Подшипники и их основные типы

Типы подшипников, онлайн подбор подшипника



В современной механике подшипник является одной из наиболее распространенных деталей. Все они используются в качестве опоры, на которую опирается вал или ось, но так как узлы вращения очень разнообразны, то существуют подшипники множества различных конструкций и исполнений. Выбор опорного элемента, характеристики  которого будут оптимальными для того или иного случая, возможен лишь в том случае, если специалист, занимающийся подбором, отлично ориентируется в различных типах подшипников и их классификация не вызывает у него затруднений.

Навигация по статье

Подшипники по принципу действия

Подшипники скольжения

Типы шариковых подшипников

Типы роликовых подшипников

Подшипники игольчатые подшипники

Комбинированные подшипники

Ролики опорные


Подшипники: разделение по принципу действия


Начиная разговор о типах подшипников, сразу же стоит напомнить, что делятся эти детали на две большие группы. Одна из них использует в работе качение, а другая – скольжение. Подшипники качения – это обширная категория опорных деталей, использующих для передачи нагрузки с внутреннего кольца на внешнее шарики или ролики. Шариковые подшипники укомплектованы телами качения сферической формы, которые могут располагаться в один или несколько рядов.

Современные роликовые подшипники также могут иметь один или несколько рядов тел качения. Но они более разнообразны за счет того, что в них могут использоваться ролики разной формы и длины. Эти элементы подшипников изготавливают в форме цилиндров, усеченных конусов, бочонков и даже игл. Такой выбор необходим для того, чтобы заставить изделие как можно эффективнее воспринимать нагрузку и противостоять различным сопутствующим негативным факторам.

Вторая группа опор, не менее востребованная в производстве и транспортной сфере – это подшипники скольжения. Такие детали не имеют тел качения, а нагрузка от вала воспринимается поверхностью, покрытой масляной пленкой. В идеале в таком узле происходит жидкостное трение и нагрузка компенсируется давлением масла, возникающем при вращении вала. Опора скольжения обладает более высокими скоростными характеристиками, чем шариковый и, тем более, роликовый подшипники. При этом стоит отметить, что эти детали не могут выдерживать высокие нагрузки, и очень требовательны к условиям эксплуатации и качеству масла.

Подшипники скольжения

Подшипники скольжения – это


Подшипники скольжения – это самые первые опоры вращения, придуманные человеком. Несмотря на тысячи лет, прошедшие с момента изобретения, их принцип работы не изменился, а востребованность в разных сферах человеческой деятельности остается на высоте. Такая деталь состоит из корпуса и основного рабочего элемента – втулки. Корпус, как впрочем и втулка, могут изготавливаться разъемными, что значительно упрощает монтаж и обслуживание такой опоры. Втулку производят из стойкого к внешним воздействиям материала с минимальным коэффициентом трения.

Работают такие подшипники, в зависимости от исполнения, в сухом или жидкостном режиме. В сухих опорах трение снижается за счет материала втулки или специального вещества, помещенного внутрь подшипника, например графита. Иногда внутренний элемент изделия производят из полимеров имеющих высокие антифрикционные свойства и умеренную цену. При износе втулки или вкладышей их просто заменяют на новые и опора продолжает эксплуатироваться.

С подшипниками скольжения, в которых используется не сухое, а жидкостное трение, все гораздо сложнее. В состоянии покоя вал с втулкой соприкасается с поверхностью корпуса, но в начале вращения в зазор между двумя деталями подшипника затягивается масло, давление которого позволяет уравновешивать вес вала и силы, прилагаемые к нему при работе механизма. В процессе работы поверхности подшипника разделяет слой жидкости и трение между ними полностью отсутствует. Такая работа опоры позволяет использовать их там, где валы вращаются с очень большой частотой.

