Типы подшипников по способу передачи нагрузок

По способу передачи нагрузок принято выделять сразу несколько моделей подшипниковых узлов. Каждая конструкция может воспринимать разные типы усилий и отличается эксплуатационными характеристиками.

Шариковые модели

Шариковые подшипники являются достаточно востребованными. В их конструкции предусмотрены шариковые тела качения, что находятся в специальных дорожках, установленных в конструкции наружных колец. Такие модели укомплектованы механическими или же штампованными сепараторами синтетического вида.

Момент трения данных узлов считается оптимальным – это происходит в результате того, что обеспечивается точечный контакт между набором шариков и дорожкой. Это помогает эксплуатировать технику в условиях скоростного режима работы.

Типы подшипников по способу передачи нагрузок:
• радиальные – работают только в условиях радиальных усилий;
• радиально-упорные и упорно-радиальные – используются для осевых и радиальных сил;
• упорные – имеют восприятие только к одной осевой силе;
• модели с четырехточечным контактом – могут работать при осевых усилиях в двух направлениях или эксплуатироваться при комбинированном воздействии радиальных и осевых сил.

Радиальные шарикоподшипники используются для работы электрических двигателей, небольших редукторов, современной электрической бытовой техники.

Роликовые цилиндрические модели

В виде тел качения в этих конструкциях используются цилиндрические ролики, что применяются с сепараторами, которые могут быть выполнены из разных материалов (с учетом конкретной модели). Основное предназначение роликовых устройств – это повышенная радиальная нагрузка и отсутствие осевого усилия. Огромные несущие свойства этих изделий объясняются наличием линейного контакта, который сохраняется между роликами и дорожками.

Сферы применения данных подшипниковых узлов:
• электрические двигатели больших габаритов;
• различные насосы;
• гильотины;
• габаритные редукторы и другое.

Для увеличения грузоподъемности производитель использует один или сразу несколько рядов с телами качения.

Роликовые конические модели

Использование в опоре конических роликов, которые находятся под углом по отношению к оси вращения, позволяет одновременно работать с радиальными и осевыми усилиями – комбинированная нагрузка.

Классификация узлов напрямую зависит от сферы их применения. В продаже представлены модели разнообразных конструкций:
• Для эксплуатации в условиях огромных усилий рекомендуется применять двухрядные роликоподшипники конического типа.
• Для фиксации в ступицы машин используют соответствующие узлы по типу HUB – они предварительно регулируются и смазываются.

Такие подшипниковые узлы активно используются для косозубых механических передач, для ступиц легковых и коммерческих транспортных средств и прочее. Кроме того, эти модели применяют для буксы железнодорожного транспорта.

Двухрядные самоустанавливающиеся модели

Учитывая типы нагрузок для подшипников, важно отметить двухрядные модели, отличительная особенность которых заключается во внутренней поверхности наружного кольца, что имеет сферическую форму. Таким образом, удается добиться самоустанавливающегося эффекта. Это поможет эксплуатировать конструкцию даже в условиях сильного перекоса внутреннего кольца. Чаще всего представленные особенности отмечают в результате несоосности посадочных мест или прогиба вала при сильных нагрузках. Двухрядная конструкция – это гарантия огромной грузоподъемности.

Такие модели дополнены сепараторами, которые могут быть выполнены из всевозможных материалов:
• Сталь – для конструкций общего назначения или тех, что эксплуатируются в условиях повышенных температурных режимов.
• Латунь – для эксплуатации во время сильных вибрационных эффектов.
• Полимеры – для подшипниковых узлов общего предназначения.

Принято выделять два основных типа – шариковые и роликовые. Двухрядные шариковые устройства могут быть задействованы при радиальных силах или огромных скоростных режимах. Радиальная и осевая нагрузка – это эксплуатация двухрядных роликовых устройств.
Представленные модели можно встретить в конструкциях бумагоделательных машин, для огромных вентиляторов, для опор ветряных электрических генераторов, карьерных машин и другое.

Игольчатые модели

Представленные устройства отличаются цилиндрическими телами качения. Такая часть конструкции называется иголками. В результате разработчикам удается уменьшить радиальные габариты по сравнению со стандартными цилиндрическими роликоподшипниками. Однако производитель отмечает некоторые отличительные особенности, которые касаются ограничения по скорости вращения.
Современные модели пользуются особой популярностью и характеризуются своими конструктивными отличиями. Типы нагрузок на подшипники могут быть самыми разными, отчего зависит выбор конкретной модели. Если на узел оказывают влияние осевые и радиальные усилия, тогда необходимо задействовать в работу комбинированные изделия: в этой конструкции игольчатая модель успешно сочетается со второй моделью. В качестве второй модели выступает радиальное шариковое устройство, радиально-упорный подшипник шарикового или цилиндрического типа.

