Шариковые подшипники

Шариковые подшипники

Шариковые подшипники относятся к типу подшипников качения. В них применяются шариковые тела качения, которые катятся в беговых дорожках, выполненных на поверхностях наружных колец (обойм), и заключенных в штампованные или механически обработанные или синтетические (полимерные) сепараторы. Благодаря точечному контакту между шариками и беговой дорожкой момент трения у такого типа подшипников невелик, поэтому они могут развивать большие скорости вращения.

В зависимости от формы и типа беговой дорожки они могут нести как радиальные, так и осевые нагрузки. Основными элементами качения этого типа являются металлические шарики. Подшипники отличаются областью применения, материалами изготовления, размерами и дизайном. Благодаря своей универсальности и исключительной долговечности они используются в различных областях техники.

Самым большим преимуществом устройств является простота конструкции и исключительная долговечность, даже на высоких скоростях. Кроме того, шариковые подшипники способны нести как радиальные, так и осевые нагрузки, а также различные их комбинации. Отдельные модели подшипников отличаются формой дорожек качения. Устройства также доступны в многочисленных комбинациях, например:

• с увеличенными или уменьшенными зазорами;
• повышенным классом точности;
• со специальными корзинами, обеспечивающими более высокие скорости вращения или дополнительным уплотнением.

Ассортимент подшипников

Группа шариковых подшипников промышленного назначения настолько же разнообразна, насколько разнообразен рынок производственного оборудования, станков, узлов и агрегатов. В интернет-магазине промышленного оборудования «Промышленная Автоматизация» представлен обширный каталог разнообразных подшипников от ведущих мировых производителей (серии ISB, SKF, FAG, NSK, ZEN, NKE).

Радиальные однорядные подшипники. Шариковые радиальные подшипники отличаются минимальными потерями на трение. Соосность посадочных мест для этих подшипников должна быть выдержана в таких пределах, чтобы перекос наружных колец, относительно внутренних, был незначителен даже при увеличенном зазоре. Подшипники устанавливаются на жестких двухопорных валах, прогиб которых под действием внешних сил не вызывает чрезмерного углового перекоса оси вала относительно оси посадочного отверстия.

Радиальные однорядные подшипники дешевле подшипников других типов. Допускают наиболее простой монтаж и демонтаж, не требуют высокой точности в соосности опор и жесткости валов. Устройства могут выдерживать высокие боковые и осевые нагрузки на высоких скоростях. Кроме того, они выдерживают очень широкий спектр температур.

Миниатюрные подшипники. Миниатюрными считаются подшипники, наибольший наружный диаметр которых не превышает 30 мм. Внутренний диаметр самого маленького стандартного метрического миниатюрного подшипника равен 1 мм. при наружном диаметре 3 мм. и ширине также в 1 мм. Самый маленький дюймовый миниатюрный подшипник чуть больше, его размеры 1,016х3,175х1,191 мм.

Существует огромное число областей применения миниатюрных подшипников. Это стоматологическое оборудование, разнообразные электроприборы, контрольно-измерительное оборудование, автоматика и робототехника, аппаратура фотостудий: минилабы, фильм-процессоры, принтер-процессоры и прочие фотомашины, принтеры, ксероксы, факсы и т. п.

При выборе материала для миниатюрных подшипников важно помнить, что они должны выдерживать значительные радиальные и осевые нагрузки. Поэтому их обычно изготавливают из хромированной стали или из нержавеющей стали, керамики или хромовой стали. Это позволяет применять миниатюрные подшипники даже и в аэрокосмической и ювелирной промышленности.

Подшипники закрытого типа. Закрытые подшипники являются модификацией определенного перечня открытых шариковых подшипников. Закрытые подшипники используются в оборудовании, работающем в условиях повышенной агрессивности среды: пищевом производстве, химической промышленности, деревообработке, т.е. в отраслях, где в производственном цикле оборудование подвергается воздействию следующих внешних факторов:

• испарения и повышенная влажность;
• мелкодисперсная пыль;
• пары жира и масел;
• химические испарения.

Для повышения эффективности работы подшипников они орошаются маслом принудительно или в них закладывается пластичная смазка в процессе изготовления.

Подшипник закрывают с помощью пластмассовых или металлических втулок, которые надежно защищают вращающуюся внутреннюю поверхность от проникновения пыли.

Подшипники открытого типа. Подшипник, у которого в заводском исполнении рабочее пространство ничем не закрыто от окружающей среды, называется открытым. У открытого подшипника качения хорошо видны шарики скольжения, между поверхностями есть зазор.