Основные типы шариковых подшипников

Шариковые подшипники разного типа и конструкции

В промышленности, транспорте и быту чаще всего встречаются шариковые подшипники разного типа и конструкции. Так как каждое их тело качения передает приложенную силу через одну точку, то нагрузка, которую они способны выдерживать, относительно невысока. Но зато принцип точечного контакта делает их очень быстроходными и относительно неприхотливыми к обслуживанию. По воспринимаемым нагрузкам эти опоры делятся на такие категории:

• Радиальные, воспринимающие силы, действующие перпендикулярно оси вала;
• Упорные подшипники, способные работать только с нагрузками, направленными вдоль оси вала;
• Упорно-радиальные и радиально-упорные подшипники, изготавливаемые для комбинированных нагрузок. В этом случае первое слово в названии говорит о преобладании той или иной силы;
• Четырехточечные – созданные для двухсторонних осевых нагрузок или самых сложных комбинированный усилий.

Также стоит упомянуть и самоустанавливающиеся подшипники, наружное кольцо которых имеет сферическую поверхность дорожки. Такая опора не только выдерживает нагрузки от вала, но и может компенсировать небольшой изгиб или провисание вала.


Основные типы роликовых подшипников

Роликовые подшипники имеют высокую грузоподъемность


Благодаря тому, что элементы качения в таких деталях имеют вид роликов и нагрузка от вала передается на дорожки не точечно, а линейно, роликовые подшипники имеют более высокую грузоподъемность чем шариковые. Но за это преимущество приходится расплачиваться частотой вращения, и опоры с цилиндрическими телами качения относительно тихоходны. При этом изделия этого типа отлично выдерживают вибрации, моментные нагрузки и центробежные силы, что делает их максимально выносливыми и надежными.

Самым востребованным типом подшипников в промышленности и транспорте является цилиндрический роликовый подшипник, задача которого – противостоять серьезным радиальным и незначительным осевым нагрузкам. Эти детали могут являться однорядными или иметь несколько рядов тел качения, что существенно увеличивает их грузоподъемность и продольную жесткость. Это наиболее грузоподъемные и надежные опоры, используемые в мощном горнодобывающем и металлургическом оборудовании, насосах большой производительности, специальной и строительной технике.

В роликовых конических подшипниках тела качения расположены не параллельно оси вала, а под определенным углом. Благодаря такой компоновке этот вид опорных деталей может воспринимать не только радиальный тип нагрузки, но и осевой. Чем больше угол между осями роликов основной осью изделия, тем большие упорные усилия могут прикладываться к этому изделию. Для усиления эффекта производители устанавливают в такие модели ролики конусной формы, благодаря чему опора еще эффективнее работает с комбинированными нагрузками.

Широкое распространение в тяжелом машиностроении и горнодобывающей отрасли получили упорные роликовые подшипники. В этих опорах ролики могут располагаться как под углом к оси вала, так полностью перпендикулярно ей. Это идеальное решение для вертикальных валов и осей, подвергающихся большим нагрузкам. Такие опоры можно встретить на буровых колоннах и в поворотных узлах тяжелого металлургического оборудования.

В тех узлах вращения, где вал может провисать или деформироваться, не обойтись без двухрядных самоустанавливающихся роликовых подшипников. В этом типе деталей, как и в случае с шариковыми аналогами,  дорожка на внутренней части внешнего кольца имеет сферическую поверхность. Ролики расположены под небольшим углом друг к другу и могут смещаться вместе с сепаратором и внутренним кольцом по отношению к колцу внешнему. Основное преимущество этих опор – возможность самоустанавливаться, то есть работать при перекосах. Кроме этого нельзя не упомянуть и то, что этот вид подшипников, благодаря двойному ряду тел качения и массивным кольцам, способен выдерживать очень высокие нагрузки.

Игольчатые подшипники

игольчатые подшипники принято относить к роликовым опорам


Несмотря на то, что игольчатые подшипники принято относить к роликовым опорам, их устройство и принцип работы настолько отличается от классического роликового подшипника, что мы решили выделить их в отдельную главу. Главной особенностью игольчатых подшипников является то, что их ролики имеют соотношение диаметра к длине не менее 1 к 4, что делает эти элементы похожими на швейные иглы. Такой подшипник может состоять из тел качения и одного или двух колец. При этом в некоторых моделях не предусмотрен сепаратор.

