Подшипники являются важнейшими компонентами механического оборудования. Их основная функция заключается в поддержании вращающегося тела, тем самым снижая коэффициент трения при передаче механической нагрузки.
Подшипники подразделяются в зависимости от направления нагрузки или номинального угла контакта на радиальные и упорные.
В зависимости от типа тел качения они подразделяются на шарикоподшипники и роликоподшипники.
В зависимости от способности к самоустанавливанию они подразделяются на самоустанавливающиеся подшипники и несамоустанавливающиеся подшипники (жесткие подшипники).
В зависимости от количества рядов тел качения они подразделяются на однорядные, двухрядные и многорядные.
В зависимости от того, могут ли компоненты быть разделены, они подразделяются на разъемные и неразъемные подшипники.
Кроме того, существуют классификации в зависимости от формы и размера конструкции.
В этой статье в основном рассматриваются характеристики, различия и соответствующие области применения 14 распространенных подшипников.
1. Радиально-упорные шарикоподшипники
Между кольцом и шариком существует определенный угол контакта. Стандартные углы контакта составляют 15°, 30° и 40°. Чем больше угол контакта, тем выше осевая нагрузка, а чем меньше угол контакта, тем больше возможностей для высокоскоростного вращения. Однорядные подшипники могут выдерживать радиальные нагрузки и однонаправленные осевые нагрузки. Конструктивно два однорядных радиально-упорных шарикоподшипника, соединенных сзади, совместно используют внутреннее и наружное кольца и могут выдерживать радиальные и двунаправленные осевые нагрузки.
Основные области применения:
- Однорядные: Шпиндели станков, высокочастотные двигатели, газовые турбины, центробежные сепараторы, передние колеса небольших автомобилей, валы дифференциальных шестерен.
- ·Двухрядные: Масляные насосы, воздуходувки, воздушные компрессоры, различные трансмиссии, топливные насосы высокого давления, печатное оборудование.
2. Самоустанавливающиеся шарикоподшипники
Благодаря двойным рядам стальных шариков и внутренней сферической дорожке качения наружного кольца они могут автоматически регулировать перекос вала, вызванный отклонением или несоосностью вала или корпуса. Подшипники с коническим отверстием легко монтируются на вал с помощью крепежных элементов и в основном выдерживают радиальные нагрузки.
Основные области применения: Деревообрабатывающее оборудование, приводные валы текстильного оборудования, самоустанавливающиеся подшипники вертикального монтажа.
3. Самоустанавливающиеся роликоподшипники
Подшипники этого типа имеют сферические ролики, расположенные между наружным кольцом сферической дорожки качения и внутренним кольцом с двойной дорожкой качения. В соответствии с различными внутренними конструкциями они делятся на четыре типа: R, RH и SR. Поскольку центр дуги дорожки качения наружного кольца совпадает с центром подшипника, они обладают функцией самоустанавливания, что позволяет автоматически корректировать смещение вала, вызванное отклонением или несоосностью вала или корпуса. Он выдерживает радиальные нагрузки и двунаправленные осевые нагрузки.
Основные области применения: Бумагоделательное оборудование, редукторы, оси железнодорожных транспортных средств, посадочные места редукторов прокатных станов, дорожки качения прокатных станов, дробилки, вибрационные грохоты, печатное оборудование, деревообрабатывающее оборудование, различные промышленные редукторы, самоустанавливающиеся подшипники вертикального монтажа.
4. Упорные самоустанавливающиеся роликоподшипники
Сферические ролики в подшипниках этого типа расположены наклонно. Благодаря сферической форме поверхности дорожки качения кольца, оно самоустанавливается, поэтому вал может иметь определенный угол наклона. Осевая нагрузка на него очень велика, и он также может выдерживать определенную радиальную нагрузку, выдерживая осевую нагрузку. Как правило, при эксплуатации используется масляная смазка.
