Ликбез по системам охлаждения. Занятие второе: вентиляторы, технические нюансы

В современных технологиях охлаждения компьютеров вентиляторы играют ведущую роль. Будучи главным компонентом систем принудительного воздушного охлаждения, они находят применение в процессорных кулерах, охлаждающих устройствах для жестких дисков и видеокарт, компьютерных корпусах, блоках питания, периферийной технике и т.д. На нашем первом занятии мы уже проработали большую часть основополагающих моментов, относящихся к вентиляторам, разобрались с их фундаментальными параметрами, характеристиками и эксплуатационными свойствами. Сегодня мы вновь обратимся к этим устройствам, более подробно рассмотрим их с инженерно-технической точки зрения и постараемся не упустить из виду все важнейшие технические нюансы.

Строение и особенности функционирования вентиляторов

Современные вентиляторы постоянного тока строятся на одно- или двухфазовых вентильных двигателях. Собственно, сами эти двигатели можно условно разделить на две основные составляющие: схему управления и индукторную машину. Индукторная машина повсеместно представляет собой связку ротор-статор, где ротором является кольцевой постоянный магнит, а статором — четырехполюсный (гораздо реже — шестиполюсный) индуктор.

Что же касается схемы управления, то она реализуется производителями по-разному. Наиболее распространенный вариант основывается на использовании микросхемы-драйвера с интегрированным датчиком Холла (обычно используются микросхемы Analog Technology ATS276/277 или их клоны), которая осуществляет согласованную коммутацию фаз индуктора, позволяя последнему индуцировать вращающееся магнитное поле в пространстве статор-ротор и привести в движение ротор. Наряду с простыми схемами, в некоторых продвинутых вентиляторах могут применяться гораздо более сложные и многофункциональные микросхемы-драйверы, имеющие на борту тахометрический контроль, цепи защиты питающей сети и детектирования стопора крыльчатки (яркий пример — микросхема Sanyo LB1663). Но пока, к сожалению, подобные схемы управления не получили широкого признания среди производителей и являются скорее исключением, чем правилом.

Итак, с электродвигателем разобрались. Посмотрим теперь механическое обустройство вентилятора, а именно — его подшипники. Как уже было отмечено на предыдущем занятии, вал ротора (крыльчатки) может быть закреплен в корпусе вентилятора тремя способами:

• подшипником скольжения
• «комбинированным» подшипником (один подшипник скольжения, другой — качения)
• двумя подшипниками качения

Начнем с подшипника скольжения. В недалеком прошлом этот подшипник пользовался немалой популярностью у производителей благодаря низкой себестоимости и относительно простой технологии «приготовления» вентиляторов на его основе. Действительно, эту конструкцию вряд ли можно назвать сложной: сам подшипник скольжения представляет собой примитивную бронзовую втулку, стальной вал ротора закрепляется в подшипнике с помощью пластикового стопорного кольца, дополнительно к этому втулка закупоривается двумя резиновыми прокладками (сальниками), нахлобученными на вал с каждого ее торца (сальники служат в качестве препятствия вытеканию смазки из зазора вал-подшипник).

На первый взгляд все выглядит вполне пристойно. Но если внимательно присмотреться к подшипнику скольжения, просто нельзя не заметить несколько серьезных недостатков, принижающих его в наших глазах.

Первый недостаток. Так как между внутренней поверхностью подшипника и валом имеется небольшой зазор, в процессе вращения вал крыльчатки «дребезжит» внутри подшипника (иными словами, наблюдаются биения вала). В результате он оказывает сильное абразивное действие на подшипник: в поперечном сечении отверстие подшипника приобретает форму эллипса вместо окружности (наблюдается так называемая эллипсность подшипника). В итоге вал начинает вращаться неустойчиво, весьма значительно повышается уровень шума (в спектре шума вентилятора появляются резкие импульсные всплески — скрипы, стуки и т.п.), а также увеличивается потребление мощности от питающей сети, что сопровождается ощутимым нагревом вентилятора. В случае дисбаланса крыльчатки все это может привести к быстрому разрушению подшипника и выходу вентилятора из строя.

Второй недостаток. Смазка в зазоре вал-подшипник имеет вредную привычку вытекать (несмотря на сальники и прочие предосторожности) из этого самого зазора. Как результат, трущаяся пара вал-подшипник начинает взаимодействовать «насухо», падает скорость вращения крыльчатки и существенно возрастает уровень шума.

Третий недостаток. Для предотвращения эллипсности подшипника и увеличения срока службы вентилятора зазор вал-подшипник стараются сократить. Однако при недостаточной (или некачественной) смазке внутри подшипника старт двигателя затрудняется, что приводит к росту потребления тока и увеличению рассеиваемой мощности (в запущенных случаях — к стопору крыльчатки и выходу вентилятора из строя). В конечном итоге, срок службы вентилятора никак не увеличивается, а наоборот, только сокращается.

Четвертый недостаток. Вентиляторы на подшипниках скольжения не способны надежно функционировать в условиях высокой температуры окружающей среды. Уже при температурах выше 50-60°C срок службы таких вентиляторов резко сокращается, и на практике не превышает 5 тыс. часов.

Все эти недостатки, сдобренные наплевательским отношением к качеству выпускаемых изделий со стороны некоторых «экономных» производителей, ставят под серьезное сомнение целесообразность применения вентиляторов на подшипниках скольжения в системах охлаждения компьютеров, где в первую очередь важна их надежность, а не солидные с виду технические характеристики. Такие вентиляторы, конечно, очень дешевы, чем обычно и привлекают незадачливых покупателей. Но, как известно, скупой платит дважды (а то и большее число раз). Ведь если речь заходит об отказе вентилятора процессорного кулера, то при определенном стечении обстоятельств пользователю придется приобретать не только новый вентилятор, но и новый процессор.

