Виды подшипников качения (ПШК): характеристики, применение, маркировка, размеры, достоинства и недостатки

Февраль 06, 2019

Так именуются ПШК, служащие опорой для вращающихся валов и деталей, и функционирующие по принципу качения. Продукция подразделяется на много типов, отличающихся конфигурацией, параметрами и назначением.

В данном обзоре представлены основные разновидности, информация о классификации, назначении и некоторые важные правила при установке подшипников качения. Со всеми существующими размерами, допусками и посадками, методикой расчета можно ознакомиться в специализированных справочниках и сборниках ГОСТ, где представлены таблицы параметров, схемы и фото всех модификаций.

классификация подшипников качения

Для условного обозначения используется 7 цифр индекса и вспомогательные информационные знаки, по которым можно классифицировать деталь. Цифровые символы показывают разновидность, наличие проточки для упорных колец, шайб для защиты ПШК. В начале индекса артикула буквенные или цифровые показатели класса точности, показателя трения и зазора.

Справа, после основного индекса, указаны обозначения в цифрах или буквах, свидетельствующие об отличии в применяемых исходных материалах для производства, конструктивные особенности, качество обработки покрытия, требования по уровню шума, вибрирования, типы и сорта смазки, используемой для закладки, специальной термической обработке некоторых компонентов.

Что такое подшипники качения и для чего они нужны

Изделия представляют собой две кольца, являющиеся внешней и внутренней обоймой, или опорной частью, компонентов качения, сепаратора, который их разделяет, удерживает на одинаковом расстоянии и направляет.

По верхней поверхности малой и внутренней части большой обоймы проточены специальные канавки или дорожки. У упорных ПШК желобки выполнены на торцах. Для снижения габаритов, увеличения точности и степени жесткости, в ряде узлов механизмов применяются специально разработанные совмещенные опоры. В этом случае желобки для шариков или роликов протачиваются на валу или на поверхности корпуса, в который планируется установка.

подшипники качения размеры таблица

Есть типы, которые функционируют без сепаратора. У них увеличенное количество деталей, повышенная грузоподъемность, но значительно ниже предельные параметры частоты вращения из-за увеличенного момента сопротивления, возникающего в трущихся, неразделенных шариках.

Основное отличие подшипников качения от скольжения заключается в пониженном расходовании энергии на трение и уменьшении эксплуатационного износа. В закрытых изделиях практически не требуется замена смазки и другие виды обслуживания, даже при интенсивной эксплуатации. Открытые детали достаточно чувствительны к попаданию мусора и посторонних предметов, это приводит к нарушению работоспособности и преждевременному выходу из строя или полному разрушению.

При работе возникают различные силовые воздействия: радиальные, направленные перпендикулярно, и осевые - действующие параллельно.

Классификация подшипников качения, маркировка, преимущества и недостатки, схемы

Группирование на классы производится по ряду отличительных особенностей и технических характеристик:

  • форма и количество тел;
  • направление рабочих усилий и постоянной нагрузки, габариты;
  • возможность самоустанавливаемости
  • типу сепаратора, который бывает змейковым, самым распространенным, клепаным и цельным.

Большое значение имеет класс точности подшипника качения, являющийся важным критерием отбора при производстве механизмов и агрегатов с жесткими требованиями нормативов, условий эксплуатации.

допуски и посадки подшипников качения

По форме тел

  1. Шариковые обладают значительной скоростью вращения, за счет меньшего контакта с плоскостью потери на трение ниже, чем у роликовых. У изделий упрощенный монтаж, небольшой уровень шума и бюджетная стоимость.
  2. Роликовые детали имеют увеличенную грузоподъемность и износостойкость, изготавливаются с укороченными и длинными телами в виде цилиндров, бочонков, игольчатые, конусообразные, комбинированные и пр. Практически не боятся перегрузок, но требуют большой осторожности при установке, при перетягивании возможна деформация сепаратора.

Отличить детали можно по существующей маркировке на схеме, в основном индексе, состоящем из 7 цифр, пятый обозначает конфигурацию тел. Например: 3 - конические роликовые, 6 - однорядные шариковые, N - цилиндрические с роликами и т.д.

Число рядов

По этому показателю ПШК подразделяются на:

  1. однорядные хорошо работают при осевых двухсторонних и радиальных силовых воздействиях, выдерживают перекосы. Возможность использования с увеличенным углом наклона при отсутствии бортового кольца значительно повышает функциональность. При этом грузоподъемность ограничена и пониженная возможность воспринимать моментальную нагрузку. Отличительным обозначением маркировки является: шариковые: 6 - радиальные, 7 - радиальноупорные, роликовые: 2 - сферические, 3 - конические, 8 - упорные и т.д.
  2. двухрядные позволяют небольшой перекос только в случае проточенной канавки в обойме, но обладают увеличенной грузоподъемностью, выносливостью и возможностью работы при значительных деформациях вала, хорошо выдерживают разнонаправленное усилие. Обладают гораздо большим ресурсом, но и повышенной стоимостью. Обозначения: 0 - радиальноупорные, 4 -радиальные шариковые.
достоинства и недостатки подшипников качения