Основные области применения: Гидрогенераторы, вертикальные двигатели, гребные валы судов, винтовые редукторы прокатных станов, башенные краны, угольные мельницы, экструдеры, формовочные машины.
5. Конические роликоподшипники
Этот тип подшипников оснащен коническими роликами, которые приводятся в движение большим ребром внутреннего кольца. Конструкция предусматривает пересечение вершин конических поверхностей дорожки качения внутреннего кольца, дорожки качения наружного кольца и поверхности качения ролика в точке, расположенной на осевой линии подшипника. Однорядные подшипники могут выдерживать радиальные нагрузки и однонаправленные осевые нагрузки, в то время как двухрядные подшипники могут выдерживать радиальные нагрузки и двунаправленные осевые нагрузки и подходят для выдерживания больших нагрузок и ударных нагрузок.
Основные области применения: Автомобили: передние и задние колеса, коробки передач, валы дифференциалов. Шпиндели станков, строительная техника, крупная сельскохозяйственная техника, редукторы железнодорожных транспортных средств, валки прокатных станов и редукторные устройства.
6. Радиальные шарикоподшипники
Конструктивно каждое кольцо радиального шарикоподшипника имеет непрерывную канавчатую дорожку качения с поперечным сечением, составляющим приблизительно одну треть экваториальной окружности шарика. Радиальные шарикоподшипники в основном используются для того, чтобы выдерживать радиальные нагрузки, а также могут выдерживать определенную осевую нагрузку.
Когда радиальный зазор подшипника увеличивается, он приобретает характеристики радиально-упорных шарикоподшипников и может выдерживать двунаправленные переменные осевые нагрузки. По сравнению с другими типами подшипников того же размера, этот тип подшипников обладает малым коэффициентом трения, высокой предельной скоростью вращения и высокой точностью и является предпочтительным типом подшипников для пользователей при выборе.
Основные области применения: Автомобили, тракторы, станки, двигатели, водяные насосы, сельскохозяйственная техника, текстильное оборудование и т.д.
7. Упорные шарикоподшипники
Они состоят из шайбообразных колец с дорожками качения, шариков и сепараторов в сборе. Кольцо дорожки качения, которое крепится к валу, называется кольцом вала, а кольцо дорожки качения, которое крепится к корпусу, называется посадочным кольцом. В случае двухнаправленных подшипников среднее кольцо устанавливается на вал. Однонаправленные подшипники могут выдерживать однонаправленные осевые нагрузки, а двухнаправленные подшипники могут выдерживать двунаправленные осевые нагрузки (и те, и другие не могут выдерживать радиальные нагрузки).
Основные области применения: Поворотные кулаки автомобильных рулевых колес, шпиндели станков.
8. Упорные роликоподшипники
Упорные роликоподшипники используются для того, чтобы выдерживать осевые нагрузки в качестве основных осево-радиальных комбинированных нагрузок, но радиальная нагрузка не должна превышать 55% от осевой нагрузки. По сравнению с другими упорными роликоподшипниками этот тип подшипников обладает более низким коэффициентом трения, более высокой скоростью вращения и возможностью самоустанавливания. Ролики подшипников типа 29000 представляют собой асимметричные сферические ролики, что позволяет уменьшить относительное скольжение между роликами и дорожкой качения во время работы, а ролики имеют большую длину, большой диаметр и многочисленность, что обеспечивает большую грузоподъемность. Как правило, применяется масляная смазка, а в отдельных случаях при работе на низких оборотах можно использовать консистентную смазку.
Основные области применения: Гидрогенераторы, крановые крюки.
9. Цилиндрические роликоподшипники
Ролики цилиндрических роликоподшипников обычно опираются на два ребра одного кольца подшипника. Сепаратор, ролики и направляющее кольцо образуют узел, который может быть отделен от другого кольца подшипника и относится к разделяемым подшипникам.
