Виды подшипников качения

В качестве тел качения в подшипниках используются шарики и ролики. Исходя из этого, бывают следующие типы подшипников качения:

1. Ролики. В таблице приведены виды роликов и в каких подшипниках он применяется.

Виды роликов	В каких подшипниках применяются и их схемы	Особенности применения	Стандарты
Цилиндрические	цилиндрические роликоподшипники	В цилиндрических роликоподшипниках ролики очень близки по форме к правильному цилиндру. Края роликов немного закреплены. Такая форма очень важна для правильного распределения смазки.Ролики бывают короткие и длинные. Выдерживает большие радиальные нагрузки при условии отсутствия осевых.	ГОСТ 22696-2013. Подшипники качения. Ролики цилиндрические. Технические условия и ГОСТ 25255-82. Подшипники качения. Ролики цилиндрические длинные. Технические условия
Конические	конические роликоподшипники	В конических подшипниках ролики на двух торцах имеют разный диаметр, то есть представляют собой усечённый конус. Данная форма тел качения помогает коническим подшипникам воспринимать одновременно радиальные и осевые нагрузки. Предназначены для работы в условиях комбинированных нагрузок, то есть при одновременном воздействии как радиальных, так и осевых сил.
Игольчатые	игольчатые роликоподшипники	Это продолговатые острые цилиндрообразные изделия из стали, использующиеся для работы при радиальных нагрузках. При этом осевая нагрузка на подшипник должна отсутствовать. Игольчатые ролики представляют собой очень длинные ролики с закруглёнными торцами, которые удерживаются на своих местах с сепараторами. Длина игольчатого ролика во много раз больше его диаметра. Это значит, что пятно контакта у данного ролика очень длинное и он способен воспринимать большие нагрузки. Благодаря этому, подшипники с игольчатыми роликами работают в двигателях внутреннего сгорания, в трансмиссиях, в редукторах - везде где требуется высокая грузоподъёмность и компактность. В механизмах часто можно встретить игольчатые роликоподшипники, использующиеся в связке с другими типами подшипников для улучшения восприятия нагрузок, например с радиальным шариковым, с радиально-упорным шариковым или с упорным цилиндрическим.Содержат в качестве тел качения множество тонких роликов (иголок) длиной от 3 до 10 диаметров. Так как соотношение наружного диаметра подшипника к диаметру вписанной окружности является небольшим, игольчатые роликоподшипники имеют высокую радиальную грузоподъёмность. Среди выпускаемых типов данных подшипников многие не имеют внутреннего кольца. Различаются подшипники со штампованным наружным кольцом и подшипники «сплошного» типа с механически обработанным наружным кольцом. Существуют также сепараторно-роликовые узлы без колец. Большинство подшипников имеют штампованные стальные сепараторы, но могут использоваться и без них.	ГОСТ 6870-81. Подшипники качения. Ролики игольчатые. Технические условия
Витые	радиальные роликоподшипники	предназначены для использования в механизмах, где они будут воспринимать радиальную нагрузку. При этом, нет необходимости фиксировать вал в осевом направлении. Среди других подшипников качения, у данных подшипников имеется витая форма роликов. Они пустотелые и изготовлены из стальной ленты с прямоугольным сечением. Ролики довольно упругие и податливые, по сравнению с остальными. Такая особенность влияет на то, что роликовые радиальные подшипники с витыми роликами выдерживают ударные нагрузки и практически нечувствительны к работе в загрязненных условиях.
Сферические (бочкообразные)	сферические роликоподшипники	ролики имеют форму бочонка, который рассчитываются с помощью компьютерного моделирования. Когда такие бочонки катаются по вогнутой поверхности наружного кольца, подшипник самостоятельно выравнивается относительно вала. Конструкция сферических подшипников позволяет им регулировать свое положение, за счёт чего установка происходит легче, а перекос внутреннего кольца устраняется. Двухрядные модели обладают увеличенной грузоподъёмностью. В подшипниках данного типа ролики располагаются между внутренним кольцом, имеющим две дорожки качения, и наружным кольцом с одной сферической дорожкойСферические подшипники воспринимают радиальные и осевые нагрузки в обоих направлениях. Имеют высокие показатели радиальной грузоподъёмности и применяются в условиях значительных ударных нагрузок. Некоторые подшипники имеют конические отверстия и монтируются непосредственно на конические и цилиндрические валы с использованием закрепительных втулок. Сепараторы изготавливаются из штампованной стали, латуни и полиамида.Детали бывают двух типов:симметричные представляют собой выпуклые цилиндрыассиметричные имеют форму выпуклых конусов
Опорные	сепараторные и бессепараторные	ролики имеют толстостенные профилированные наружные кольца. Устанавливаются на вал, воспринимают радиальные и осевые нагрузки. Данные ролики бывают однорядными, двухрядными, с игольчатыми или короткими цилиндрическими роликами, с уплотнениями и без них, разъёмные опорные (состоят из внутреннего и наружного кольца, а также сепаратора с роликами) и неразъёмные (оснащены боковыми дисками с зафиксированными по обеим сторонам внутреннего кольца). Ролики применяют в сепараторных и бессепараторных подшипниках, широко используются в кулачковых механизмах и системах линейного перемещения конвейерного оборудования.
Обводные	шариковый радиальный однорядный подшипник	ролик помогает синхронизировать вращение коленвала и распредвала в автомобиле. При этом клапаны мотора открываются и закрываются в строго определенное время и повышают эффективность работы газораспределительного механизма и двигателя в целом. Он находится на подвижной оси и поддерживает оптимальное натяжения приводного ремня.