Игольчатые устройства чаще всего можно встретить в редукторах, в двигателях внутреннего сгорания, в тормозных системах, в копировальной технике и прочее.

Упорные шариковые модели

Это одна из самых популярных разновидностей шариковых устройств. Упорные подшипниковые узлы могут воспринимать исключительно осевые силы.
Если речь идет о восприятии осевых усилий, направленных с одной стороны, тогда нужно использовать однорядные шариковые модели скольжения, а при двухсторонних усилиях – двухрядные модели.
Эти конструкции повсеместно используются в вертикальных валах, для работы домкратов, для вращающихся центров в металлорежущих станках.

Упорные роликоподшипники

Представленные модели активно используются в тех сферах, где отмечают достаточно высокие осевые усилия. В продаже можно встретить такие подшипниковые узлы, представленные в трех разных вариантах:
• Модели с цилиндрическими роликами – эксплуатируются в условиях внушительных усилий, но при стандартных скоростных показателях.
• Модели со сфероконическими роликами – применяются для огромных радиальных и осевых сил, а также относятся к категории самоустанавливающихся.
• Модели с коническими роликами – используются при кардинально высоких осевых и радиальных усилиях, больших скоростных показателях и сильных ударах.

Последние модели принято эксплуатировать в сложных условиях, когда особенно важно обеспечивать надежную и безопасную работу оборудования, предотвращая частую поломку. Именно поэтому они нашли свое применение в тяжело нагруженных вертикальных валах, для генераторов переменного тока, для поворотных узлов металлургического оборудования. Такие подшипниковые узлы способны справиться не только с нагрузками, но и также с сильными вибрациями и ударами, сохраняя работоспособность машин.

Поделитесь в соц. сетях

Типы подшипников и уход за ними

Подшипником называют сборочный узел – упорный или опорный, который поддерживает ось, вал либо другую подвижную конструкцию с одновременным фиксированием, передачей момента вращения, качания либо линейного передвижения данной опоры или системы с заданной жесткостью.

Одной из главных задач сборочного механизма считают передачу нагрузки к компонентам агрегата от ведущего механизма.

Подшипники широко применяют во многих сферах промышленности — станкостроении, машиностроении, автомобилестроении. Используют подшипники при конструировании транспортных средств, дорожной, сельскохозяйственной, горнодобывающей, строительной и спецтехники.

Разновидности подшипниковых узлов

Подшипники классифицируются по целому ряду признаков. Главный из них – различие механизмов по функциям – качения или скольжения.

Первая категория подшипников обеспечивает процесс вращения благодаря качению тел, расположенных между двумя кольцами – наружным и внутренним.

Подшипники скольжения отличаются более простым строением и принципом работы. В зазор между кольцами закладывают смазочный материал, который процесс трения сводит к минимуму. Значительно проще происходит передача поворотных моментов.

Подшипниковые механизмы качения разделяют на классы по нескольким факторам. Это:

— вид тела – шарики либо ролики. К разновидности роликовых относят и подшипники игольчатые. Внутри конструкции располагаются длинные и тонкие ролики-иголки;

— тип нагрузок – линейные, упорные, радиальные, радиально-упорные, упорно-радиальные;

— численность рядков тел качения – один, два и более;

— возможность восполнить отсутствие способности расположения на одной линии осей вала и втулок;

— материал для производства тел качения – сталь либо комбинированный вариант – из металла- кольца, из керамики – шарики и ролики.

Подшипники качения обладают неопровержимыми достоинствами. Это незначительное нагревание, минимальные потери при трении, длительная эксплуатация, приспособление к активным рабочим режимам.

Подшипники скольжения разделяют на классы в соответствии с видом используемой смазки.

— Жидкие – работают на масле — минеральном либо синтетическом, неметаллические – на воде;

— Пластичные – с содержанием литиевого мыла, сульфоната кальция и других ингредиентов;

— Твердые – изготовленные их графита или молибдена;

— Газообразные – в состав входит азот и инертные газы.

Данный класс подшипников характеризуются преимущественными признаками. Это стойкость к ударам, вибрациям, надежность при вращении на высоких скоростях, возможность монтажа узла на шейку коленчатого вала.

Увеличение ресурса подшипникового узла

При установке необслуживаемого подшипника необходимо регулярно следить за режимом работы, избегать при эксплуатации перегрузок. Следует также уделить внимание соблюдениям правил ухода за узлом.

Нужно обязательно помнить, что обслуживаемые механизмы нуждаются в периодическом и регулярном смазывании. Именно смазка выполняет в процессе главные функции — отводит тепло, минимизирует трение, защищает металл от повреждений.