Теперь обратимся к «комбинированной» конструкции — симбиозу подшипника скольжения и подшипника качения.

Нельзя сказать, что такой «комбо-драйв» решает все проблемы, тем не менее, положительные сдвиги тут все-таки есть.

Во-первых, подшипник скольжения в такой конструкции играет лишь вспомогательную роль (выступает в качестве своеобразного шунта). Основная нагрузка ложится здесь уже на плечи шарикового подшипника. И так как трение качения меньше трения скольжения, старт двигателя облегчается, рассеваемая вентилятором мощность уменьшается.

Во-вторых, комбинированная конструкция менее восприимчива к весовому дисбалансу крыльчатки. Биения вала в значительной мере гасятся подшипником качения, и вероятность возникновения эллипсности втулки или ее механического разрушения сведена к минимуму (конечно, это имеет место только при условии соблюдения строгих технических норм на производстве и тщательном контроле качества готовых изделий).

Наконец, в третьих, «комбинированные» вентиляторы могут более или менее нормально функционировать даже в сложных эксплуатационных условиях (при высоких температурах окружающей среды и повышенной влажности воздуха).

Однако по-прежнему остается нерешенной принципиальная проблема утечки масла из зазора между валом и втулкой, которая может обернуться падением оборотов крыльчатки и повышением уровня шума, производимого вентилятором. В последнее время эту неприятность пытаются замять путем использования вязких или даже консистентных смазок. Но в некоторых изделиях это только усугубляет ситуацию: смазка все равно вытесняется из зазора, или, что еще хуже, загустевает с образованием твердых микрочастиц. В самых запущенных случаях вал просто заклинивает, и вентилятор выходит из строя.

Итак, в плане сегодняшнего занятия осталось рассмотрение еще одной конфигурации — вентилятора на двух подшипниках качения.

По правде говоря, такая конструкция тоже не является панацеей от всех бед, но как бы то ни было, вентиляторы на двух подшипниках качения можно смело зачислить в разряд предпочтительных и наиболее оптимальных решений для процессорных кулеров, блоков питания и компьютерных корпусов.

Главнейшее преимущество структуры из двух подшипников качения — это высокая надежность и долговечность вентиляторов на их основе. Два шарикоподшипника гармонично дополняют друг друга, обеспечивают легкий старт двигателя и устойчивое вращение крыльчатки. Потребляемая мощность у таких вентиляторов, как правило, ниже, чем у изделий на комбинированном подшипнике или подшипнике скольжения, что существенно облегчает тепловой режим и повышает надежность их функционирования. Ко всему прочему, вентиляторы на двух подшипниках качения нетребовательны к смазке, проблема утечки масла уничтожена в них как класс.

Второе главное преимущество — вентилятор на двух подшипниках качения представляет собой отлично сбалансированную конструкцию. Спиральная пружина, устанавливаемая на валу между первым подшипником и крыльчаткой, в значительной мере нейтрализует возможный дисбаланс ротора, а остаточные биения вала взаимно компенсируют два подшипника качения. Как результат, вентилятор стабильно функционирует практически в любом положении относительно вектора силы тяжести.

Наконец, третье главное преимущество — вентиляторы на двух подшипниках качения способны надежно и долговременно функционировать в условиях очень высоких температур окружающей среды (вплоть до 70-90°C)

Пожалуй, единственный серьезный недостаток таких вентиляторов — это их высокая стоимость. Но справедливости ради следует отметить, что в технологическом отношении высококачественные миниатюрные подшипники качения являются очень сложными и трудоемкими изделиями (стоимость одного высокоточного подшипника качения может достигать 3-5 долларов и даже выше, в то время как стоимость миниатюрного подшипника скольжения обычно не превышает 10 центов). Поэтому высокие цены, по которым предлагаются качественные вентиляторы — явление вполне объективное и неизбежное. Тут уж ничего не поделаешь. Как ни крути, здоровье компьютерной системы дороже.

Что ж, давайте на этой оптимистичной ноте завершим наши разборки с электромеханическими нюансами вентиляторов, и, собравшись с силами, сделаем последний рывок на сегодня — рассмотрим еще один важный технический нюанс, но уже аэродинамического плана.

Характеристическая кривая (расходная характеристика) вентилятора

На прошлом занятии мы уже рассмотрели одну из важнейших характеристик любого вентилятора — его производительность (так называемый расход). Этот параметр обязательно указывается в технических документах на вентиляторы и позволяет объективно оценить их эффективность. Однако, оперируя этими значениями, многие пользователи зачастую забывают, что указанная производительность на деле имеет место только в предельно идеализированной ситуации, когда вентилятор работает, так сказать, на открытом воздухе, и на пути воздушного потока нет никаких препятствий. В реальных эксплуатационных условиях вентилятор обязательно устанавливается в какой-либо системе, будь то компьютерный корпус, блок питания, радиатор, воздуховод и т.п. Совершенно очевидно, что все перечисленные объекты в значительной мере препятствуют движению воздушного потока, формируемого вентилятором (говоря по-научному, гидравлическое сопротивление рабочей сети вентилятора отлично от нуля). Как результат, реальная производительность вентилятора в конкретных эксплуатационных условиях может быть намного ниже тех значений объемной скорости воздушного потока, что обычно указаны на упаковках вентиляторов, процессорных кулеров и т.п.

Помимо производительности, любой вентилятор обладает еще одним важным аэродинамическим параметром — статическим давлением. Эта величина измеряется в дюймах (или миллиметрах) водяного столба и показывает разность между давлением воздушного потока, формируемого вентилятором и давлением в окружающей среде (атмосферным давлением).

