обозначения упорных и упорно-радиальных подшипников:

Выбор подшипника

Тип подшипника качения (радиальный, упорный и т.д.) определяет конструктор на стадии проектирования подшипникового узла в зависимости от вида испытываемых нагрузок. Для выбора конкретного диаметра подшипника в помощь проектировщикам разработаны интерактивные инженерные каталоги, доступные на сайтах производителей подшипников. Подобный каталог для быстрого подбора подшипников предлагает и крупнейший магазин подшипников Техноберинг. Здесь легко подобрать подшипник для любого типа нагрузки. Заполняя интерактивную таблицу каталога (тип, диаметр, скорость вращения), выбирается необходимый подшипник. Остаётся сверить соответствие табличных динамической С и статической Со грузоподъемности расчетным значениям. Если расчетная грузоподъемность превышает табличную, выбирают подшипник с ближайшим бо?льшим диаметром.

А если нужно просто заменить подшипник при техобслуживании подшипникового узла, то он легко подбирается по обозначению и номеру подшипника.

Компания Техноберинг — крупнейший магазин продукции ведущих производителей — предлагает подшипники ISB, NSK, SKF, FAG. Цена значительно ниже качества, которое мы предлагаем. Вся продукция соответствует стандартам ISO и ГОСТ РФ, прошла сертификацию.

Если подшипники нужны «на вчера» по принципу «поставил и забыл», приобретайте в компании с надежной репутацией, широкой линейкой сертифицированной продукции и легкодоступным оперативным складом.

Опытные специалисты Техноберинг проконсультируют и быстро предложат наиболее подходящий вариант подшипника из нескольких возможных.

Источник

Подшипники упорные шариковые — описание и размеры

Подшипники шариковые упорные однорядные пригодны для того, чтобы воспринимать односторонние осевые нагрузки, и, соответственно, могут односторонне фиксировать положение вала; радиальную нагрузку они не воспринимают.

Односторонние упорные шарикоподшипники содержат тугое кольцо с дорожкой качения, устанавливаемое на вал, комплект шариков с сепаратором, а также свободное кольцо с дорожкой качения, устанавливаемое в корпус. Свободное кольцо может иметь плоскую или сферическую опорную поверхность. Подшипники со сферическим свободным кольцом могут компенсировать начальный перекос, если их использовать совместно с подкладным кольцом, имеющим соответствующую сферическую поверхность. Сферическое подкладное кольцо необходимо закладывать отдельно. Подшипники этого типа являются разъемными, их монтаж прост, так как элементы можно монтировать индивидуально.

Двойные упорные шарикоподшипники могут воспринимать двусторонние осевые нагрузки и соответственно использоваться для двусторонней фиксации вала. Они не должны подвергаться радиальной нагрузке. Двусторонние упорные шарикоподшипники содержат одно тугое кольцо с дорожкой качения на каждой поверхности кольца, два комплекта шариков с сепараторами, а также два свободных кольца с дорожкой качения. Подшипники этого типа являются разъемными. Свободные кольца и комплекты шариков и сепаратора – такие же, как у соответствующих одинарных подшипников. Подшипники шариковые упорные 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.

Сепаратор у упорного подшипника может быть двух конструкций — полностью закрытый, цельный, в каждом отверстии сидит отдельный шарик и штампованый из жести, так называемый «открытый», в котором отдельных посадочных гнезд под шарики нет. Первый вариант обходится производителям значительно дороже, поэтому упорные подшипник с таким сепаратором — редкость. Вместе с тем, применение изделия с «открытым» сепаратором при высоких скоростях вращения крайне не рекомендуется, поскольку перемычки могут попросту не выдержать нагрузки и все шарики соберутся в одну «кучу», что, помимо выхода из строя самого подшипника, может привести к поломке дорогостоящего оборудования. В таких случаях рекомендуется покупать высококачественные дорогие подшипники импортного производства — с литым сепаратором (каждый шарик в отдельном «гнезде»), возможно повышенной степени точности (/Р4 справа от номера).

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.

Источник

Подшипники качения

В зависимости от характера взаимодействия подвижных и неподвижных элементов подшипника различают подшипники скольжения и качения.

Рассмотрим подробнее устройство, разновидности, особенности подшипников качения.

Классификация подшипников качения

В зависимости от формы тел качения различают подшипники:

По числу рядов различают подшипники:

По возможности самоустановки:

По направлению воспринимаемой нагрузки:

Устройство подшипников качения

Передача усилий от вала на опоры осуществляется через тела качения.

Осевые и радиальные нагрузки

В зависимости от типа, подшипники способны воспринимать радиальные и осевые нагрузки.

Радиальной называют нагрузку, направленную в радиальном направлении, то есть от центра к наружному диаметру.

Осевой называют нагрузку, действующую в направлении оси вала.

Основные типы подшипников

Типы и конструктивные исполнения подшипников стандартизованы в ГОСТ 3395-89.

Шарикоподшипники

Однорядные радиальные шариковые подшипники

Подшипники этого типа предназначены для восприятия нагрузки в радиальном направлении.

За счет размещения шариков в желобе шариковые подшипники способны воспринимать кратковременную осевую нагрузку.

Благодаря точечному контакту между обоймой е телами качения подшипник обладает наименьшим трением и подходит для высоких частот вращения.

Двухрядные радиальные шариковые подшипники

Обладают повышенной грузоподъемностью по сравнению с однорядными подшипниками, но требуют более точной установки.