Способы смазки могут быть разными – разбрызгивание, погружение в емкость со смазочным материалом, масляный туман, подача смазки внутрь механизма через специальный инструмент.

типов подшипников — как работают подшипники

Существует множество типов подшипников, каждый из которых используется для разных целей. К ним относятся шариковые подшипники, роликовые подшипники, упорные шариковые подшипники, упорные роликовые подшипники и конические упорные роликовые подшипники.

Шариковые подшипники

Шариковые подшипники , вероятно, являются наиболее распространенным типом подшипников. Они есть во всем, от роликовых коньков до жестких дисков. Эти подшипники могут выдерживать как радиальные, так и осевые нагрузки и обычно применяются в тех случаях, когда нагрузка относительно мала.

Объявление

В шарикоподшипнике нагрузка передается с наружного кольца на шарик, а с шарика на внутреннее кольцо. Поскольку мяч представляет собой сферу , он контактирует с внутренней и внешней обоймой только в очень маленькой точке, что помогает ему вращаться очень плавно. Но это также означает, что площадь контакта, удерживающая эту нагрузку, не очень велика, поэтому, если подшипник перегружен, шарики могут деформироваться или сплющиться, разрушая подшипник.

Роликовые подшипники

Роликовые подшипники , подобные показанному ниже, используются в таких устройствах, как ролики конвейерной ленты, где они должны выдерживать большие радиальные нагрузки. В этих подшипниках ролик представляет собой цилиндр , поэтому контакт между внутренней и внешней обоймой представляет собой не точку, а линию. Это распределяет нагрузку по большей площади, позволяя подшипнику выдерживать гораздо большие нагрузки, чем шариковый подшипник. Однако этот тип подшипника не рассчитан на большую осевую нагрузку.

Вариант этого типа подшипника, называемый игольчатый подшипник , использует цилиндры очень малого диаметра. Это позволяет подшипнику поместиться в труднодоступных местах.

«»

Роликовый подшипник, вид в разрезе

Фото предоставлено компанией Timken

Шариковый упорный подшипник

Шариковые упорные подшипники , подобные показанному ниже, в основном используются для низкоскоростных применений и не могут выдерживать большие радиальные нагрузки. Этот тип подшипника используется в барных стульях и проигрывателях Lazy Susan.

«»

Шариковый упорный подшипник

Фото предоставлено компанией Timken

Упорный роликовый подшипник

Упорный роликовый подшипник , подобный показанному ниже, может выдерживать большие осевые нагрузки. Они часто встречаются в зубчатых передачах, таких как автомобильные трансмиссии, между шестернями, а также между корпусом и вращающимися валами. Косозубые шестерни, используемые в большинстве трансмиссий, имеют наклонные зубья — это вызывает осевую нагрузку, которую должен поддерживать подшипник.

«»

Роликовый упорный подшипник

Фото предоставлено компанией Timken

Конические роликоподшипники

Конические роликоподшипники могут выдерживать большие радиальные и большие осевые нагрузки.

«»

«»

Конические роликовые подшипники

используются в автомобильных ступицах, где они обычно устанавливаются парами, обращенными в противоположные стороны, чтобы они могли воспринимать осевое усилие в обоих направлениях.

Процитировать это!

Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks.com:

Карим Найс
«Как работают подшипники»
11 октября 2000 г.
HowStuffWorks.com.
2 июля 2023 г.

Типы подшипников, использование и возможности модификации

Подшипники являются важной частью машин. Целью подшипника является обеспечение регулирования движения движущейся части и уменьшение трения.

Компания по производству подшипников предлагает такое же решение; чтобы ваш бизнес развивался и уменьшал трения. Отказы оборудования непредсказуемы, и если у вас нет необходимых резервных подшипников, вы можете столкнуться с длительными сроками выполнения заказа, что приведет к пустой трате времени и денег. В BMC вы получаете универсальное решение для всех ваших потребностей в подшипниках, включая модификацию, производство и ремонт.

В этой статье обсуждаются типы/классификации подшипников и процесс восстановления, который позволяет получить подшипник, равный или лучше оригинала.

Классификация подшипников

Подшипники классифицируются как подшипники скольжения (втулки) или подшипники качения в зависимости от направления силы.

Подшипник скольжения — самый простой тип подшипника. Он состоит из опорной поверхности и без тел качения. Согласно IBTINC, хотя они различаются по форме и размеру, эти подшипники функционируют как «лента плотно прилегающего материала, которая охватывает и поддерживает движущийся элемент или образует «рукав» вокруг вала».