Подшипники открытого типа нормально работают в достаточно чистой среде или когда они защищены другими элементами конструкции. Если подшипники смазываются консистентной смазкой, возникает необходимость удержать ее внутри. Поэтому открытые подшипники во многих случаях смазываются маслом (например, в масляной ванне), либо сухой смазкой, либо работают без смазки.

Радиально-упорные подшипники. Используются в конструкциях, требующих устойчивости к сложным осевым и радиальным нагрузкам. Восприятия осевой нагрузки зависит от угла между плоскостью центров шариков и условной прямой, проходящей через их центры. Этот угол носит название угол контакта. С его увеличением уменьшается радиальная грузоподъемность и возрастает осевая. Могут воспринимать чисто осевую нагрузку. Осевая грузоподъемность их зависит от угла контакта. Универсальное исполнение подшипников применяется для парной установки, а обычные подшипники применяются в качестве опор, состоящих из одиночных шарикоподшипников.

Радиальные двухрядные подшипники. Это подшипники качения с двумя кольцевыми рядами шариков, располагаются по его окружности. По сравнению с однорядными имеют большую радиальную грузоподъемность и способность выдерживать моментные нагрузки, но меньшую точность и скорость вращения.

Двухрядные шарикоподшипники состоят из внутреннего и наружного колец, двух рядов сферических тел качения и сепараторов, удерживающих их в проектном положении. Внутреннее кольцо детали имеет две дорожки качения, по одной на каждый ряд шариков, а наружное — одну общую, имеющую сферический вид. Благодаря этой особенности два ряда тел качения и внутреннее кольцо могут смещаться относительно наружного кольца и главной осевой линии детали.

Производители выпускают узлы такого типа как открытого типа, так и с встроенными уплотнительными элементами с двух сторон. Уплотнительные детали изготавливают из синтетической резины, стойкой к воздействию масел и армируют тонкой прокладкой из стали.

Высокотемпературные подшипники. Использование обычных подшипников в экстремальных температурных условиях невозможно. Основным врагом подшипников, в этом случае, является линейное расширение материала при нагревании, вызывающее заклинивание шариков и его быстрое разрушение. Даже при относительно невысоких температурах, в материале обычных подшипников происходят негативные изменения, значительно снижающие срок эксплуатации детали и отрицательно влияющие на эффективность работы узла. Используемая в простых подшипниках смазка не рассчитана на нагревание и, при повышении температуры до определенного уровня, перестает выполнять свои функции.

При стандартных эксплуатационных условиях максимальная температура подшипника должна составлять 70 °С. Высокотемпературные подшипники, способны функционировать при температурах от 160 °С (код обозначения в основном условном обозначении — Т) до +390 °С (Т6). Если рабочие температурные диапазоны более высокие (600-800 °С), оправдано использование керамических подшипников.

Упорные подшипники. Подходят только для продольных нагрузок. Однако это не относится к сдвиговым нагрузкам. Упорный подшипник представляет собой такой тип подшипников, который предназначен для восприятия осевых нагрузок и не может воспринимать радиальные. Состоит он из двух колец и расположенных между ними тел качения, которые, как правило, закреплены на сепараторе.

Предельные частоты вращения ограничены, поэтому при повышенных значениях частоты вращения и особенно на горизонтальных валах применять их не рекомендуется.

Подшипники для кондиционеров. Подшипники муфт кондиционеров представляют собой специальные тонкостенные двухрядные радиально-упорные подшипники со встроенными уплотнениями закрытого типа.

В компрессоре кондиционера наиболее подвержен неисправностям подшипник шкива. Он довольно сильно изнашивается, поэтому требует периодической замены. Это связано с тем, что подшипник начинает работать вместе с запуском мотора, т.е. достаточно интенсивно.

Низкотемпературные подшипники. Одной из разновидностей подшипниковой продукции выступают низкотемпературные подшипники, которые предназначены для работы при экстремальных отрицательных температурах. Криогенные конструкции устойчивы к обледенению за счет минимального сжатия каждой составной части. В виду того, что на такие подшипники воздействуют постоянно или периодически низкие температуры, для их изготовления используются специальные материалы из высокопрочной нержавеющей стали с высоким содержанием азота. Материал подвергается особой термообработке, что позволяет добиться повышенной низкотемпературной стабильности (до -253 °С), твердости и усталостной прочности. Тела качения сделаны из высококачественной подшипниковой керамики (нитрида кремния Si3N4). Смазывание устройств осуществляется рабочей средой.