Двухрядные шариковые сферические подшипники

Самоустанавливающиеся подшипники, применяют в конструкциях где возможны смещения осей подшипников друг относительно друга или в случае отсутсвия возможности обеспечения соосности подшипников.

Обладают меньшей грузоподъемностью по сравнению с несамоустанавливающимися шариковыми подшипниками.

Шариковые радиально-упорные подшипники

Радиально-упорные подшипники предназначены для восприятия как осевых, так и радиальных усилий.

Одиночную установку шарикового радиально-упорного подшипника применяют редко, только в том случае если осевая нагрузка всегда действует только в одном направлении. Обычно шариковые радиально-упорные подшипники устанавливают парно, с затяжкой внутренних или внешних обойм.

Однорядные шариковые упорные подшипники

Предназначены для восприятия осевой нагрузки, действующей в одном направлении. Радиальную нагрузку воспринимать не могут.

Двухрядные шариковые упорные подшипники

Способны воспринимать осевую нагрузку, действующую в обоих направлениях. Частота вращения ограничена величиной центробежных сил, под действием которых шарики могут смещаться за пределы беговых канавок.

Упорно-радиальные шариковые подшипники

Способны воспринимать, как осевые, так и радиальные нагрузки.

Роликоподшипники

Телом качения в подшипниках этого типа являются ролики, поверхности ролика и обоймы контактируют по линии (если считать их абсолютно твердыми). Роликовые подшипники обладают большей грузоподъемностью, чем шариковые.

Радиальные роликовые подшипники

Подшипники с длинными роликами отличаются меньшими габаритами в радиальном направлении и большей несущей способностью.

Подшипники с витыми роликами обладают меньшей несущей способностью, но повышенной упругостью.

Игольчатые подшипники

Особый вид роликовых подшипников с длинными роликами малого диаметра. Игольчатые подшипники предназначения для восприятия очень высоких радиальных нагрузок при небольших частотах вращения.

Двурядные подшипники с бочкообразными роликами

Самоустанавливающиеся роликовые подшипники. Отличаются от шариковых сферических повышенной грузоподъемностью как в радиальном так и в осевом направлении.

Конические радиально упорные подшипники

Конические подшипники используют при высоких радиальных и осевых нагрузках. Угол конуса наружной беговой дорожки составляет 20-30 градусов. Осевое усилие вызывает высокие нагрузки на ролики.

Частота вращения конических подшипников ограничена, они требуют точно установки, для чего могут использоваться регулировочные шайбы, прокладки.

Увеличение угла конуса наружной беговой дорожки позволяет увеличить допускаемую осевую нагрузку.

Упорные подшипники с цилиндрическими роликами

Состоят из колец, роликов и центрирующего сепаратора. Упорные цилиндрические подшипники применяют при низких частотах вращения и высоких нагрузках.

Упорные с коническими роликами

Телом качения являются ролики, вершины которых сходятся на оси подшипника.

Сфероконические упорные

Обозначение подшипников качения

Рассмотрим обозначения стандартизированных подшипников.

Обозначение подшипников по ГОСТ

Обозначение состоит из набора цифр, каждая из которых указывает на ту или иную техническую характеристику.

Для обозначений подшипников с внутренним диаметром до 10 мм используется следующая схема:

Подшипники с внутренним диаметром более 10 мм обозначают следующим образом:

Расшифровку обозначения удобно проводить справа налево.

Первые две цифры справа обозначают внутренний диаметр подшипник. Для подшипников с внутренним диаметром от 20 до 495 мм указывается цифра диаметра, разделенная на 5. Для подшипников с диаметром меньше 10 указывается одна цифра, соответствующая внутреннему диаметру.

Для подшипников с внутренним диаметром от 10 до 20 указываются следующие цифры.

Третья цифра для подшипников с диаметром больше 10 указывает на серию диаметров. При внутреннем диаметре меньше 10 третей цифрой указывается 0.

Четвертая цифра обозначает тип подшипника.

Пятая и шестая цифра указывает на конструктивные особенности подшипника.

Конструктивные исполнения подшипников указаны в ГОСТ 3395 Подшипники качения. Типы и конструктивные исполнения Седьмая цифра справа обозначают серию по ширине:

Нули в левой части обозначения могут опускаться (не указываться).

Примеры обозначения подшипников по ГОСТ

Рассмотрим пример обозначения радиального шарикоподшипника с внутренним диаметром 30 мм, сверхлегкой серии диаметров 9, нормальной серии ширин 1.

Расшифруем обозначение подшипника 2007108, расшифровку будем проводить справа налево.

Получается, что обозначение 2007108 имеет роликовый конический подшипник серии диаметров 1, серии ширин 2.

Подшипник 107, для расшифровки удобнее записать 0 00 0 107.

Обозначение подшипников по ISO/DIN

Обозначение импортных подшипников основано на тех же принципах, что и обознчаение по ГОСТ.

Если расшифровывать обозначение справа налево, первая цифра (или первые две цифры) указывает на внутренний диаметр. Для подшипников с внутренним диаметром от 20 до 495 мм указывается цифра диаметра, разделенная на 5.

Для подшипников с диаметром меньше 10 указывается одна цифра, соответствующая внутреннему диаметру. Соответствие цифр диаметрам подшипников от 10 до 20 указано в таблице.

После обозначения может указываться суффикс, свидетельствующий о наличии конструктивных особенностей, например:

Перед базовым обозначением может находится префикс, указывающий на тип и профиль подшипника, например:

Источник