В таблице указаны лишь основные виды роликовых подшипников. Но есть ещё множество подвидов:

Конструктивные исполнения подшипников с двумя бортами на одном кольце и без бортов на втором (рис. “а”, “в”) допускают в определённых пределах осевые перемещения внутреннего кольца относительно наружного. Благодаря этому подшипники можно использовать в качестве плавающих опор. Подшипник с бортом на одном из колец (рис. “б”, “г”) фиксирует вал в одном осевом направлении и воспринимает небольшие осевые нагрузки. Для фиксации вала в обоих направлениях и восприятия небольших осевых нагрузок применяют подшипники с приставным бортовым кольцом (рис. “д”). Данные подшипники используют в узлах механизмов, где требуется большая радиальная грузоподъёмность: станки, прокатное оборудование, дорожно-транспортные машины и прочих механизмы. Двухрядные и многорядные подшипники с короткими цилиндрическими роликами имеют большую грузоподъёмность и жёсткость при относительно небольших габаритных размерах в радиальном направлении.

• Роликовые радиально-упорные предназначены для восприятия тяжёлых односторонних осевых и радиальных нагрузок, не превышающих 15% неиспользованной допустимой осевой нагрузки при одновременном действии с последней. Условия контакта допускают более высокую частоту вращения, чем для упорных роликоподшипников других типов. Внутреннее тугое кольцо с комплектом роликов самоустанавливается по отношению к центру сферической дорожки свободного кольца. Сепаратор центрируется и поддерживается с помощью втулки, запрессованной в тугое кольцо.

Подразделяют:

- Радиально-упорные подшипники с коническими роликами, представленные на рисунке ниже, имеют тела качения в форме усечённого конуса и съёмное наружное кольцо. Благодаря подобной конструкции подшипников, производится раздельный монтаж и демонтаж колец. При монтаже и эксплуатации подшипники нуждаются в регулировании осевых зазоров. Подшипники воспринимают радиальные и односторонние осевые нагрузки. Осевая нагрузочная способность подшипников возрастает с увеличением угла контакта α наружного кольца. Для большинства подшипников угол α равен от 10° до 16°. Повышенную осевую нагрузку воспринимают подшипники с увеличенными углами контакта α, равными от 20° до 30°.