Благодаря малому диаметру тел качения, радиальные размеры игольчатых моделей гораздо меньше чем у обычных. Это дает возможность применять опоры там, где свободное пространство вокруг вала очень ограничено. Большая длина таких подшипников обеспечивает им высокую продольную жесткость, но исключает работу там, где имеют место перекосы валов. Из всех типов подшипников игольчатые – наиболее грузоподъемные. При этом, в отличие от других роликовых деталей, эти опоры не только не уступают по скоростным характеристикам шариковым подшипникам, но иногда и превосходят их.
Все эти позитивные особенности игольчатых подшипников являются следствием особенностей их работы. Если в обычном роликовом подшипнике тела качения при работе вала вращаются вокруг своей оси, то в игольчатых плотно установленные иглы остаются неподвижными. Если в подшипнике достаточно качественной смазки, то при вращении вала иглы играют роль вкладыша между ним и наружным кольцом или опорой. При этом трение в таком узле, при его правильной работе, является жидкостным.

Комбинированные подшипники

У игольчатых моделей огромное количество преимуществ, что делает их наиболее востребованными во многих областях производства опорными узлами. Но есть у них и важный недостаток – полная беззащитность перед осевыми нагрузками. В том случае, если в механизме присутствует вероятность появления сил, направленных вдоль оси вала, игольчатый подшипник раньше усиливали дополнительно шариковым или роликовым упорным. Еще один опорный элемент существенно усложнял монтаж и обслуживание узла, поэтому появилось универсальное решение – комбинированный подшипник для осевых и радиальных нагрузок.

Такая деталь занимала в механизме несколько больше места, чем обычный игольчатый подшипник, но при этом эффективно работала как с радиальными, так и с упорными нагрузками. Производители наладили выпуск и двухсторонних моделей, способных противостоять радиальной и разнонаправленным осевым воздействиям.

Опорные ролики

конструкция опорного ролика максимально вынослива


Специально для использования в конвейерах и различных роликовых приводах, многие производители производят специальные детали, которые называются опорные ролики. Отличить от обычных подшипников эти изделия сможет даже неспециалист, так как наружная часть внешнего кольца такой опоры имеет выпуклую сферическую форму. Такое решение помогает снизить напряжения на кромках детали при больших нагрузках, а также обеспечивает выравнивание при перекосе кольца относительно направляющей плоскости. Вся конструкция опорного ролика способствует его максимальной выносливости и длительной службе. Кольца такого подшипника имеют значительную толщину, что позволяет ему выдерживать значительные радиальные нагрузки и даже удары. Чтобы исключить попадание внутрь подшипника различных загрязнений и сохранить высокое качество смазки, опорные ролики закрывают уплотнениями. Это один из наиболее неприхотливых типов подшипника - в условиях эксплуатации на конвейерах с сыпучими материалами, особенности его конструкции позволяют значительно увеличить ресурс детали.

Вернуться к списку

Возможно, вам будет интересно:

  • 1st Source Products
  • American Roller
  • AMI
  • Aurora Company
  • Barden (Schaeffler)
  • Boston Gear (Altra)
  • Browning
  • Bunting
  • Cleco
  • Dodge
  • Dodge (Baldor)
  • FAG (Schaeffler)
  • Garlock (GGB)
  • General Corporation
  • Heim (RBC )
  • IKO International Inc
  • INA (Schaeffler)
  • Isostatic
  • Kaydon
  • Kilian (Altra)
  • Koyo
  • Koyo NRB
  • Link-Belt (Rexnord)
  • McGill
  • MRC (SKF)
  • Nice Ball (RBC )
  • NSK
  • NTN
  • Oiles America Corporation
  • Oilite
  • Osborn Load Runners
  • PCI Procal Inc.
  • PEER
  • QA1 Precision Products
  • RBC
  • Rexnord
  • RHP (NSK)
  • Rollway
  • Sealmaster
  • Shuster Corporation
  • SKF
  • Smith Company
  • SNR (NTN)
  • Spherco (RBC )
  • Symmco
  • System Plast
  • Timken
  • Timken (Fafnir)
  • Timken (Torrington)