какие виды подшипников вы знаете
Подшипники качения и скольжения
Подшипник представляет собой специальное изделие, которое используется в качестве опоры для движущихся деталей механизма.
Основное его назначение – фиксация подвижных частиц относительно неподвижных деталей, а также снижение силы трения. Все заводские изделия качения идут с определенными условными обозначениями, маркировками. При системном условном обозначении название изделия содержит сведения о его размерах, особенностях конструкции. Все маркировки делятся на две большие группы – зарубежные и отечественные.
Зарубежные обозначения используют такие ведущие производители автомобильных подшипников как SKF, FAG, INA, Timken, Koyo, NSK, другие. Российскую систему применяют заводы РФ, стран СНГ. О том, какие существуют производители, виды подшипников, вы узнаете из данного обзора.
Подшипники качения и скольжения что это — разбираем!
Все комплектующие рассматриваемой группы делятся на две группы – скольжения и качения. В состав механизмов первой группы входят внешняя, внутренняя обоймы, второй – два кольца, сепаратор, шарики. Оба типа изделий должны снижать трение между стационарными и вращающимися узлами агрегата – это позволяет снижать потери энергии, уменьшать степень износа и нагрева деталей. Рассмотрим подробнее, какие бывают производители и виды подшипников.
Узел имеет вид массивной металлической опоры с небольшим отверстием, через которое подключаются вкладыш либо втулка. Для увеличения эффективности работы узла, уменьшения силы трения применяется смазка (плотная либо жидкая). Технические параметры зависят от размеров входящего в узел элемента, скорости вращения вала, величины подаваемых нагрузок, густоты смазки. Для смазывания можно использовать любую жидкость вязкой консистенции – эмульсию, керосин, масло.
В узлах данного типа трение скольжения заменяется трением качения, за счет чего в разы снижаются показатели износа. Конструкции и размеры подшипников могут быть разными, в качестве тел вращения используются иголки, ролики, шарики.
Один из самых распространенных типов узлов, в состав которого входит два кольца, между которыми устанавливается сепаратор и предустановленные шарики заданных параметров. Шарики помещаются по канавкам, которые в ходе производства тщательно шлифуются. Сепаратор гарантирует точное положение шариков и делает невозможным любой контакт между ними. В комплекте составляются двухрядные сепараторы.
В случае с роликоподшипниками роль тел вращения выполняют ролики (форма может быть любой – цилиндр, конус и т.д.). Конструктивно они похожи на шариковые, размеры деталей определяются стандартами ГОСТ.
Почему важен класс точности?
Для обозначения деталей очень важен класс точности – характеристика, которая указывает на точность изготовления отдельных деталей, узла в целом. Точность габаритов, вращения также маркируется в классе изделия. Класс подшипника указывается возле основного наименования.
Популярные бренды подшипников качения и скольжения
Крупнейшие мировые производители деталей – SKF, NTN, FAG/INA, SNR, KOYO, NSK. По качеству готовой продукции им не уступают российские компании – это «МОСКОВСКИЙ ПОДШИПНИК», «САРАТОВСКИЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ ЗАВОД», «ПОДШИПНИКОВЫЙ ЗАВОД №6», «РОЛТОМ», «Самарский подшипниковый завод».
Виды подшипников
Шариковый подшипник
Шариковый подшипникНаиболее распространенные радиальные подшипники используется в механизмах с прямозубыми шестернями, в которых нет осевых нагрузок. Шариковые подшипники при одинаковых размерах и большей частоте вращения имеют наименьшие трение. Пример: 305 подшипник шариковый радиальный выпускаются по ГОСТ 3478-79.
Радиально-упорный шариковый подшипник
В передачах, где вместе с радиальной нагрузкой присутствует осевая нагрузка, устанавливаются радиально упорные подшипники. Пример: 36206 подшипник шариковый радиально упорный ГОСТ 3478-79
Роликовый подшипник
Роликовые подшипники способны выдерживать большую нагрузку по сравнению с шариковыми. Поэтому при выборе подшипника учитываются нагрузки воспринимаемые подшипниками. Пример: 2209 подшипник роликовый радиальный однорядный без бортов на наружном кольце ГОСТ 3478-79.