Способ компенсации перекашивания вала

  1. самоустанавливающиеся, к которым относятся сферические детали, применяемые при угловом и не совсем точном осевом расположении вала механизма и корпусного монтажного отверстия. У элементов повышенные скоростные показатели, нет необходимости в регулярном обслуживании, пониженный уровень трения и шума, слабочувствительны к угловым перекосам. Эти детали 2-рядные шариковые с общей канавкой на внешней обойме.
  2. требующие тщательного выверенного монтажа, а также соблюдения допусков при посадке. Изделия в основном 1-рядные, достаточно бюджетные, применяются в узлах и механизмах с небольшой нагрузкой. Маркируются соответственно рядности.

Способность восприятия нагрузки в предпочтительном направлении

Отличительные особенности и характеристики элементов в основном различаются способностью выдерживать разные типы давления во всех направлениях, а также моментальные воздействия. Более детальные особенности даны ниже в разделе о назначении. Маркировка обозначена цифрой в скобках.

  1. радиальные (6), для возможности осуществления значительных усилий;
  2. упорные (8), для комбинированной нагрузки, учитывая отклонение осей роликов;
  3. упорнорадиальные (0), способны воспринимать в основном осевые усилия.
виды подшипников качения

Размеры при одинаковом внутреннем диаметре

По этому параметру ПШК распределяются на серии, в индексе маркировки ее обозначает цифра 3, в скобках:

  • сверхлегкие (8 и 9), особолегкие (1,7), применяются в небольших механизмах, где не требуется выдерживать значительную нагрузку;
  • легкие (2) и широкие облегченные (5), требуется увеличенная грузоподъемность и способность противостоять осевым и радиальным усилиям;
  • средние (3) и среднеширокие (6), для сложных устройств, работающих в постоянно нагруженном состоянии;
  • тяжелые (4) и особотяжелые, для силовых агрегатов и механизмов больших размеров, требующих спокойно воспринимать разнонаправленное повышенное воздействие.

Ширина при сопоставимом размере внешней обоймы

По этому показателю изделия классифицируются в зависимости от степени грузоподъемности и способности выдерживать осевой прессинг. Более расширенная конструкция выносливее воспринимает вибрацию и биение вала:

  • узкие (7);
  • нормальные (1);
  • широкие (2);
  • особоширокие (3-6).

классы точности подшипников качения

Монтаж подшипников качения

Конструктивные особенности ПШ, валов и корпусных деталей, которые выступают опорной частью сборного узла, должны обеспечивать удобство при монтаже каждого компонента, соблюдение предписанных допусков и технологических зазоров для заданной работоспособности механизма и всего агрегата в целом.

Монтаж производится без необходимости подгонки и дополнительной механической обработки. Если же потребность в корректировке возникает, есть вероятность нарушения должного функционирования в будущем при большой нагрузке.

Когда предусмотрен посадочный натяг, ПШ монтируется на вал и в корпусную деталь предварительно, а полное соединение всего узла выполняется при помощи посадочных поясов с предусмотренными зазорами. Сборка значительно усложняется, когда необходима посадка с натягом одновременно на валу и в корпусном элементе.

Для фиксации часто применяются кольцевые стопоры. Все усилия для установки следует производить при помощи приспособлений или гидравлических прессовых механизмов, оборудованных оправками и устройствами для недопущения перекоса.

типы подшипников качения

Если оправки для монтажа отсутствуют, а необходима установка ПШК с натягом, можно использовать молоток, желательно с медным набалдашником, и обязательно демпфирующую прокладку или направляющую трубу. Удары наносятся равномерно, нельзя допускать осевого перекашивания обойм, может произойти повреждение посадочного места, которое чревато сокращением срока эксплуатации и разрушению детали.

Смазка для подшипников качения, как выбирать перед сборкой

В зависимости от условий эксплуатации и конструкции сборного механизма могут применяться различные составы, от масел до консистентных составов.

Основные требования к смазке:

  • физическая и химическая стабильность;
  • отсутствие механических и прочих посторонних примесей;
  • предохранение от коррозии и окисления поверхностей;
  • хорошие пластичные характеристики, способность погашать и нивелировать воздействие центробежных сил;
  • сохранение начальной консистенции и степени вязкости на протяжении всего периода эксплуатации.

Все основные рекомендации для каждой серии прописаны подробно в ГОСТ и технологических инструкциях, которые следует тщательно изучить перед началом монтажа.