Существует четкая (однозначная) взаимосвязь между производительностью вентилятора и статическим давлением его воздушного потока. Она экспериментально определяется в лабораторных условиях (в специализированной барокамере) и носит название «характеристическая кривая» (в инженерно-технической практике — «расходная характеристика») вентилятора.

Две крайние точки этой кривой как раз и фигурируют в технических документах, публикуемых производителями. В качестве «статического давления» берется давление воздушного потока при его нулевой объемной скорости (нулевой производительности), т.е. когда вентилятор работает «вхолостую» (потока как такового нет вообще). Такой вариант развития событий наблюдается в том случае, если резистивное действие (гидравлическое сопротивление) тракта настолько велико, что вентилятор просто-напросто не может «протолкнуть» воздух в этот самый тракт. Надо отметить, что подобная ситуация в практике систем охлаждения компьютеров не встречается, но в других областях применения вентиляторов все-таки может иметь место.

Ну, а в качестве «производительности» берется объемная скорость потока при нулевом статическом давлении, т.е. когда вентилятор работает в полную силу и не испытывает никаких затруднений со стороны рабочего тракта (по сути этого тракта нет вообще). На практике такая ситуация принципиально неосуществима и может быть смоделирована только в специализированной барокамере, о которой говорилось выше.

Итак, на сегодня, пожалуй, уже достаточно. На нашем следующем занятии мы продолжим разговор о расходной характеристике вентиляторов и подробно разберем вопросы ее практического применения. Спасибо за внимание и до встречи!

Какие виды подшипников применяют в кулерах ПК

Вентиляторы в ПК еще называют кулеры (от англ. cooler – охладитель). Это простые технические устройства. Однако от того, насколько они надежны, зависит работа многих компонентов компьютера. Таковыми являются, например, блок питания, процессор, видеокарта, системная плата. Подчеркнем при этом, что стоимость их достаточно велика.

Конструкция вентиляторов ПК год от года совершенствуется. Несмотря на это, их ресурс существенно меньше, чем электронных девайсов компьютера. Тому есть простое объяснение. Ведь в конструкции вентиляторов есть узлы трения. Это подшипники. Они испытывают на себе немалую нагрузку и изнашиваются при эксплуатации.

Обычно в компьютерных вентиляторах подшипники двух типов. Это подшипники скольжения и качения.

Подшипники скольжения часто делают из антифрикционного сплава или композиционного материала, который обладает эффектом самосмазывания. Это обеспечивается тем, что в нем содержатся антифрикционные наполнители. Подшипники качения – это узлы трения, в которых есть элементы качения, то есть шарики. Бывают подшипники качения закрытого (они не допускают повторного смазывания) или открытого типа.

ВАЖНО! Далее мы расскажем об основных типах подшипников, которые применяются для охлаждения в двигателях вентиляторов.

Особенности подшипников скольжения

Это самый простой тип подшипника. Устройство подшипников скольжения (англ. Sleeve Bearing) предусматривает, что внутри втулки, которая изготовлена из полимера и покрыта антифрикционным материалом, вращается вал ротора электродвигателя.

Такая система подвески не создает много шума во время работы. Она также обеспечивает невысокую стоимость вентилятора. При этом отметим, что надежность подшипника желает быть намного лучше.

Подшипник скольжения считается самым распространенным типом. И, прежде всего потому, что он самый дешевый. Ресурс у него небольшой. Практика показала, что сроки эксплуатации подшипников данного типа во многом зависят от температуры во время эксплуатации. Влияют на износ также и вибрационные нагрузки.

Производители современных вариантов подшипников заявляют на свою продукцию ресурс до 35 тысяч часов. Подчеркнем, что при этом подразумевается следующее: что будут созданы идеальные условия для работы. Опыт показал, что такие подшипники на самом деле находятся в эксплуатации примерно в 2-3 раза меньше.

Если подшипник исправен, то он практически не создает шума во время работы. Однако, когда он начинает изнашиваться, то появляется много шума из-за вибрации.

ВАЖНО! Подшипнику скольжения необходима смазка. Для этого применяется какое-либо вещество на масляной основе. Благодаря нему, снижается трение при работе. Если смазка подшипника испарится или протечет, то система вентилятора сломается. И громкий шум указывает на это.

Есть разновидность подшипника скольжения, у которого винтовая нарезка (rifle bearing, Z-Axis bearing). Данный подшипник скольжения имеет специфические нарезы на втулке и оси. Благодаря этим нарезам смазывающая жидкость осуществляет циркуляцию.

Уровень шума невысокий. Его ресурс намного выше по сравнению с самыми простыми подшипниками скольжения. И он приближается к FDB-подшипникам. Стоимость чуточку больше, чем у обычных подшипников скольжения, но меньше, чем у FDB-вариантов.

Еще одна версия – гидродинамический подшипник (FDB bearing). Этот подшипник скольжения усовершенствован так, что вал вращается в слое жидкости, которая постоянно удерживается внутри втулки.

Это становится возможным за счет разницы давлений, которая создается во время работы. Втулка и вал ротора устроены так, что, когда они перемещаются относительно друг друга, то создается гидравлический клин из смазки. Благодаря этому клину, в подшипниковой паре механический контакт отсутствует.

ВАЖНО! Ресурс такого подшипника намного больше по сравнению с подшипниками скольжения. Производители заявляют до 80 тысяч часов. Однако в реальных условиях эксплуатации этот показатель меньше примерно в два раза.

Уровень шума низкий. Стоимость больше по сравнению с обычными подшипниками скольжения, но меньше по сравнению с подшипниками качения.