Двухрядный роликовый подшипник
Для тяжело нагруженных передач применяют подшипник двухрядный, который работает с большими нагрузками. Увеличенный коэффициент трения двух рядных подшипников не позволяет работать при больших оборотах. Пример: 3182108 роликовый двухрядный подшипник без внешнего кольца ГОСТ 7634-75.
Игольчатый подшипник
Узлы, где из-за больших габаритов установка роликовых подшипников невозможна, устанавливают игольчатые подшипники. Конструктивно подшипники выпускаются со штампованной наружной обоймой, шейка вала играет роль внутренней обоймы, в отдельных случаях подшипник состоит из набора роликов, которые устанавливаются в корпусе. Пример: подшипник НК 121610 с одним наружным штампованным кольцом ГОСТ 4060-78.
Конические подшипники
В косозубых передачах устанавливаются шариковые, а в передачах с коническими шестернями конусные подшипники. Устанавливаются подшипники в паре зеркально. Способ установки зависит от направления нагрузки и крепления в корпусе подшипника и на валу. Угол конуса в конических подшипниках определяется от расчетной нагрузки. Пример: 7208 подшипник роликовый с коническими роликами одинарный ГОСТ 3478-79.
Модификация таких подшипников – ступичные подшипники автомобилей, работающие при ударных нагрузках и больших оборотах. Долголетний опыт эксплуатации автомобилей без замены подшипников говорит о прочности и долговечности ступенчатых подшипников. Пример: подшипник ступицы роликовый конический номер в каталоге производителя 4Т-32309 производитель NTN-SNR устанавливаются на ступицы автомобилей MAN, Iveco, DAF, MMC Truck.
Упорные подшипники
Упорные подшипники устанавливаются при больших нагрузках на ось и небольших оборотах. Выпускаются такие подшипники одно и двух рядные, шариковые или роликовые. Применяются только совместно с другими подшипниками. Пример: 8107 подшипник упорный шариковый ГОСТ 3478-79.
Сферические подшипники
Сферические подшипники устанавливают в механизмах, где невозможно обеспечить точность установки подшипников в подшипниковых опорах. Конструкция подшипников допускает смещение относительно друг друга внутренней и наружной обоймы. Наружная обойма подшипников с внутренней стороны не имеет канавок, а выполнена в форме сферы, которая не препятствует повороту наружной обоймы на небольшой угол. Другое название этих подшипников самоустанавливающиеся подшипники или самоцентрирующиеся подшипники. Пример: 1210 подшипник шариковый сферический двухрядный с цилиндрическим отверстием внутреннего кольца ГОСТ 28428-90.
Термостойкие подшипники
Для отдельных узлов, работающих при постоянной температуре +1000С и выше, выпускают специальные высокотемпературные подшипники, которые имеют зазоры с учетом температурных расширений. Материал для изготовления подшипников работающих в агрессивных средах и высоких температурах выбирается из жаростойких сталей или изготавливают подшипники из нержавеющей стали. При переменной температуре с большим перепадом значений применяются керамические подшипники, у которых нет температурных расширений. Пример: подшипник 32008 X1WC керамический конический роликовый.
Плавающий подшипник
Валы, в насосных установках для перекачки жидкостей с температурой близкой к температуре кипения, увеличиваются в длину за счет температурных расширений. В таких механизмах устанавливают плавающие подшипники. Для этого один подшипник фиксируют в корпусе, а другой подшипник крепят на валу. При увеличении или уменьшении длинны вала подшипник сдвигается на величину температурного расширения вала.
Скоростные подшипники
Скорость вращения это одна из основных характеристик работы подшипника. Существует зависимость, чем подшипник больше, тем меньше допустимые обороты.
