13 критериев подбора подшипников
Чтобы подобрать качественный подшипник, важно учитывать следующие параметры:
1. Вид трения. Существуют подшипники качения и скольжения. В первом случае применяются шарики или ролики, а во втором опорная поверхность оси или вала скользит по рабочей поверхности подшипника.
2. Размеры подшипника. Сюда входят диаметр внутренний и внешний, ширина, посадочные размеры вала. Размеры указываются в каталогах и таблицах через формулу: d*D*B, где:
D – наружный диаметр;
d – внутренний диаметр;
B – ширина подшипника.
Для опорного подшипника формула может видоизмениться и указываться литерами d*D*H. В таком случае расшифровка букв будет следующей:
D – наружный диаметр;
d – внутренний диаметр;
H – высота подшипника.
При определении внутреннего диаметра существуют некоторые особенности, которые влияют на процесс измерения:
- Внутренний диаметр подшипников с конусным сечением определяется по наименьшей стороне;
- Упорные опоры имеют в конструкции два кольца: свободное – внутреннее кольцо, которое двигается по рабочему валу и тугое, которое устанавливается с натягом. Внутренний диаметр упорных опор определяется по тугому кольцу;
- Если в механизме присутствует втулка, измерение производится внутри детали;
- Подшипники с некруглыми отверстием измеряются по вписанной окружности;
- При отсутствии колец на опорных узлах, диаметр измеряется на рабочем валу.
Измерения внешнего диаметра производятся без особенностей в зависимости от конструкции. Единственным исключением являются подшипники без внешнего рабочего кольца – в таком случае замер внешнего диаметра производится по посадочному месту.
3. Размерные серии - сочетание серий диаметров и ширин (высот), определяющее габаритные размеры подшипника. В зависимости от соотношения радиальных габаритных размеров наружного и внутреннего диаметров подшипники делят на сверхлёгкую, особо лёгкую (рис. “а”), лёгкую (рис. “б”), среднюю (рис. “г”), тяжёлую (рис.”е”), лёгкую широкую (рис. “в”), среднюю широкую (рис. “д”) серии. Основное распространение имеют лёгкие и средние узкие серии.
4. Частота вращения. Самыми скоростными считаются подшипники шариковой серии: радиальные однорядные, двухрядные самоустанавливающиеся, радиально-упорные. При повышенных частотах вращения используют подшипники высокой точности с массивными, механически обработанными, в основном латунными, бронзовыми или текстолитовыми сепараторами.
Максимальная частота вращения у подшипников качения доходит до 100000 об/мин, у подшипников скольжения до 20 000 об/мин.
5. Срок службы подшипника зависит от нагрузки, скорости оборотов и насколько хорошо опора смазана.
6. Возможное возникновение перекосов колец, их допустимый градус:
| Тип подшипников | θmах |
| Радиальные однорядные шариковые (при радиальном нагружении) с радиальным зазором: | |
| - нормальным | 8' |
| - по 7-му ряду | 12' |
| - по 8-му ряду | 16' |
| Радиально-упорные шариковые однорядные с углами контакта: | |
| - а = 12° | 6' |
| - а = 26° | 5' |
| - а = 36° | 4' |
| - Упорно-радиальные шариковые с углом контакта а = 45 ... 60° | 4' |
| - Упорные шариковые с углом контакта а = 90° | 2' |
| Радиальные с цилиндрическими роликами: | |
| - с короткими и длинными без модифицированного контакта | 2' |
| - с модифицированным контактом | 6' |
| Конические с роликами: | |
| - без модифицированного контакта | 2' |
| - с небольшим модифицированным контактом | 4' |
| - Конические с модифицированным контактом на наружном кольце | 8' |
| - Упорные с цилиндрическими или коническими роликами | 1' |
| Игольчатые роликовые: | |
| - однорядные | 1' |
| - однорядные с модифицированным контактом | 4' |
| - многорядные | 1' |
| - Шариковые радиальные сферические двухрядные по ГОСТ 28428-90 | 4° |
| - Роликовые радиальные сферические однорядные | 3° |
| - Роликовые радиальные сферические двухрядные по ГОСТ 5721-75 | 2° |
| - Роликовые упорные сферические по ГОСТ 9942-80 | 3° |
7. Условия окружающей среды (температура, влажность, запылённость). Обычные подшипники, изготовленные по нормам ГОСТ 520-2002, предназначены для использования при температуре до 70-100°С.
Существуют модели подшипников, которые работают при экстремальных температурах. Низкотемпературные подшипники функционируют при значениях до -253°С. Они изготавливаются по особым технологиям с применением прочной нержавеющей стали. Материал характеризуется повышенным содержанием азота и подвергается в процессе производства специальной термообработке. Технология повышает прочность и твёрдость устройств. Опоры данного типа применимы для экспедиционного оборудования на Крайнем Севере, Арктике и Антарктике.
Ещё один вид подшипников - высокотемпературные - рассчитаны на работу при температуре более 100°С. При производстве формируется специальный технологический зазор, который нивелируется в процессе нагревания. Также в подшипниках используют консистентную смазку с добавлением графита. Смазочный состав адаптируется под окружающие условия, сохраняя рабочие характеристики.
