Особенности подшипников качения

Подшипник качения – важнейший элемент опорных и упорных узлов машин, механизмов. Его основная функция – поддержка осей, валов и других подвижных деталей с обеспечением определенной жесткости.

Подшипниках качения: основные понятия

Он необходим, чтобы зафиксировать пространственное положение движущихся комплектующих. При этом способствует вращательному движению, воспринимая и передавая нагрузки от детали, которая находится в движении, к другим конструктивным элементам (шестерни, зубчатые колеса, муфты и т. д.).

Для этого внутреннее кольцо (обойма) подшипника напрессовывают на цапфу вала и заставляют его вращаться вместе с ней. Наружное остается неподвижным, запрессованным в корпус. Достоинством представленной детали минимальные энергетические потери на трение в ней. В этом ее главное преимущество в сравнении с подшипником скольжения.

Устройство подшипника качения

Конструкция подшипника качения следующая. Чаще всего он составлен из пары колец (обойм) – внешнего и внутреннего, тел качения разной конфигурации (шарики, ролики) и сепаратора. От последнего зависит ресурс работы, который завершается после начала разрушения его перемычек. Он нужен для сохранения постоянной дистанции между шариками и направления движения, а также их фиксации в кольцах. У радиальных подшипников во внешней поверхности внутреннего кольца и внутренней (для наружной обоймы) выполнены кольцевые пазы. Для упорных их делают на торцах обойм. Это беговые дорожки. В сечении они повторяют форму тела качения и направляют их движение.

Основным конструкционным материалом для указанных деталей является сталь с повышенным содержанием хрома или другими свойствами. Последние определяются условиями эксплуатации подшипниковых узлов. Встречаются комбинированные (гибридные) исполнения, когда ролики, шарики или сепараторы выполняют из пластмасс (полиамид) или композитной керамики.

Виды подшипников качения

Основной особенностью, по которой подшипники отличаются друг от друга, является форма тел качения – шарики либо ролики (конические, цилиндрические, игольчатые, бочкообразные и витые). В зависимости от этого их называют роликовыми или шариковыми.

Они выпускаются по 5-и классам точности:

• 2 – сверхвысокий;
• 4 – особо высокий;
• 5 – высокий;
• 6 – повышенный;
• 0 – нормальный.

Существуют подшипники без сепараторов с большим (чем обычно) количеством тел качения. Их грузоподъемность выше, а допустимые обороты существенно ниже, чем у стандартных. Этот тип применяют, когда надо уменьшить диаметральный размер узла вращения. Существуют и так называемые насыпные (без колец), в которых шарики можно легко заменить. Иногда в конструкцию добавляют торцевые защитные крышки. Они предохраняют все внутренние элементы и смазку от попадания загрязнений. Такой закрытый подшипник не нужно обслуживать во время эксплуатации.

Классификация подшипников

По количеству рядов тел качения подшипники бывают одно-, двух- или четырехрядными.
Выпускаются также самоустанавливающиеся шарикоподшипники. Их внутренняя обойма имеет небольшое сферическое смещение. Благодаря этому можно устранить угловые (до 3о) перекосы осей сопряженных валов. Эта величина не превышает десятых долей градуса, если самоцентровка не предусмотрена конструкцией.

Различают следующие виды усилий, которые испытывают опоры:

• осевое, направленное вдоль оси вращения.
• радиальное, действующее на ось перпендикулярно.

В зависимости от того, какое направление имеет сила, которую надо скомпенсировать в первую очередь, имеются следующие виды подшипников – упорные, радиальные и их упорно-радиальная и радиально-упорная разновидности.
Наконец, в зависимости от наружного диаметра подшипника (при одном внутреннем), они бывают 5-и серий – тяжелая, средняя, легкая, особо- и сверхлегкая. А по ширине обоймы – нормальные, узкие, широкие и особо широкие.

Применение подшипников качения

Применение подшипников качения определяют производства, выпускающие оборудование с вращающимися деталями. К ним относятся в первую очередь все виды машиностроения – металлургическое, пищевое, горное, транспортное (автомобили, суда, летательные аппараты), дорожно-строительное и энергетическое (двигатели, турбины, компрессоры, вентиляторы и кондиционеры). Используют их в процессе изготовления бытовой техники (стиральные, посудомоечные, швейные машины, морозильники и холодильники) и микроэлектроники (персональные компьютеры, ноутбуки, DVD-проигрыватели и т. д.).

Спрос в мире на эту продукцию постоянно увеличивается. Ведущие мировые производители подшипников качения – компании SKF (Швеция), American Roller Bearing и Boston Gear LLC (США), FAG (Германия), NTN (Япония), а также Вологодский, Курский (РФ) и многие другие подшипниковые заводы.