Усовершенствованные подшипники скольжения

— Подшипники Vapo

Этот подшипник имеет систему магнитной подвески ротора Maglev (Magnetic Levitation System). Он является улучшенной модификацией подшипника скольжения. Главное отличие в том, что у него конструкция более прочная. Отметим также, что у него есть дополнительное магнитное поле, которое компенсирует вес ротора.

В настоящее время это, конечно, один из самых надежных видов опор. Он обеспечивает большой срок эксплуатации. У него уровень шума и вибрации всегда низкий. А еще он позволяет создать герметичные вентиляторы со степенью защиты до IP68 и с высокой производительностью.

— Подшипник масляного давления (SSO)

Это гидродинамический подшипник, который усовершенствовали. Отличие в том, что у него увеличенный слой жидкости (смазки). Для того чтобы снизить износ, вал центрируется постоянным магнитом, который установлен в основание.

ВАЖНО! Уровень шума самый низкий. Заявленный ресурс составляет до 160 тысяч часов при высоких эксплуатационных температурах. Однако по факту сейчас это самые долговечные подшипники, которые нашли использование в кулерах. Покупка их обойдется дороже приобретения подшипников качения, но дешевле по сравнению с керамическими подшипниками качения.

— Самосмазывающийся подшипник скольжения (LDP)

Усовершенствованный подшипник скольжения. Предусмотрена защита от пыли, соответствующая IP6X. Есть специальный слот для восстановленного масла. Благодаря нему, срок службы вентилятора увеличивается.

Если подшипник исправен, то шума при работе очень мало. Производитель заявляет ресурс до 160 тысяч часов при высоких эксплуатационных температурах. По факту это самые долговечные подшипники, используемые в кулерах. Покупка их обойдется дороже подшипников скольжения (sleeve bearing) и дешевле подшипников гидродинамических.

— Подшипник с полиоксиметиленом (POM Bearing)

Усовершенствованный подшипник скольжения. Чтобы увеличить срок эксплуатации, вал покрывают полиоксиметиленом, у которого пониженный коэффициент трения.

ВАЖНО! Когда подшипник исправен, то он создает мало шума во время работы. Заявленный ресурс составляет до 160 тысяч часов. Цена больше по сравнению с подшипниками скольжения (sleeve bearing) и меньше по сравнению с гидродинамическими.

Особенности подшипника качения

Подшипники качения (англ. Ball Bearing) состоят из металлических колец: внутреннего и наружного. Между этими кольцами катятся шарики, которые поддерживает сепаратор. У данных подшипников большой рабочий ресурс. Однако вентиляторы, у которых такой тип опоры, создают много шума. И покупка их обходится дороже.

Из всех типов подшипников качения в кулерах нашли использование лишь радиальные шарикоподшипники. Они состоят из пары колец, тел качения, то есть шариков, и сепаратора.

Формально они создают больше шума, чем подшипники скольжения. Однако из-за большего ресурса в равных условиях продолжительной эксплуатации, кулеры на данных подшипниках не более шумные, чем аналоги на подшипниках скольжения, которые более подвергаются износу.

Заявленный ресурс составляет от 59 до 90 тысяч часов. Однако фактически эти подшипники намного долговечнее по сравнению с подшипниками скольжения.

ВАЖНО! Керамический подшипник качения (ceramic bearing) является разновидностью данного типа. В подшипнике применяются керамические материалы. Заявленный ресурс составляет до 160 тысяч часов при высоких температурах эксплуатации.

Сегодня это самые долговечные подшипники, которые нашли использование в кулерах. При работе создают очень мало шума. Стоят очень дорого.

Особенности подшипника omniCOOL

Компанией CUI был разработан новый тип вентилятора, устраняющий разрыв между традиционными конструкциями. Это удалось за счет шарикоподшипников и подшипников скольжения. Новая конструкция подшипника называется системой omniCOOL. Она применяет магнитную подвеску для того, чтобы была балансировка ротора.

Магнитная структура уравновешивает ротор. И не имеет значение, каков угол, под которым действует вентилятор. Внутренней части подшипника не нужно выдерживать вес ротора. Эта нагрузка переложена на магнитный поток и опорную крышку.

Система omniCOOL избавляет от многих недостатков, которые есть у традиционных втулок или шариковых подшипников. Скажем, магнитная структура уравновешивает ротор, делает минимальными проблемы наклона и колебания, которые присущи подшипникам скольжения. Вал не опирается на внутреннюю часть подшипника. Трение между ними намного меньше, чем у подшипника скольжения.

Втулка, применяемая в системе omniCOOL, проходит специальную закалку. И потому она не нагревается, не стирается. Значит, можно работать при температуре до 90°C. А ведь традиционные подшипники скольжения выдерживают лишь температуру до 70°C.

ВАЖНО! Срок эксплуатации подшипника увеличивается. Система omniCOOL работает в 3 раза дольше по сравнению со стандартным подшипником скольжения при 70°C. И в 5,5 раза больше при 20°C.

Однако, несмотря на большое разнообразие всех типов подшипников, самый большой акустически комфорт от гидродинамических подшипников, у которых один и тот же уровень шума на весь период службы.

Чем отличается подшипник качения от подшипника скольжения

Для чего необходимы подшипники, наверное, знают все, так же как и то, что они бывают двух типов — подшипники качения и подшипники скольжения. А вот в чем их конструктивное отличие и особенности применения знают не многие.

Именно этот вопрос будет рассмотрен в статье. Современные подшипники FAG от 2rs производства Германии — это надежность и качество по доступной цене.

Задачи подшипников

Подшипник предназначен для обеспечения направления двух движущихся деталей и их надежной опоры в механизме. Чем меньше энергии будет тратиться на преодоление трения в этом устройстве — тем лучше. Преимущество в этом отношении имеют подшипники качения, так как трение качения, меньше трения скольжения.