Поэтому высокоскоростные подшипники имеют небольшие габариты и устанавливаются в медицинской технике, электротехнике. Миниатюрные подшипники с размерами до 30мм выпускают для приборостроения, робототехники, стоматологического оборудования. Самый маленький подшипник имеет размеры внутренней диаметр обоймы 1 мм и шириной 1,6 мм, номер 1006094 подшипник шариковый радиально упорный однорядный ГОСТ 831-75.
Шпиндельный подшипник
На шпиндели станков для получения точности и чистоты обработки деталей устанавливаются спереди шпиндельные подшипники, которые регулируются за счет конического отверстия внутренней обоймы. Пример: 3182116 подшипник роликовый радиальный с коническим отверстием с бортами на внутреннем кольце ГОСТ 7634-75.
Высокоточные подшипники
Для изготовления инструментов, в точном машиностроении и других областях применяются прецизионные подшипники. К этим подшипникам повышенные требования к допустимой скорости вращения, точности, вибрации, шуму. Они относятся к высокооборотистым подшипникам.
Закрытые подшипники
Где невозможно обеспечить защиту подшипника от грязи и инородных тел применяются подшипники с закрытого типа. Закрытые подшипники выпускают с защитой с одной стороны. Пример 60305 подшипник шариковый радиальный однорядный с защитной шайбой с одной стороны ГОСТ 7242-81.
С двух сторон 80206 подшипник шариковый однорядный радиальный с защитой с двух сторон ГОСТ 7242-81. С сальниковым уплотнением 180207 подшипник шариковый однорядный радиальный с уплотнениями ГОСТ 8882-75. Подшипники, закрытого типа поставляются с заводской смазкой, обеспечивающей долговечность работы подшипника.
Фланцевые подшипники
Фланцевые подшипники (корпусные) встроены в узел механизма. Достоинство такого подшипника в сокращении срока замены, уменьшении простоя, но при этом цена такого подшипника выше. Подшипники с фланцем изготавливаются по типоразмерам и применяются в автомобилестроении. Пример: 480205 подшипник шариковый радиальный однорядный с двумя уплотнениями с широким внутренним кольцом и сферической наружной поверхностью наружного кольца ГОСТ 24850-81 применяется ведущий вал снегохода Тайга.
Подшипники скольжения
Подшипники скольжения применяются в машиностроении, автомобилестроении, при изготовлении узлов гребных винтов на кораблях. Способны выдерживать большие нагрузки при больших оборотах, плавность и точность хода. Обязательное условие эксплуатации наличие смазки. К разновидностям этих подшипников относятся шарнирные подшипники или шаровые подшипники применяются в рулевых тягах автомобилей. Пример: подшипник ШСШ25К подшипник шарнирный подвижный с канавкой для смазки.
Опорные подшипники
В узлах механизмов, с большими статическими и динамическими нагрузками при маленьких оборотах применяются опорные подшипники. Пример опорного подшипника саленблок автомобиля.
Подшипник линейного перемещения
Для линейных перемещений узлов в механизмах, где не возможно применение подшипников качения, к примеру, каретки токарных станков, используются линейные подшипники.
Подшипники
Подшипники — одно из ключевых изобретений, которое определило путь развития промышленности. Самый простой подшипник состоит из двух колец, вставленных одно в другое и предназначенное для поддержания и направления вращающегося вала.
Основные типы
Все подшипники могут быть разделены на две основные группы – подшипники качения и скольжения. Конструкция первых состоит из
Задача, которую призваны решать подшипники любого типа – это снижение трения между вращающимся и стационарными узлами агрегата. Это необходимо для снижения потерь энергии, нагрева и износа деталей, вызываемыми силой трения.
Подшипники скольжения
Сферические подшипники скольжения
Этот узел обычно выполняют в виде массивной опоры, изготовленной из металла. В ней проделывают отверстие, куда вставляют втулку или вкладыш, выполненный из материала с низким коэффициентом трения.