Этот тип подшипников относительно удобен в установке и демонтаже, особенно когда требуется, чтобы внутреннее и наружное кольца, а также вал и корпус были установлены с натягом. Этот тип подшипников обычно используется только для того, чтобы выдерживать радиальные нагрузки. Только однорядные подшипники с ребрами жесткости как на внутреннем, так и на внешнем кольцах могут выдерживать небольшие постоянные осевые нагрузки или большие периодические осевые нагрузки.
Основные области применения: Крупные двигатели, шпиндели станков, буксы, коленчатые валы дизельных двигателей, коробки передач автомобилей и тракторов и т.д.
10. Шарикоподшипники с четырехточечным контактом
Они могут выдерживать радиальные нагрузки и двунаправленные осевые нагрузки. Один подшипник может заменить переднюю или заднюю комбинацию радиально-упорных шарикоподшипников и подходит для выдерживания чистых осевых нагрузок или сложных нагрузок с большой составляющей осевой нагрузки. Когда подшипники этого типа выдерживают осевые нагрузки в любом направлении, может образоваться один из углов контакта, поэтому кольцо и шарик всегда соприкасаются в двух точках на любой линии контакта.
Основные области применения: Авиационные реактивные двигатели, газовые турбины.
11. Упорные цилиндрические роликоподшипники
Они состоят из колец дорожки качения в форме шайбы (кольцо вала, посадочное кольцо) и цилиндрических роликов и сепараторов в сборе. Цилиндрические ролики имеют выпуклую форму, поэтому распределение давления между роликами и поверхностью дорожки качения является равномерным, и они могут выдерживать однонаправленные осевые нагрузки. Осевая нагрузка велика, а осевая жесткость также высока.
Основные области применения: Буровые установки для бурения нефтяных скважин, оборудование для производства чугуна и стали.
12. Упорные игольчатые роликоподшипники
Разборный подшипник состоит из кольца дорожки качения, игольчатого ролика и сепаратора в сборе и может быть произвольно скомбинирован с тонким кольцом дорожки качения, обработанным штамповкой, или толстым кольцом дорожки качения, обработанным резкой. Неразъемный подшипник представляет собой цельный подшипник, состоящий из кольца с дорожкой качения, обработанного точной штамповкой, игольчатого ролика и сепаратора в сборе. Он может выдерживать однонаправленные осевые нагрузки. Подшипники этого типа занимают мало места, что способствует компактности конструкции станка. В большинстве из них используется только игольчатый ролик и сепаратор в сборе, а в качестве поверхности дорожки качения используется установочная поверхность вала и корпуса.
Основные области применения: Трансмиссионные устройства автомобилей, культиваторы, станки и т.д.
13. Упорные конические роликоподшипники
Этот тип подшипников оснащен коническими роликами (большой конец имеет сферическую форму), которые точно направляются ребрами кольца дорожки качения (кольцо вала, посадочное кольцо). Конструкция предусматривает пересечение вершин конических поверхностей дорожек качения кольца вала и посадочного кольца, а также поверхности качения ролика в точке, расположенной на осевой линии подшипника. Однонаправленные подшипники могут выдерживать однонаправленные осевые нагрузки, а двухнаправленные подшипники могут выдерживать двунаправленные осевые нагрузки.
Основные области применения:
·Однонаправленный: Крюки кранов, шарниры буровых установок.
· Двунаправленный: Валки прокатных станов.
14. Вставные шарикоподшипники с корпусами
Вставные шарикоподшипники с корпусами состоят из герметичных вставных шарикоподшипников с обеих сторон и литых (или штампованных из стального листа) корпусов подшипников. Внутренняя конструкция вставного шарикоподшипника такая же, как и у шарикоподшипника с глубоким пазом, но внутреннее кольцо подшипника этого типа шире наружного. Наружное кольцо имеет сферическую наружную поверхность, которая соответствует вогнутой сферической поверхности корпуса подшипника для обеспечения автоматической центровки.
Основные области применения: Горнодобывающая промышленность, металлургия, сельское хозяйство, химическая промышленность, текстильная, полиграфическая и красильная промышленность, транспортные машины и т.д.