Подшипники скольжения

Начать лучше именно с этого типа, он проще. Преимущества подшипников скольжения:

• Практически бесшумная работа
• Небольшие размеры
• Возможность выдерживать большие нагрузки

Такой тип подшипников нашел применение в машинах и механизмах работающих в экстремальных условиях и резких перепадах температур, например на железнодорожном транспорте (тележки вагонов) и горнопроходческой технике.

Подшипники качения

В этом типе подвижные элементы (шарики, цилиндрические или конусные детали) находятся между двух колец, где перемещаются по дорожкам.

Благодаря сепаратору эти подвижные элементы не соприкасаются и дают устойчивость и жесткость всей конструкции. Разновидностей подшипников качения много, вот наиболее распространенные:

• Конические
• Радиальные
• Сферические двухрядные
• Радиально-упорные

Подшипник качения, сложное и недешевое устройство. Каждый, кто сталкивался с ремонтом автомобиля, знает, что стоимость некоторых марок подшипников может быть очень высокой.

Основным недостатком такого типа, кроме стоимости, является шум и вибрация в узле при работе. Как правило, срок службы при интенсивных нагрузках подшипников качения ограничен.

Если в технической документации к механизму указан определенный тип подшипника, то лучше не экспериментировать и не пытаться менять его. Каждое изделие рассчитано на определенные нагрузки, скорость вращения, максимальную и минимальную температуру.

Такие ответственные детали выпускаются по ГОСТУ, стандарты которого обязаны соблюдать при изготовлении предприятия. К сожалению, эти не писанные правила не распространяются на изделия Китайских компаний, которые наводнили наш рынок дешевой продукцией низкого качества.

Чем отличается подшипник качения от подшипника скольжения

Для чего необходимы подшипники, наверное, знают все, так же как и то, что они бывают двух типов — подшипники качения и подшипники скольжения. А вот в чем их конструктивное отличие и особенности применения знают не многие.

Именно этот вопрос будет рассмотрен в статье. Современные подшипники FAG от 2rs производства Германии — это надежность и качество по доступной цене.

Задачи подшипников

Подшипник предназначен для обеспечения направления двух движущихся деталей и их надежной опоры в механизме. Чем меньше энергии будет тратиться на преодоление трения в этом устройстве — тем лучше. Преимущество в этом отношении имеют подшипники качения, так как трение качения, меньше трения скольжения.

Подшипники скольжения

Начать лучше именно с этого типа, он проще. Преимущества подшипников скольжения:

• Практически бесшумная работа
• Небольшие размеры
• Возможность выдерживать большие нагрузки

Такой тип подшипников нашел применение в машинах и механизмах работающих в экстремальных условиях и резких перепадах температур, например на железнодорожном транспорте (тележки вагонов) и горнопроходческой технике.

Подшипники качения

В этом типе подвижные элементы (шарики, цилиндрические или конусные детали) находятся между двух колец, где перемещаются по дорожкам.

Благодаря сепаратору эти подвижные элементы не соприкасаются и дают устойчивость и жесткость всей конструкции. Разновидностей подшипников качения много, вот наиболее распространенные:

• Конические
• Радиальные
• Сферические двухрядные
• Радиально-упорные

Подшипник качения, сложное и недешевое устройство. Каждый, кто сталкивался с ремонтом автомобиля, знает, что стоимость некоторых марок подшипников может быть очень высокой.

Основным недостатком такого типа, кроме стоимости, является шум и вибрация в узле при работе. Как правило, срок службы при интенсивных нагрузках подшипников качения ограничен.

Если в технической документации к механизму указан определенный тип подшипника, то лучше не экспериментировать и не пытаться менять его. Каждое изделие рассчитано на определенные нагрузки, скорость вращения, максимальную и минимальную температуру.

Такие ответственные детали выпускаются по ГОСТУ, стандарты которого обязаны соблюдать при изготовлении предприятия. К сожалению, эти не писанные правила не распространяются на изделия Китайских компаний, которые наводнили наш рынок дешевой продукцией низкого качества.

Твитнуть

Читайте также:

повреждения подшипников

Усталостные разрушения поверхности связаны с проблемами смазки, такими как неподходящая смазка, низкая ее вязкость и разрывы смазочной пленки. В начальной стадии развития возникают подповерхностные микротрещины, затем поверхность становится как бы заиндевшей в некоторых местах, как показано на рис.1. При дальнейшем развитии повреждения данного вида поверхность дорожки начинает отслаиваться и растрескиваться (следует отметить, что это отслаивание не столь серьезно как сколы на дорожке). При накоплении усталости в материале дорожки ее поверхность становится шероховатой, подшипник начинает шуметь и излишне нагреваться. Постоянная перегрузка, плохо обработанные и загрязненные поверхности неизбежно ведут к усталостным явлениям. Этого можно избежать или существенно замедлить, если подшипник будет чистым и хорошо смазанным.	Усталость дорожки качения. Поверхность растрескивается и отслаивается.
Выкрашивание поверхности схоже с усталостью поверхности, но отличается от него более сильной степенью повреждения подшипника и может указывать на то, что подшипник исчерпал ресурс усталости. Рисунок 2 показывает, что растрескивание и сколы поверхностей характеризуются глубокими трещинами и расслаиванием. Это происходит, когда под поверхностные трещины, возникающие в местах дислокации неметаллических включений в стали подшипника, доходят до поверхности. Преждевременное растрескивание часто вызывается плохой посадкой вала, искривлениями корпуса и неправильной установкой, т.е. условиями, вызывающими слишком высокие кромочные напряжения.	Выкрашивание поверхности. Глубокие трещины и расслаивание.
Абразивный износ: Абразивное истирание металла, показанное на рис.3, разрушает поверхности элементов подшипника. В зависимости от типа абразивного износа, поверхность приобретает или тусклый серый металлический цвет или же зеркально полируется. Иногда подшипник вследствие изменения его геометрии из-за износа внезапно выходит из строя.Мелкая абразивная пыль является обычной причиной такого отказа; эта пыль может попасть в подшипник при установке, через плохие уплотнения или с грязной смазкой. Поэтому при монтаже подшипника рекомендуется протирать каждый элемент чистой тканью перед смазкой и содержать в чистоте рабочие поверхности. Хорошие уплотнения, промываемые уплотнения и чистые смазочные материалы помогут предотвратить загрязнение после установки подшипника	Абразивный износ. Повреждение поверхности качения
Атмосферная коррозия: Коррозия вызывается влагой, которая попадает в подшипник из атмосферы. Влажный воздух, попадая внутрь подшипника, при охлаждении окружающей среды конденсируется, разрывая смазочную пленку в местах контакта тел и дорожек качения. Атмосферную коррозию, показанную на рис.4, можно предотвратить, используя качественное уплотнение, эффективную пластичную смазку. В некоторых случаях могут оказаться необходимыми специальные уплотнения, чтобы исключить вытекание смазки. Подшипник необходимо заполнять смазкой при каждой более  или менее продолжительной остановке машины.	Атмосферная коррозия. Внешний вид коррозии
Фреттинг-коррозия: Как показано на рис.5, фреттинг-коррозия очень похожа на обычную коррозию. Она возникает на посадочных поверхностях подшипника на вал, а также и на других сопрягаемых поверхностях. Она вызывается незначительными (микроскопическими) нагрузками. Частицы, образующиеся в результате износа имеют черный цвет  в присутствии воздуха и красные — в его отсутствие. Фреттинг-коррозия может вызвать как ослабление посадки внутреннего кольца на валу; так и его заклинивание, при котором его невозможно будет снять. Фреттинг-коррозия также привести к разламыванию кольца.Предотвратить можно следуя рекомендациям производителя относительно допусков и убедившись, что элементы подогнаны наилучшим образом.	Фреттинг-коррозия на отверстии (посадочной поверхности) внутреннего кольца
Бринеллирование: При бринеллировании на поверхности колец появляются регулярно следующие друг за другом поперечные риски, развивающиеся в заметные отпечатки. Это является следствием пластических деформаций металла в местах контакта, которые возникают вследствие перенапряжения металла. Результат бринеллирования дорожек качения показан на рис.6. Бринеллирование является следствием высоких статических или ударных нагрузок, неправильной технологии установки подшипника, сильных механических ударов, возникающих, при падении машины. Бринеллирование можно предотвратить, исключив при монтаже подшипника передачу монтажного усилия через тела качения. Если ударных нагрузок невозможно избежать как при установки, так и в процессе эксплуатации, тогда необходимо использовать подшипники, предназначенные для более высоких нагрузок.	Бринеллирование дорожек качения. Регулярные выемки на дорожках качения
Ложное бринеллирование: как и просто бринеллирование характеризуется отпечатками на дорожках качения. Однако в отличие от «истинного» бринеллирования отпечатки характеризуются не только продавливаем металла в зонах пластических деформаций, но и его сдвигом, в результате этого места повреждения не видны даже при внимательном осмотре. На рис.7 показан ложного бринеллирования. Ложное бринеллирование, есть результат сильных вибраций машины в нерабочем состоянии. Иногда это происходит при транспортировке. Также на это влияет вибрации других, близко расположенных машин. Подобной проблемы можно избежать, обеспечивая правильное закрепление транспортируемых валов с подшипниками и изолируя машину от соседних вибрирующих агрегатов, используя для этого раздельные фундаменты или виброопоры.	Ложное бринеллирование. Отпечатки на дорожке качения за счет передачи монтажного усилия через тела качения.
Повреждения электротоком. Точечный питтинг (сваривание) в результате электрического сваривания часто имеет регулярный характер на поверхностях элементов качения и на дорожке качения. Он возникает в результате прохождения через подшипник электрического тока. На рис.8 показаны дорожки подшипника. Электрический ток может вызвать также и случайное выкрашивание.Наиболее распространенными причинами электроповреждений является статическое электричество, создаваемое ремнями транспортера и токами сварочных аппаратов. Поэтому транспортеры должны быть снабжены заземляющими лентами, а сварочное оборудование необходимо заземлять.	Питтинг поверхности дорожек качения из-за прохождения сильного тока. Кратеры на шариках вызванные электротоком.
Адгезивный износ: возникает в результате перемещения металла с одной поверхности на другую. Адгезия в том виде, как они показаны на рис.9, вызвана проскальзыванием из-за перегрузки подшипника и недостаточной смазки. Адгезия на торцах цилиндрических роликов может возникать из-за увеличенной осевой нагрузки на подшипник. Также это может быть следствием неправильной сборки подшипника или недостаточной смазки	Адгезия на телах и дорожках качения из-за недостаточной смазки.
Выбоины поверхности: пример показан на рис.10. Этот вид повреждения подшипников напоминает бринеллирование, т.к. выбоины скорей являются результатом пластических деформаций, чем износа. Тем не менее, они возникают при повреждении поверхности (царапины, истирание мелкими посторонними частицами, которые являются результатом износа или попадают в подшипник при его работе). Тела качения при вращении захватывают посторонние частицы, попадающие в подшипник. Эти частицы, попав на дорожку качения оставляют случайные насечки, в районе которых возникает концентрация напряжений и разрывы масляной пленки, что приводи к усталостному выкрашиванию металла и появлению выбоин.Вероятность возникновения выбоин уменьшается при использовании хороших уплотнений и частой смазки подшипников, которая вымывает различные посторонние частицы.	Выбоины, глубокие царапины, вызванные попаданием посторонних частиц в подшипник.
Повреждения при сборке: На рис.11 показан один из видов подобных повреждений. В этом примере наружное кольцо было неправильно установлено; и когда подшипник был собран, ролики оставили вмятины на дорожках качения.	Повреждение подшипника при сборке из-за недостаточного опыта сборки.
Перегрев: На рис.12 представлен пример повреждения подшипника (изменение его геометрии) в результате перегрева и нагрузки. Обычно такие повреждения связаны с полным отказом подшипника. Перегрев часто обусловлен недостаточной смазкой, трением наружного кольца о вращающийся вал, излишним обжимом наружного кольца при установки в корпус машины или слишком (высокой) частотой вращения вала. В отдельных случаях перегрев подшипника может быть обусловлен внешним источником, таким как термическая печь.	Обесцвечивание и повреждение металла, вызванное плохой смазкой и перегревом.
Несоосность колец: Основной причиной повреждения подшипника, показанного на рис.13 является несоосность колец, которая привела к фреттинг-коррозии и выкрашиванию. Несоосность ведет к высоким осевым нагрузкам, вызывающим усталостное разрушение и сильные сколы поверхности.	Повреждения подшипника из-за несоосности колец: a) несоосность наружного кольца относительно вала; б) несоосность вала относительно корпуса подшипника.
Разрушение из-за дисбаланса: Дисбаланс ротора дает значительную вибрационную нагрузку на подшипник. Когда дисбаланс слишком велик, повреждения подшипника имеют вид, показанный на рис.14. Иногда такое повреждение можно обнаружить только в одном месте на внутреннем кольце. Для уменьшения дисбаланса минимально необходимым является балансировка отдельных частей ротора с максимально возможной точностью, особенно при работе на высоких скоростях.	Повреждения дорожки качения от избыточного дисбаланса ротора
Раскалывание, раздробление деталей: Причиной является большая перегрузка подшипника. На рис.15 показан типичный пример такого раскалывания. Как видно из рассмотрения рисунка, область усталостного выкрашивания на внутреннем кольце охватывает всю ширину кольца, а сепаратор разбит на кусочки из-за поперечных трещин в каждом гнезде шарика.	Раскалывание
Повреждение сепаратора: Повреждения сепаратора, подобные показанному на рис.16, проявляются в образовании в нем трещин и его разрушении. Это в свою очередь ведет к быстрому выходу из строя подшипника в целом при этом затушевывается тот факт, что первопричиной этого был сепаратор. Чаще всего причиной выхода из строя сепаратора является его изгиб, возникающий при движении шариков по взаимно пересекающимся путям из-за несоосности. Также повреждение сепаратора может быть вызвано неправильной сборкой, загрязнением или редким смазыванием подшипника.	Повреждение сепаратора