Помимо основной конструкции выпускаются подшипники с упорным буртом на наружном кольце, двухрядные и четырёхрядные, воспринимающие большую радиальную и двустороннюю осевую нагрузки. Конические роликовые подшипники широко применяются в машиностроении, удобны в монтаже, имеют большую нагрузочную способность по сравнению с радиально-упорными шариковыми подшипниками (примерно в 1,5 раза).

Подразделяются:

- роликовые однорядные цилиндрические. Подшипники разборные и производятся в нескольких конструктивных вариантах исполнения. Исполнение NU имеет цилиндрические ролики, которые направляются бортами на наружном кольце, исполнение N - бортами на внутреннем кольце. Оба варианта исполнения допускают взаимное осевое смещение колец в обоих направлениях.

- роликовые двухрядные цилиндрические имеют два ряда цилиндрических роликов, направляемые тремя буртами на внутреннем кольце. Наружное кольцо выполнено без бортов, поэтому эти подшипники не воспринимают осевые нагрузки. Двухрядные цилиндрические роликовые подшипники типа NN30К обычно выпускаются с коническим отверстием с конусностью 1:12 (К). Данные подшипники могут поставляться и с цилиндрическим отверстием. Двухрядные цилиндрические роликовые подшипники отличаются высокой жёсткостью и применяются преимущественно для установки рабочих шпинделей станков и аналогичных устройств.

• Роликовые упорные конструкция которых представлена на рисунке ниже, воспринимают большие осевые нагрузки, быстроходность их невелика. Для восприятия односторонней нагрузки применяют одинарные подшипники с коническими (рис. “а”) или цилиндрическими (рис. “б”) роликами. Для восприятия двухсторонней нагрузки применяют двойные подшипники (рис. “в”).

• Тороидальные роликоподшипники объединяют в себе возможности сферических роликоподшипников к самоустановке и компенсации осевого смещения.

• Буксовый подшипник - это роликовый радиальный однорядный подшипник с короткими цилиндрическими роликами, с безбортовым внутренним кольцом и плоским упорным кольцом. Деталь воспринимает высокие радиальные нагрузки в условиях точной соосности посадочных мест. Данный подшипник является значимой деталью буксового узла, который используется во всех грузовых и пассажирских вагонах.

2. Шарики используются в следующих подшипниках:

• Шариковые радиальные двухрядные сферические подшипники предназначены для восприятия радиальных нагрузок, а также небольших осевых нагрузок в обоих направлениях. Дорожка качения наружного кольца представляет собой сферическую поверхность. Это делает подшипник самоустанавливающимся: подшипники могут работать при перекосах колец до 3°.

Помимо основного исполнения, подшипники изготавливают с коническим посадочным отверстием (на рисунке слева направо), позволяющим легко установить их на коническую поверхность вала. Область применения данных подшипников – механизмы, в которых возможна несоосность посадочных мест. Используют его и в случаях, когда значительных прогибов валов или осей избежать не удаётся.

• шарикоподшипники одинарные упорные состоят из шайбообразных колец с дорожками качения. Кольцо, примыкающее к валу, называется тугим кольцом упорного подшипника (внутреннее кольцо), наружное кольцо по другому называется свободным кольцом. В двойных упорных шарикоподшипниках добавлено третье кольцо (центральное), являющееся свободным, и второй набор шариков.

• шарикоподшипники двойные упорные. Применяется сферическое подкладное кольцо, которое устанавливается под свободным кольцом. Это необходимо для компенсации несоосности и погрешностей монтажа. В подшипниках малого размера используют стальные штампованные сепараторы, в крупногабаритных - механически обработанные стальные либо латунные.