Для повышения эффективности работы этого узла и снижения трения в него вводят жидкую или плотную смазку. Это приводит к тому, что вал отделяется от втулки пленкой маслянистой жидкости. Эксплуатационные параметры подшипника скольжения зависят от следующих параметров:
Для обеспечения смазывания подшипника можно использовать любую вязкую жидкость – масло, керосин, эмульсии. В некоторых моделях подшипников скольжения для смазки применяют газы. Кроме, перечисленных материалов применяют и твердые, иногда их называют консистентные, смазки.
В некоторых конструкциях подшипников предусмотрена принудительная система смазки.
Подшипники качения
Внешний вид подшипника качения
В подшипниках этого типа трение скольжение подменяется трением качения. Благодаря такому решению происходит существенное снижение трения и износа.
Подшипники качения имеют разнообразные конструкции и размеры. В качестве тел вращения могут быть использованы шарики, ролики, иголки.
Шарикоподшипники
Шарикоподшипники являются самым распространенным типом подшипников. Он состоит из двух колец, между которыми устанавливают сепаратор с предустановленными шариками определенного размера. Шарики перемещаются по канавкам, которые, при изготовлении тщательно шлифуют. Ведь для полноценной работы подшипника необходимо, чтобы шарики не проскальзывали, и при этом у них была существенная площадь опоры.
Сепаратор, в который устанавливают шарики, обеспечивает их точное положение и исключает какой-либо контакт между ними. Производители выпускают изделия, которые укомплектованы двухрядными сепараторами.
Подшипники этого класса применяют при довольно небольших радиальных нагрузках и большом количестве оборотов рабочего вала.
Роликоподшипники
В подшипниках этого класса в качестве тел вращения применяют ролики различной формы. Они могут иметь форму цилиндров, усеченных конусов и пр. Производители освоили выпуск широкой номенклатуры роликовых подшипников с разными размерами колец и тел вращения.
Конический роликоподшипник используют для работы при наличии разнонаправленных нагрузках (осевой и радиальной) и больших оборотах на валу. Конструктивно роликовый подшипник похож на шариковый. Он также состоит из двух колец, сепаратора и роликов. Размеры роликовых подшипников определены в ряде стандартов, которые имеют силу в нашей стране. Например, ГОСТ 8328-75 определяет конструкцию, маркировку и размеры подшипников с короткими роликами. А ГОСТ 4657-82 регламентирует размеры и конструкцию игольчатых подшипников. То есть на каждый вид подшипников существует свой ГОСТ.
В этих нормативных документах приведены таблицы размеров подшипников, которыми должны руководствоваться конструкторы, при проектировании таких узлов.
Кстати, для облегчения жизни проектировщиков разработаны и успешно применяются справочники подшипников, в которых изложены принципы расчетов подшипниковых узлов, указаны размеры самих изделий и сопровождающих деталей, например, размеры заглушек.
Смазка
Эксплуатационный срок работы подшипников определяется износом тел качения и дорожек, расположенных в кольцах. Для продления срока службы подшипников применяют смазку, она может быть жидкой, например, в коробках передач станочного оборудования, или консистентной (твердой).
Кроме износа деталей подшипника, не последнюю роль играет и рабочая температура в узле. Вследствие нее может происходить неравномерная тепловая деформация. Это может привести к повышению частоты проскальзывания, и снижается твердость материала, из которого они изготовлены.
Производители выпускают подшипники с закрытыми сепараторами. В такие изделия еще на стадии производства закладывают твердую смазку, которая гарантировано проработает весь ресурс.
Разновидности подшипников скольжения
Всего размеры и основные характеристики подшипников скольжения, изложены в соответствующих ГОСТ. Всего их насчитывается порядка шести десятков. Например, ГОСТ 11607-82 нормирует требования к разъемным корпусам подшипников скольжения, а ГОСТ 25105-82, предъявляет требования к вкладышам, которые устанавливают в корпуса подшипников скольжения.
