Упорный подшипник. Радиально-упорные подшипники. Шариковый упорный подшипник

Подшипники – это технические устройства, которые служат опорой для вращающихся осей и валов. Они способны принимать радиальные и осевые нагрузки, непосредственно воздействующие на ось или вал, и затем передавать их на раму, корпус или другие части конструкции. Задача подшипника в то же время – удерживать вал в пространстве, давая ему возможность свободно качаться, вращаться или линейно перемещаться с минимальной потерей энергии. От качества этого устройства зависят работоспособность, коэффициент полезного действия

Виды подшипников

Исходя из принципа работы, все устройства подразделяются на газодинамические, гидростатические, газостатические, гидродинамические, магнитные, скольжения и качения. Последние два вида, как правило, применяются в машиностроении. Подшипник качения состоит из сепаратора и двух колец, который разделяет их. По внешней части внутреннего кольца и внутренней части внешнего проходит желобок – это дорожка, по которой катаются тела качения (ролики или шарики), когда устройство задействовано в работе.

По восприятию нагрузки разделяют радиальные (для радиальной и малой осевой нагрузки), упорные (для осевой нагрузки), упорно-радиальные (для осевой и малой радиальной нагрузки) и радиально-упорные подшипники (для комбинирования осевой и радиальной нагрузки).

По числу рядов для шариков или роликов выделяют однорядные, двухрядные и многорядные устройства. В зависимости от способности компенсировать имеющиеся перекосы валов, разделяют несамоустанавливающиеся подшипники, которые допускают взаимный перекос колец до восьми градусов, и самоустанавливающиеся (перекос до четырех градусов).

Видео: Шариковый упорный (опорный) закрытый подшипник 348702 С3 CRAFT Литва

Условное обозначение

Российская маркировка таких устройств состоит из условного обозначения, стандартизованного в соответствии с ГОСТ 3189-89, а также из кода завода-изготовителя. Таким образом, маркировка включает семь цифр основного обозначения (если значения признаков нулевые, может быть сокращена до двух знаков) и дополнительного, расположенного справа/слева от основного. В случае расположения слева оно всегда отделяется знаком "–" (тире), а если справа, то начинается с какой-нибудь буквы. Чтение всегда осуществляется справа налево, будь то радиальные или упорные подшипники.

ГОСТ предписывает располагать элементы маркировки в определенной последовательности. Так, сначала указывается серия ширин (одна цифра), затем конструктивная разновидность (две цифры), далее тип подшипника (одна цифра), серия диаметров (одна цифра) и условное обозначение внутреннего диаметра (две цифры).

Где используется упорный подшипник?

Машин, в которых отсутствуют вращающиеся детали, очень мало. Такие части, как барабаны, рычаги, колеса, оси, валы и т. д., как правило, обязательно имеются – это знают все, кто имеет дело с автомобилями. А значит, и без подшипников здесь не обходится. Любое транспортное средство нуждается в хорошем уходе и периодическом ремонте, вот и эти устройства приходится время от времени менять. Но упорный подшипник – не только непременный атрибут автомобиля, он применяется в металлургическом, энергетическом оборудовании, машинах горнодобывающей отрасли. Такого рода конструкции позволяют усилить скоростные качества той или иной детали, поэтому их часто используют в центрифугах, автомобильных колесах, червячных редукторах, шпинделях и прочем.

Шариковые и роликовые упорные устройства

Шариковый упорный подшипник предназначается для восприятия осевых нагрузок, он является несамоустанавливающимся. Выпускают однорядные устройства, которые воспринимают осевую одностороннюю нагрузку, и двухрядные – воспринимают двустороннюю. Такие конструктивные узлы находят применение в вертикальных валах, домкратах, вращающих центрах станков, режущих металл.

Подшипник упорный роликовый используется тогда, когда действует очень большая осевая нагрузка. Эти устройства могут быть трех видов:

• с коническими роликами – предназначены для работы при крайне высоких нагрузках, повышенных скоростях вращения, ударах;
• с цилиндрическими роликами – применяются для работы на небольших скоростях, но при значительных нагрузках;
• со сфероконическими роликами - обладают свойствами самоустанавливаемости, могут нести значительные осевые и радиальные нагрузки.

Роликовый упорный подшипник используется в упорных блоках прошивных станов, экструдерах, тяжело нагруженных вертикальных валах, генераторах переменного тока. Кроме того, он является частью поворотных узлов металлургического оборудования.

Радиально-упорные подшипники

Эти устройства также применяют в разных сферах промышленности: машино- и танкостроении, химической отрасли и других. Данные конструктивные узлы способны воспринимать сразу оба вида нагрузки: и осевую, и радиальную. Ее максимальная величина напрямую зависит от того, под каким углом соприкасаются тела качения с дорожками качения. Возможно использовать радиально-упорный подшипник, имеющий четырехточечный контакт. Однако следует отметить, что в общетехнических отраслях наибольшее распространение получили однорядные и двухрядные устройства.