• однорядные радиальные являются наиболее распространёнными подшипниками качения и применяются в большинстве типов оборудования. Дорожки качения наружного и внутреннего колец имеют дуги чуть большего радиуса по сравнению с шариками. Помимо радиальных нагрузок возможно приложение осевых нагрузок в обоих направлениях. Из-за небольшого крутящего момента, они применяются там, где требуются высокие скорости вращения с малой потерей мощности. Помимо открытого типа, данные подшипники могут закрываться с одной или обеих сторон металлическими шайбами или резиновыми уплотнениями и заполнены консистентной смазкой. Иногда данные подшипники используются со стопорными кольцами, но в большинстве случаев – со стальными сепараторами.

• радиально-упорные воспринимают только одностороннюю нагрузку. Поэтому их используют только попарно, устанавливая на разные концы вала. Схемы установки могут быть разные:

- О-образная, «спина к спине»;

- Х-образная схема «лицом к лицу»;

- схема «тандем».

Данные подшипники сохраняют стабильные положения рабочих элементов механизма, воспринимающих радиальные и осевые нагрузки. Устройства также передают нагрузки на неподвижные мощные корпуса механизмов.

Подразделяются:

- шарикоподшипники самоустанавливающиеся. Внутреннее кольцо имеет две дорожки качения, а наружные кольца одну сферическую дорожку с центром кривизны, совпадающим с осью подшипника. Поэтому ось внутреннего кольца, шариков и сепаратора отклоняется в небольшом диапазоне от центра подшипника. Таким образом автоматически корректируется незначительная несоосность вала и корпуса, вызванная погрешностями обработки либо монтажа. Данный тип подшипников часто имеет коническое отверстие для монтажа с использованием закрепительной втулки. Существует несколько конструктивных исполнений:

Конструкции (рис.“a”) со сферической опорой небольшой длины применяют при малых осевых нагрузках или при отсутствии их.

В конструкции (рис.“б”) вся наружная поверхность подшипника выполнена по сфере. Подшипник, наряду с радиальными, подвергается значительным осевым нагрузкам в обоих направлениях.

При повышенных осевых нагрузках увеличивают диаметр сферы и длину подшипника. В результате этого опорные поверхности размещаются ближе к краям подшипника (рис. “в”). Средний угол их наклона к оси подшипника возрастает и увеличивается способность нести осевые нагрузки.

Подшипники с полусферической опорной поверхностью (рис. “г”), фиксируемые в гнезде корпуса пружинами, применяют при повышенной односторонней осевой нагрузке и незначительной радиальной.

Самоустанавливающиеся подшипники фиксируют от проворачивания стопорами, устанавливаемыми в корпусе (рис. “а”) или в подшипнике (рис. “б”). В стопорном устройстве должен быть предусмотрен зазор, для самоустановки подшипника в необходимых пределах.

• Специальные. Кроме стандартных подшипников в базовом и отличающемся исполнении, производятся специальные подшипники. Устройства отличаются нестандартными размерами, поэтому их невозможно включить в стандартные серии. Данные подшипники применяют в станках и оборудовании в тех случаях, когда конструкция не позволяет использовать стандартные подшипники.

- Существуют шарикоподшипники двухрядные для текстильных машин и приборной техники. Устройства обладают неразъёмной конструкцией, которая состоит из цилиндрической втулки и вала. Такие приспособления устанавливают в двух рядах шариков. Шарики находятся в лёгких односторонних сепараторах. Дорожки качения на валу и в цилиндрической втулке изготавливаются с высокой точностью. Эффективные контактные или бесконтактные уплотнения, находящиеся по обеим сторонам подшипника, препятствуют попаданию грязи внутрь конструкции. Подшипники заполнены качественной пластичной смазкой, которая хорошо смазывает подшипник в течение всего срока службы.