Для работы в условиях повышенной влажности или запылённости, применяют стальные и керамические подшипники. Детали опор покрывают при помощи плазменного напыления тонким слоем оксида алюминия. Это сохраняет сопротивление подшипника при влажности 90% и повышенной запылённости.
8. Характер нагрузки. Каждый подшипник воспринимает определённый тип нагрузки - радиальную, осевую или комбинированную
| Тип подшипника | Какую нагрузку воспринимает |
| шариковые радиальные однорядные | радиальные и осевые нагрузки в обоих направлениях, особенно при увеличенных радиальных зазорах. |
| радиально-упорные шариковые | комбинированных нагрузки. Могут воспринимать чисто осевую нагрузку. Осевая грузоподъемность зависит от угла контакта. Радиально-упорные шарикоподшипники, воспринимающие только односторонние осевые нагрузки, требуют установку еще одного подшипника, фиксирующего вал в обратном направлении. |
| радиальные шариковые сферические | радиальные и незначительные осевые нагрузки. Не рекомендуется для восприятия значительных осевых нагрузок, так как в этом случае нагружается один ряд шариков и снижается грузоподъёмность. |
| упорные (упорно-радиальные) шариковые | радиальную, осевую и комбинированную. |
| радиальные роликовые с короткими цилиндрическими роликами | значительные радиальные нагрузки. Некоторые из указанных подшипников дополнительно воспринимают кратковременные небольшие осевые нагрузки. |
| радиальные роликовые сферические | тяжелые радиальные нагрузки, но могут одновременно воспринимать и осевую нагрузку, действующую в обоих направлениях и не превышающую 25% величины неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. |
| упорные (упорно-радиальные) роликовые | большие осевые нагрузки. Подшипники некоторых конструктивных групп могут воспринимать дополнительно незначительную радиальную нагрузку. |
| Радиальные роликовые с длинными цилиндрическими или игольчатыми роликами | радиальная. |
| с витыми роликами | только радиальные нагрузки. |
9. Самоустанавливаемость – это способность внутренней обоймы устанавливаться под углом к наружной. Конструкция подшипника не чувствует напряжение и передаёт крутящий момент в штатном режиме. Подобным качеством обладают двухрядные подшипники. Данная опора состоит из двух рядов стальных шариков и общей вогнутой дорожки, имеющей сферическую форму. Подшипник работает также и при отклонении от оси, что защищает вал от возможных перекосов.
10. Грузоподъёмность. Подшипники выбирают по статической грузоподъёмности, если они воспринимают внешнюю нагрузку в неподвижном состоянии или при медленном вращении (n≤10об/мин). Подшипники, работающие при n>10об/мин, выбирают по динамической грузоподъёмности, рассчитывая их ресурс при требуемой надёжности. Подшипники, работающие при частоте вращения n>10об/мин и резко переменной нагрузке, также следует проверять на статическую грузоподъёмность.
Подшипники с повышенной грузоподъёмностью предпочтительнее. Они имеют следующие преимущества:
- Возросшее время безотказной работы оборудования;
- Сокращение необходимого технического обслуживания;
- Уменьшение монтажного пространства для подшипника и снижение веса оборудования.
К подшипникам с высокой грузоподъёмностью относят роликовые цилиндрические подшипники.
11. Требованиям к жёсткости, точности вращения, а также пониженным уровнем шума и вибрациям соответствуют прецизионные подшипники. Учитывается предстоящая работа изделия при значительных частотах вращения, требующая точной балансировки и недопущения вибраций. Либо в тех случаях, когда наличие шумов при работе нежелательно.
12. Класс точности. По классам точности подшипники различают следующим образом (по ГОСТ 520-89):
- "0" - нормального класса (радиальное биение внутреннего кольца 20 мкм);
- "6" - повышенной точности (радиальное биение внутреннего кольца 10 мкм);
- "5" - высокой точности (радиальное биение внутреннего кольца 5 мкм);
- "4" - особо высокой точности (радиальное биение внутреннего кольца 3 мкм);
- "2" - сверхвысокой точности (радиальное биение внутреннего кольца 2,5 мкм);
- "8" и "7" - грубые ниже 0;
- "6Х" - только для роликовых конических подшипников.
При выборе класса точности подшипников необходимо помнить о том, что "чем точнее, тем дороже". Высокоточными являются прецизионные подшипники.
13. Стоимость. Самые дешёвые - шариковые радиальные подшипники. Роликовые конические подшипники лёгкой серии дороже шариковых той же серии примерно на 30—50%. Для подшипников средней серии различие в стоимости указанных типов подшипников меньше и составляет примерно 20—35%. Резко возрастает стоимость подшипников с повышением класса точности. Так, если принять за единицу стоимость подшипника класса 0, то стоимость подшипника класса 6 составит примерно 1,2, а класса 5—1,5. Эти данные можно рассматривать как средние для всех типов подшипников, кроме роликовых конических, для них указанные отношения стоимостей составляют соответственно 1,5 и 1,8.
Купить подшипники компании SKF и NSK можно в интернет-магазине “Промышленная Автоматизация”.
Оставить заявку или получить обратную связь вы можете написав нам на info@industriation.ru или позвонив по бесплатному номеру 8 800 550-72-52. Специалисты отдела продаж подберут оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.