78499-20: Приборы для контроля зазоров подшипников качения

Назначение

Приборы для контроля зазоров подшипников качения (далее — приборы) предназначены для измерения и допускового контроля осевого или радиального внутренних зазоров подшипников качения.

Описание

Приборы выпускаются шести модификаций БВ-7660, БВ-7660М, БВ-7718, В-7661М, БВ-7678М, БВ-7748.

Приборы моделей БВ-7660, БВ-7660М, БВ-7718 (Рисунок 1) предназначены для измерений зазора подшипников в радиальном направлении, возникающем под действием радиальной знакопеременной измерительной нагрузки при заданном угловом положении колец и комплекта тел качения подшипника относительно его оси и различаются диапазоном диаметров отверстий и наружных диаметров колец измеряемых подшипников. Приборы выполнены в виде стационарного (настольного) устройства и обеспечивают измерение внутреннего радиального зазора подшипников по ГОСТ 520-2011 и состоят из следующих основных составных частей: измерительной станции с сенсорной панелью управления; сетевого адаптера; USB флеш-накопителя, комплекта оправок и колец; контрольного подшипника.

Контролируемый подшипник устанавливают на прибор при помощи соответствующей базирующей оправки и подводят к подшипнику верхний и нижний измерительные наконечники и нагружающие кронштейны. Устанавливая подшипник в различные угловые положения к наружному кольцу подшипника, при помощи управляемого оператором рычажно-весового механизма прибора прикладывают направленную вверх и вниз измерительную нагрузку. Радиальные перемещения колец подшипника под действием приложенной нагрузки автоматически измеряются посредством двух индуктивных датчиков, механически связанных с верхним и нижним измерительными наконечниками.

Панель управления содержит встроенную двухканальную измерительную систему, выполняющую аналого-цифровое преобразование сигналов датчиков, и оснащена микропроцессором.

Приборы моделей В-7661М, БВ-7678М, БВ-7748 (Рисунок 2) предназначены для измерений зазора подшипников в осевом направлении под действием осевой знакопеременной измерительной нагрузки при заданном угловом положении колец и комплекта тел качения подшипника относительно его оси и различаются диапазоном диаметров отверстий и наружных диаметров колец измеряемых подшипников. Модель БВ-7748 имеет меньшие измерительные нагрузки. Приборы выполнены в виде стационарного (настольного) устройства, обеспечивают измерение внутреннего осевого зазора подшипников в соответствии с ГОСТ 520-2011 и состоят из следующих основных составных частей: измерительной станции; информационной стойки с электронным блоком; сетевого адаптера; комплекта оправок и колец; контрольного подшипника. Приборы оснащаются сменными шпинделями, что обеспечивает возможность установки на измерительную станцию широкого диапазона подшипников.