- шарикоподшипники двухрядные для водяных насосов с двигателем внутреннего сгорания представляют собой неразъёмное и уплотненное целое. Они состоят из вала и цилиндрической втулки, которую устанавливают в двух рядах тел качения. Тела качения располагают в лёгких односторонних пластмассовых сепараторах. Дорожки качения на валу и на цилиндрических втулках выпускаются с высокой точностью. Контактное уплотнение по обеим сторонам препятствует загрязнению. Качественная пластичная смазка обеспечивает достаточное смазывание в течении всего срока работы. Подшипники спроектированы так, чтобы удовлетворяли требованиям заказчика на минимальный вес, максимальную компактность, стабильность материалов и строгий контроль за качеством в течении всего производственного процесса.

• Линейные имеют систему возврата (рециркуляции) шариков и предназначены для прямолинейного перемещения втулки (каретки) с неограниченным ходом.

Система возврата состоит из канала в форме вытянутого овала. Линейные стороны овала лежат на разном расстоянии от оси втулки. На стороне с меньшим расстоянием от оси втулки шарики катятся по рабочей дорожке втулки и взаимодействуют с направляющей осью. Затем шарики вытесняются в канал возврата, проходят по нему в обратном движении втулки направлению и снова принимают нагрузку между втулкой и валом (направляющей).

Линейные шариковые втулки выпускаются в различных исполнениях. Корпуса втулок выполняются из металла или лития под давлением из пластика с металлическими вставками - дорожками качения. Для специальных условий выпускаются втулки в антикоррозионных исполнениях. Некоторые американские компании до сих пор выпускают шариковые втулки с дюймовыми размерами.

Для шариковых втулок существует два стандартных метрических размерных ряда:

- компактные шариковые втулки по ISO 1;

- шариковые втулки повышенной грузоподъёмности по ISO 3.

Практически все известные производители придерживаются стандартов ISO. Поэтому возможна замена линейных шариковых подшипников одной компании на подшипники другой. Выпускаются линейные подшипники с круглыми или квадратными фланцами.

Самоустанавливающиеся линейные втулки допускают отклонение оси вала относительно оси втулки на величину до одного углового градуса. Данные втулки снижают ошибки в изготовлении и монтаже направляющих валов на работу устройства линейного перемещения. Производятся линейные втулки с регулируемым внутренним зазором. Линейный шарикоподшипник состоит из одной, двух или четырёх шариковых втулок, установленных в его корпусе. По-другому данный подшипник называют «кареткой». В линейном подшипнике втулки имеют систему регулировки внутреннего зазора. У «открытых» линейных шариковых втулок корпус изготовлен в форме цилиндра с «вырезанным» сегментом для беспрепятственного движения втулки по валу, установленному на опору. Линейные шариковые подшипники предназначены только для линейных перемещений и не могут вращаться вокруг собственной оси во время работы. Если необходимо организовать вращательное и поступательное движение одновременно, применяются специальные шариковые втулки.

Во втулках с ограниченным линейным ходом шарики в сепараторе из металлического сплава обеспечивают вращательное движение корпуса втулки относительно вала. Ниже указан пример такого подшипника.

• Корпусные сконструированы на основе уплотнённых радиальных шарикоподшипников серий 62 и 63. Подшипники типа Y имеют сферическую поверхность наружного кольца и широкое внутреннее кольцо с различными фиксирующими устройствами для быстрого и простого монтажа на валу. Подшипники разных серий отличаются друг от друга по способу фиксации на валу:

- со стопорными винтами;

- с эксцентриковым стопорным кольцом;

- на закрепительной втулке.

• Прецизионные подшипники (по другому их называют высокоточные или шпиндельные) – радиально-упорные подшипники с более высоким классом точности, чем стандартные серии. Тела качения шпиндельных подшипников – шарики, которые сделаны из подшипниковой стали или керамики. Подшипники с керамическими телами качения имеют ряд преимуществ. Устройства выдерживают большую предельную скорость и требуют меньшего смазывания. Часто подшипники с керамическими шариками не смазывают вовсе. Это ошибка, которая приводит к быстрому износу подшипника. Минусами подобных подшипников с керамическими шариками является большой срок поставки и высокая цена. Но цена соответствует качеству: при правильной установке подшипника, правильном техническом обслуживании, использования соответствующей смазки подшипник с керамическими телами качения прослужит значительно дольше подшипника со стальными телами качения.