Разновидности радиально-упорных подшипников

Конструктивные узлы могут выполняться в разных вариантах. Подшипник радиально-упорный шариковый может быть открытым или же иметь защитную металлическую шайбу или контактное уплотнение. Устройства с четырехточечным контактом обладают разъемными внешними или внутренними кольцами и больше подходят для осевых нагрузок. Подшипник радиально-упорный шариковый зачастую оснащается сепаратором из стеклонаполненного полиамида. Но встречаются также конструктивные узлы с латунным точечным или стальным штампованным сепаратором. Такие подшипники воспринимают радиальную и осевую одностороннюю нагрузку. На внутреннем или внешнем кольце имеется скос со стороны тел качения, поэтому зачастую число роликов в данном варианте устройства превышает число шариков в соответствующем радиально-упорном конструктивном узле. Этот подшипник способен воспринимать большую нагрузку, нежели радиальный аналогичного типоразмера.

Роликовый радиально-упорный подшипник, как правило, имеет тело качения конического типа. За счет расположения роликов к оси вращения под определенным углом такой тип устройства способен воспринимать комбинированные нагрузки. В то же время радиально-упорный конический подшипник обладает гораздо более низкой допустимой частотой вращения, чем конструктивный узел с цилиндрическими роликами. Уровень принятия осевых нагрузок определяется углом конусности: при его увеличении уменьшается радиальная нагрузка, и вследствие этого увеличивается действующая осевая. При желании использовать такие подшипники нужно убедиться, что отсутствует перекос гнезд опор и оси вала, в которые они устанавливаются.

Варианты роликовых радиально-упорных конических устройств:

• 7000 – основной;
• 27000 – с высоким углом конусности;
• 97000 – двухрядный;
• 77000 – четырехрядный.

Типы 27000 и 7000

Предназначены для восприятия радиальных и осевых односторонних нагрузок. Такие конструктивные узлы нуждаются в регулировке осевых зазоров и монтаже внешних колец - как в процессе установки, так и во время эксплуатации.

Тип 97000

Эти устройства способны воспринимать односторонние и двухсторонние радиальные и осевые нагрузки одновременно. Если требуется изменить радиальный или осевой зазор, в подшипнике подшлифовывается дистанционное кольцо, установленное посередине внутренних колец. Максимальная нагрузка в конструктивных узлах такого типа в 1,7 раз превышает ту, что допустима для однорядных подшипников.

Тип 77000

Устройства данного вида предназначены для восприятия значительных радиальных и незначительных двусторонних осевых нагрузок. Такой конструктивный узел может выдержать гораздо большее действие радиальных сил, нежели соответствующий однорядный.

Видео: Подшипники ZEN (ЗЕН). Производство.

Выбор подшипника

При выборе типа и размера устройства следует учитывать следующие факторы:

• характер нагрузки (переменная, ударная, вибрационная, постоянная);
• необходимый ресурс (в миллионах оборотов или часах);
• направление и значение нагрузки (осевая, радиальная, комбинированная);
• состояние окружающей среды (запыленность, температуру, кислотность, влажность);
• частоту вращения кольца конструктивного узла;
• особые требования, которые зависят от конструкции подшипника (требуемые габариты, свойства самоустанавливаемости, снижение шума и т. п.).

Габариты и классы точности

Такие устройства имеют размерные серии. По габаритным размерам они делятся на тяжелые/средние/легкие/особо легкие/сверхлегкие, а по ширине – на особо широкие/широкие/нормальные/узкие. Наиболее распространенными являются средние, легкие и особо легкие разновидности.

Видео: Шарикоподшипники. Как это сделано.

Выделяют классы точности конструктивных узлов: сверхпрецизионный/прецизионный/высокий/повышенный/нормальный. Выпускают также подшипники, у которых класс точности ниже нормального (самые неточные) или выше сверхпрецизионного (самые точные). В зависимости от этого параметра и иных дополнительных требований, таких как уровень вибрации и прочее, все устройства подразделяют на категории: классы А, В, С.

В заключение дадим расшифровку условных обозначений типов подшипников:

• 0 – радиальный/шариковый;
• 1 – радиальный/шариковый сферический;
• 2 – радиальный/роликовый с цилиндрическими короткими роликами;
• 3 – радиальный/роликовый со сферическими роликами (бочкообразной формы);
• 4 – радиальный/роликовый с игольчатыми или цилиндрическими длинными роликами;
• 5 – радиальный/роликовый с витыми роликами;
• 6 – радиально-упорный/шариковый;
• 7 – конический/роликовый;
• 8 – упорно-радиальный/шариковый, упорный/шариковый;
• 9 – упорно-радиальный/роликовый, упорный/роликовый.