маркировка подшипников качения

Назначение и выбор шариковых подшипников качения

  1. Радиальные однорядные хорошо воспринимают 2-х сторонние осевые нагрузки, хорошо функционируют при перекашивании;
  2. С 2-мя рядами, радиально-сферические имеют канавку для размещения и движения шариков на поверхности наружной обоймы, которая позволяет перекашивание колец до 4 градусов. Это обстоятельство дает возможность больших деформаций вала и неполного соответствия соосности опорных отверстий в корпусных деталях. П/ш хорошо выдерживает осевые усилия, возникающие с обеих сторон. При скорости вращения, превышающих 10 м/с, необходимо применение достаточно габаритного и мощного сепаратора для недопущения деформирования механического узла;
  3. Однорядные радиальноупорные элементы хорошо воспринимают односторонние нагрузки и усилия. Конструктивной особенностью является срезанное кольцо наружного борта с одной стороны, давая возможность установки большего количества шариков сопоставимых параметров и повышения несущей способности до 30%. Увеличение усилий позволяет использование деталей по повышенным углом наклона, что расширяет функциональность;
  4. 2-х рядные радиальноупорные способны функционировать при увеличенных всех силовых воздействиях, которые оказываются в различных направлениях. К степени жесткости опор вала, в этом случае, предъявляются повышенные требования;
  5. С 4-х точечной опорой востребованы при больших 2-х сторонних усилиях и высоких нагрузках. Грузоподъемность по радиальной оси увеличена на 50% по сравнению с однорядным элементом;
  6. Одинарный упорный может работать только при осевом воздействии, двойной при знакопеременных на скоростях вращения в диапазоне от 5 до 10 м/сек.
расчет подшипников качения

Особенности и типы роликоподшипников

Хотя роликовые ПШ работают при более низких оборотах вала, чем шариковые, грузоподъемность у них выше на 50-70%.

Основные серии:

  1. Радиальные с укороченными цилиндрическими телами способны воспринимать повышенные воздействия, допускают смешение обойм по оси, востребованы в случаях, когда требуется обеспечить работоспособность вала при осевых смещениях;
  2. 2-х рядные сферические допускают смещение до 3 градусов, хорошо воспринимают радиальные усилия и 2-х сторонние осевые;
  3. Радиальноупорные с коническими телами характеризуются удобством при сборке и монтаже, способны противостоять одностороннему напору при угле контакта от минус 8 до 16 градусов. У элементов увеличенная степень чувствительности к отклонению от заданной оси, перекашиванию корпуса;
  4. Игольчатый функционирует только при радиальных усилиях, может монтироваться без одной из обойм, если не позволяют габаритные размеры. Посадочное места вала и корпусной детали следует подвергнуть термической обработке, закаливанию до достижения повышенной твердости, затем шлифовке и полировке до заданных нормативами отклонений. Работают при скорости вращения не более 5 м/сек;
  5. Элемент с витыми телами хорошо воспринимает в работе ударные воздействия. Чтобы не допустить осевого смещения верхней и нижней обоймы, ролики чередуются с противоположной навивкой.

конструкция подшипников качения

Материалы для изготовления подшипников качения

Для производства основных компонентов применяются хромистые стальные сплавы с высоким содержанием углерода ШХ15СГ, ШХ15 и пр., и легированные цементируемые стали. Для эксплуатации в условиях повышенных температурных режимов и в агрессивных условиях используют коррозионно-устойчивые и теплостойкие стальные сплавы.

Для сепараторов необходима углеродистая сталь, их производят методом штамповки. Если функционирование происходит при повышенной скорости вращения вала, сепарационные элементы делают из бронзы, латуни и пр.

Виды разрушений, критерии работоспособности, основные дефекты и возможность ремонта подшипников качения

Выход из строя и отказы в работе обычно связаны с нарушением условий эксплуатации, несвоевременной смазки или замены, а также применении элементов, не соответствующих заданным техническим параметрам.

Основные дефекты:

  • Частичное выкрашивание или разрушение рабочих поверхностей, возникновение раковин и прочих изъянов, возникающих при переменных контактных нагрузках;
  • Вмятины и деформирование канавок и деталей из-за регулярного ударного или динамического воздействия. Необходима регулярная дефектация и проверка наличия превышения допустимой степени износа подшипника качения;
  • Полное или частичное разрушение сепараторов под действием центробежной силы или использования тел разных размеров;
  • Выход из строя и полная непригодность обойм из-за перекосов и применения при нагрузках, значительно превышающих технические рекомендации по эксплуатации.

размеры подшипников качения

Главными критериями, по которым оценивается работоспособность деталей является: длительность использования по показателю динамической и статической грузоподъемности. Для этого существует методика расчета условных параметров, которая базируется на частоте вращения обоймы. Ремонт возможен в редких случаях, в основном рекомендуется однозначная замена.

Компания Подшипник.моби предлагает шариковые и роликоподшипники качения всех типов и размеров по доступной цене. В электронных разделах каталога можно ознакомиться со всеми товарными позициями. Получите квалифицированную консультацию специалистов по контактному телефону или в режиме онлайн. Оказываем клиентам полную информационную и техническую поддержку.



 


Комментарии (0)

Спасибо, скоро Ваш комментарий появится на сайте

Свежие записи

Схема подшипника

Подбор по параметрам

Заявка на обратный звонок

Ваша заявка принята

наши менеджеры вам перезвонят

При отправке сообщения возникла ошибка

повторите попытку позже