Данные подшипники бывают с цилиндрическими роликами. Это комбинированная конструкция из цилиндрических осевых и игольчатых радиальных роликов. Уникальная конфигурация контролирует действие нескольких нагрузок, которые возникают при эксплуатации подшипников на повышенных скоростей. Устройства производятся в нескольких конструктивных исполнениях и применяются в винтовых передачах различных конструкций.

• Сферический подшипник. Функционал в подшипниках качения и скольжения отличается: Подшипник качения вращается с низким коэффициентом трения и допускает угловое смещение. Они поддерживают вращающийся вал в отверстии внутреннего кольца, которое смещается относительно внешнего кольца. Смещение возможно благодаря сферической внутренней форме наружного кольца и сферическим роликам. Несмотря на название, сферические ролики не являются сферическими по форме. Элементы качения сферических роликоподшипников в основном цилиндрической формы, но имеют профиль, напоминающий слегка вздутый цилиндр (бочкообразная форма).

• Однорядные игольчатые имеют игольчатые ролики, направляемые в осевом направлении бортами наружного кольца. При этом внутреннее кольцо гладкое, как у однорядных подшипников с цилиндрическими роликами в исполнении NU. Поэтому подобные подшипники не воспринимают осевую нагрузку. Однорядные роликовые подшипники с игольчатыми роликами имеют малую высоту сечения и относительно высокую грузоподъёмность. Они удобны для узлов с ограниченным пространством в радиальном направлении. Подшипники имеют по наружной поверхности наружного кольца канавку и отверстия для смазки. Однорядные игольчатые подшипники выпускаются без сепаратора. Подшипники без сепаратора (V) имеют максимальное количество игольчатых роликов и повышенную грузоподъёмность по сравнению с подшипниками таких же размеров с сепаратором. Подшипники поставляются без внутреннего кольца (RNA). В этом случае дорожка качения внутреннего кольца создана непосредственно на валу.

- Подразделяют ещё роликовые радиальные. Подшипники имеют игольчатые ролики, введённые в осевом направлении буртиками наружного кольца. Внутреннее кольцо гладкое (сквозное) как у однорядных роликовых подшипников исполнения «NU». Как и однорядные игольчатые, роликовые радиальные подшипники не воспринимают осевые нагрузки, имеют небольшую высоту сечения и относительно высокую грузоподъёмность. Они подходят для установок с ограниченным пространством в радиальном направлении.

- Двухрядные сферические игольчатые содержат два ряда бочкообразных роликов с общей сферической дорожкой качения на наружном кольце. Они одновременно воспринимают большие радиальные и осевые нагрузки в обоих направлениях. Подшипники производятся с цилиндрическим и коническим отверстиями. Устройства подходят для узлов, в которых действуют большие нагрузки и необходимо обеспечить возможность самоустановки.

• Игольчатый роликоподшипник без колец - это комплект игольчатых роликов и сепаратора. Данный подшипник является одним из основных компонентов конструкции игольчатого роликоподшипника, в котором игольчатые ролики посажены в сепаратор так, чтобы ролики нельзя отделить друг от друга. Использование данного вида ролика в комплекте с сепаратором создаёт компактную и легковесную конструкцию, При этом вал или корпус подшипника применяется в качестве поверхности дорожки качения, а наружное и внутреннее кольцо не используется.
• Игольчатые с внутренней обоймой являются одной из разновидностей игольчатых подшипников. Конструкция их состоит из игл — длинных цилиндрических тел качения и обоймы. Внутренняя обойма — это прочное стальное кольцо, на котором располагаются тела качения.

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.