Существует пять типов тел качения; Шаровые, цилиндрические, сферические, конические и игольчатые. Шариковые и роликовые подшипники классифицируются в зависимости от условий нагрузки.

Подшипники качения представляют собой цилиндрические узлы. Они используются для обеспечения движения с низким коэффициентом трения.

Начнем с основных типов роликоподшипников:

Цилиндрические роликоподшипники

Цилиндрические роликоподшипники имеют высокую радиальную грузоподъемность и подходят для высоких скоростей. Они находятся в линейном контакте с дорожками качения.

Сферические роликоподшипники

Сферические роликоподшипники могут выдерживать большие радиальные нагрузки, серьезное смещение и некоторые осевые нагрузки в любом направлении.

Конические роликоподшипники 

«Конические роликоподшипники известны своей способностью выдерживать радиальные, осевые и комбинированные нагрузки (обе одновременно)», согласно Direct Industry. Из-за их жесткости грузы могут быть изрядными.

Игольчатые роликоподшипники 

Как и цилиндрические роликоподшипники, игольчатые подшипники могут быть изготовлены с сепаратором или без него; если у них есть сепаратор, они могут выдерживать очень высокие скорости, но если у них нет сепаратора, они могут выдерживать значительные радиальные или осевые нагрузки.

Подшипники с перекрестными роликами

На рынке представлено множество типов линейных подшипников. Наиболее распространенными типами являются линейный ролик, кулачковый толкатель, шариковый шлиец, плоский шариковый сепаратор, гидростатический, шариковая втулка и перекрестный ролик.

Кольцо с перекрестными роликами представляет собой роликовый подшипник с высокой точностью вращения. Поскольку он имеет ортогонально расположенные цилиндрические ролики, он может выдерживать нагрузки во всех направлениях. Основными требованиями в таких приложениях являются высокая повторяемость, долговечность и низкое трение.

Как правило, подшипники имеют прецизионные ролики, штифты или шарики, заключенные в сепаратор или раму для вращения вокруг своей оси. Когда груз помещается на него и перемещается, ролики или шарики вращаются, и груз движется вперед без усилий.

Перейдем к типам шарикоподшипников…

Типы шарикоподшипников

Шарикоподшипник — это тип подшипника качения, в котором используются шарики для сохранения расстояния между движущимися частями. Шариковые подшипники бывают двух типов: радиально-упорные и радиальные. Разница между ними заключается в том, что угловой контакт имеет более высокую скорость, чем радиальный, из-за постоянного контакта шариков с обоими кольцами.

Радиально-упорные шарикоподшипники

Радиально-упорные шарикоподшипники могут выдерживать радиальные и осевые нагрузки, а также работать на высоких скоростях.

Радиальные шарикоподшипники

Радиальные шарикоподшипники представляют собой подшипники, в которых действие передаваемой нагрузки радиально по отношению к оси вала.

Специальные покрытия для снижения износа подшипников

Специальные покрытия можно наносить на поверхности компонентов подшипников качения без образования материальной связи, например, путем диффузии между покрытием и основным материалом.

Нанесение покрытия на подшипник значительно снижает задиры и износ, связанные с пуском и остановом подшипника, и устраняет химическую реакцию вкладыша и противоположные металлические компоненты подшипника.

Как показано выше, покрытие Black Oxide помогает уменьшить трение во время запуска, а покрытие Dielectric Grey Alumina может быть нанесено на поверхности, не являющиеся дорожками качения, для создания электрического изоляционного барьера.

Специальные покрытия

— это еще один способ удовлетворить потребности подшипников.

Процесс восстановления подшипника

В процессе восстановления потребители получают подшипник такого же качества или лучше, чем оригинал. Это требует удаления усталостного материала на дорожках качения и роликах и расчета новой внутренней геометрии.

Усталостные поверхности возникают в результате повторяющихся деформаций между роликом и дорожками качения. Цикл напряжения этого действия является функцией нагрузки и скорости и вызывает высокие напряжения в месте контакта ролика и дорожки качения.

Как правило, такие повреждения достигают глубины 0,002 дюйма или меньше. Материал в зоне контакта ролика и дорожки качения изнашивается из-за изгиба. Если операция продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто предельное напряжение материала, зона усталостного контакта станет очагом крупнозернистого выкрашивания.

Процесс восстановления так же сложен, как и новое производство, в отношении допусков, отделки и геометрии. Путем шлифовки усталостного материала для создания новых контактных поверхностей на дорожках качения мы можем изменить внутреннюю геометрию и изготовить новые ролики. Этот процесс позволяет получить восстановленный подшипник, сравнимый с новым. Расчеты, размеры, углы и отделка соответствуют точности нового подшипника.