Классификация подшипников скольжения
Изделия этого типа можно разделить на следующие основные типы:
Кроме того, подшипники можно различать по конструкции:
Нельзя забывать и о количестве точек подачи масла. Существуют подшипники с одним и несколькими клапанами. Кроме, приведенных классов можно назвать еще один – по возможности регулирований подшипника.
Конструкция подшипников скольжения не отличается сложностью. В состав конструкции могут входить два кольца. Одно из них (внутреннее) вращается в процессе работы. Вместо, тел вращения в устройствах этого типа применяют втулки, изготовленные из антифрикционных материалов. Для повышения эффективной работы в подшипники закачивают смазочные материалы.
Существуют два типа подшипников скольжения — гидростатические и гидродинамические. В изделиях первого типа смазка подается от масляного насоса. Вторые в этом плане удобнее, они сами могут выступать в роли насоса. Смазка будет поступать в них за счет разности давления между его компонентами.
Подшипники скольжения могут иметь, сферическое, упорное и линейное исполнения. Первые подшипники применяют в тех узлах, где преобладают низкие скорости вращения вала. Главное достоинство такого исполнения подшипников – это возможность передавать вращение даже при значительных перекосах валов.
Подшипники упорного исполнения применяют для работы там, где преобладают поперечные усилия. Довольно часто их монтируют в турбинах и паровых машинах.
Подшипники линейного исполнения исполняют роль направляющих. Кстати, их особенностью можно назвать их бесперебойную работу даже при постояннодействующих радиальных усилиях.
Подшипник линейного исполнения
Многолетняя, если не многовековая практика использования подшипников скольжения позволяет сделать выводы о достоинствах и недостатках этих конструкций.
Между тем, подшипникам скольжения присущи и определенные недостатки.
Стандарты подшипников скольжения
Одно из отличий подшипников от других типов деталей, применяемых в промышленности – это то, что они все стандартизированы. Выше было отмечено что на продукцию этого класса действует 60 ГОСТ, и это не считая ТУ и другой нормативной документации.
ГОСТ не только нормирует конструкцию и размеры подшипников, но и порядок их обозначения на чертежах, в спецификациях и другой рабочей документации.
Кроме того, ГОСТ на технические условия подшипников регламентирует параметры допусков и посадок, которые обязаны соблюдать производители.
Маркировка
Маркировка подшипников – это параметры, которые показывают рабочие диаметры изделия (внутренний и внешний), конструктивные особенности. Все эти данные закодированы в наборе цифр и буквенных символов. Порядок кодировки, детальная расшифровка регламентирована в ГОСТах на подшипниковую продукцию. Так, кодировка шариковых и роликовых подшипников однорядных приведена в ГОСТ 3189-89.
В закодированном наименовании подшипника содержатся следующие данные:
Кстати, важно понимать, что на территории нашей страны применяют две системы обозначения подшипников – ГОСТ и ISO.
Пример расшифровки маркировки на подшипниках
Маркировка может быть нанесена на одно из колец. Если подшипник закрытого типа то маркировку наносят на уплотнение или защитном кольце.
Классы точности подшипников
Класс точности подшипника – это показатель, который характеризует максимальные отклонения значения размеров подшипника от номинала.
В некоторых устройствах при выборе подшипника потребитель руководствуется ценой на него, а остальные параметры для него не так критичны. В некоторых других случаях потребитель выбирает подшипник исходя из предельной скорости вращения, при которой не будут, проявляются такие явления, как вибрация и пр. Такие довольно жесткие условия предъявляются к изделиям, работающим на транспорте, станочным узлам, робототехнических комплексов.
В машиностроении существует зависимость между точностью обработки и ее стоимостью. То есть, чем точнее деталь, тем больше ее конечная цена.
Разделение подшипников по точности позволяет подобрать такое изделие, которое будет отвечать требованиям, которые предъявляет проектировщик и в то же время с приемлемой для потребителя ценой.
Класс точности описывает точность производства изделий. Для регулировки этого параметры существуют нормативы, определенные в ГОСТ и ISO. В них определены допуски на все размеры – диаметры, ширину, фаски и пр.
Назначение подшипников качения
Подшипники качения предназначены для поддержки вращающихся валов. Они нашли свое применение в машинах, разного типа, например, в подъемно-транспортных устройствах, технике, применяемой в сельском хозяйстве, судовых двигателях.
Магнитные подшипники
Магнитные подшипники, которые все чаще применяют в различных машинах и механизмах работает на основании принципа магнитной левитации. В результате реализации этого принципа в подшипниковой опоре отсутствует контакт между валом и корпусом подшипника. Существуют активное исполнение и пассивное.
Активные изделия уже в массовом производстве. Пассивные, пока еще находятся на стадии разработки. В них, для получения постоянного магнитного поля применяют постоянные магниты типа NdFeB.
Использование магнитных подшипников предоставляет потребителю следующие преимущества:
Бесконтактный магнитный подшипник
В то же время использование таких узлов влечет за собой некоторые сложности, в частности:
В случае пропадания магнитного поля, механизм неизбежно понесет повреждения. Поэтому для бесперебойной и безаварийной работы проектировщики применяют так называемые страховые подшипники. Как правило, в качестве страховочных применяют подшипники качения. Но они в состоянии выдержать несколько отказов системы, после этого требуется их замена, так будут изменены их размеры.
Создание постояннодействующего, а главное, устойчивого, магнитного поля сопряжено с созданием больших и сложных систем управления. Такие комплексы вызывают сложности с ремонтом и обслуживанием подшипниковых узлов.
Излишнее тепловыделение. Оно обусловлено тем, что обмотка нагревается в результате прохождения через нее электрического тока, в некоторых случаях, такой нагрев недопустим и поэтому приходится устанавливать системы охлаждения, что, разумеется, приводит к усложнению и удорожанию конструкции.
Где используются устройства скольжения
На самом деле сложно найти механизм, в котором не установлены подшипники скольжения. Даже на атомных подводных лодках, на подшипниках этого типа устанавливают гребные валы. Подшипники скольжения нашли широкое применение в станкостроении. В частности, в них устанавливают валы, по которым перемещается суппорт, резцедержатель и другие составные части станка.
Классификация подшипников качения
К подшипникам качения относят:
Все они характеризуются высокими параметрами износостойкости и возможностью работы в условиях разнонаправленных нагрузок – осевых и радиальных.
Характеристики подшипников качения
К основным характеристикам подшипников качения можно отнести следующие:
Угловая скорость, подшипники качения могут показывать высокие значении этой скорости, особенно если сепараторы выполнены из цветного металла или полимеров.
Перекос вала. Допустимо то, что перекос может достигать от 15’ до 30’. Кроме того, подшипники качения способны воспринимать небольшие осевые усилия. Она не должна превышать 70% от неиспользуемой радиальной грузоподъемности.
Подшипники качения показывают минимальные потери на трение.
Каталог импортных подшипников FAG, INA, SKF, NSK, TIMKEN и др.
В мировой экономике подшипниковая отрасль занимает отдельное место, во много это обусловлено значимостью продукции ей выпускаемой.
В нашей стране такую продукцию выпускают на специализированных подшипниковых заводах. Но, в последнее время существенно увеличен импорт подшипников из рубежа. Их поставляют из разных стран мира – США, КНР, Германии и пр.
Для ознакомления с номенклатурой поставляемой продукции достаточно ознакомиться с каталогами подшипников, которые предлагают потребителям зарубежные производители — FAG, INA, SKF, NSK, TIMKEN и многие другие. Достаточно одного взгляда и можно понять всю величину номенклатуры предлагаемых подшипников.
Но при заказе импортной продукции необходимо понимать, что подшипники, поступающие из-за границы, должны соответствовать требованиям наших нормативов и иметь документы, подтверждающие их качество и безопасность в эксплуатации. Подшипники очень часто поделывают. Рекомендуем покупать подшипники только у авторизированных поставщиков.