Контролируемый подшипник закрепляют на шпинделе при помощи базирующей оправки и при помощи башмаков на столе измерительной станции прибора. Устанавливая подшипник в различные угловые положения, к внутреннему кольцу подшипника при помощи управляемого оператором рычажно-весового механизма станции, прикладывают направленную вверх и вниз измерительную нагрузку. Осевое перемещение колец подшипника (относительно друг друга) под действием приложенной нагрузки автоматически измеряется посредством индуктивного датчика, механически связанного со штоком и столом станции.

Электронный блок панели управления содержит одноканальную индуктивную измерительную систему, выполняющую аналого-цифровое преобразование сигнала датчика, и оснащен микропроцессором.

Микропроцессор приборов БВ-7660, БВ-7660М, БВ-7718, В-7661М, БВ-7678М, БВ-7748 выполняет линеаризацию характеристик индуктивных датчиков и запоминание их отсчетов после приложения измерительной нагрузки (по сигналам установленных в приборе конечных выключателей). Кроме того, микропроцессор выполняет вычисление единичных и среднего радиальных (осевых) зазоров подшипника, а также осуществляет допусковый контроль (в соответствии с установленными браковочными границами).

При выполнении контроля на дисплее панели управления индицируются значения прикладываемых измерительных нагрузок, измеренные значения единичных радиальных (осевых) зазоров и результаты их допускового контроля («БРАК-», «НОРМА» или «БРАК+»), а после завершения контроля — значение среднего радиального (осевого) зазора и результат его допус-кового контроля, а также общее заключение о годности подшипника («БРАК» или «НОРМА»). Кроме того, на дисплее индицируются сообщения, направляющие действия оператора (т.н. «подсказки»).

Результаты контроля каждого подшипника идентифицируются посредством номера подшипника, а также даты и времени проведения контроля (определяются автоматически по внутреннему таймеру) и могут быть сохранены в энергонезависимой памяти прибора.

Сохраненные в памяти результаты контроля подшипников могут быть просмотрены оператором, выведены на USB флеш-накопитель или удалены из памяти.

Пломбирование приборов БВ-7660, БВ-7660М, БВ-7718, В-7661М, БВ-7678М, БВ-7748 не предусмотрено.

а) Прибор модели БВ-7661М б) Прибор модели БВ-7678М в) Прибор модели БВ-7748

Рисунок 2 — Приборы для контроля осевого зазора подшипников моделей БВ-7661М; БВ-7678М; БВ-7748

Программное обеспечение

Программное обеспечение установлено на промышленном компьютере в пульте управления. Программное обеспечение управляет процессом измерений, собирает и анализирует данные и выполняет вычисления параметров. В программной оболочке функции, дающие возможность изменения программного обеспечения пользователем, отсутствуют.

Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Идентификационные данные программного обеспечения

Идентификационное наименование ПО	bv7660m
Номер версии (идентификационный номер) ПО	v. 191024
Цифровой идентификатор ПО	MD5
Другие идентификационные данные (если имеются)	—

Уровень защиты программного обеспечения оценивается как «высокий» по Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Метрологические и технические характеристики приборов БВ-7660, БВ-7660М, БВ-7718, БВ-7661М, БВ-7678М, БВ-7748 представлены в таблицах 2, 3.

Таблица 2 — Метрологические характеристики приборов

Наименование характеристики	БВ-7660	БВ-7660М	БВ-7718	§ 61 ю 7 -В Б	БВ-7678М	БВ-7748
Принцип действия	индуктивный
Диапазон измерений зазоров, мкм	от 0 до 500			от 0 до 1000
Дискретность показаний, мкм	1
Пределы допускаемой абсолютной			±3
погрешности, мкм
Допускаемый размах показаний, мкм, не			4
более

аблица 3 — Технические характеристики приборов и условия эксплуатации

Наименование характеристики	БВ-7660	БВ-7660М	БВ-7718	БВ-7661М	БВ-7678М	БВ-7748
Измерительная нагрузка, Н	20; 50; 100; 150; 200	50; 100; 150; 200	4; 10; 20; 50	50; 80; 100; 150		5; 10; 20; 50; 80; 100
Максимальная компенсируемая масса, кг, не менее	5	10	—	5		0,6
Максимальное число положений подшипника при контроле	6
Максимальное число запоминаемых результатов измерений деталей	32
Диапазон задания браковочных границ для зазоров, мкм, не менее	от 0 до 1000
Условия эксплуатации: — температура окружающей среды, °С -относительная влажность воздуха (без конденсата), %	от +10 до +35 от 30 до 80
Параметры электрического питания: -напряжение переменного тока, В -частота переменного тока, Гц	220 ± 10% 50
Шаг дискретности задания браковочных границ, мкм, не более	1
Габаритные размеры прибора, мм, не более -длина -высота -ширина	700 580 300	826 720 300	510 470 285	400 700 500	400 700 500	640 295 380
Масса, кг, не более	90	120	50	70	105	66

Знак утверждения типа

наносится на руководство по эксплуатации печатным способом.

Комплектность

Таблица 4 — Комплект поставки приборов для контроля зазоров подшипников качения

Модификация	Обозначение	БВ-7660	0 ю ю 7 -В Б	8 Г» 7 -В Б	БВ-7661М	БВ-7678М	БВ-7748
Наименование ч.		Прибор для контроля радиальных зазоров подшипников качения			Прибор для контроля осевых зазоров подшипников качения
Руководства по эксплуатации	БВ-7660 РЭ БВ-7660М РЭ БВ-7718 РЭ БВ-7661М РЭ БВ-7748М РЭ	1шт	1 шт	1 шт	1 шт	1 шт	1 шт
Методика поверки	МП 203-54-2019	1шт
Диск		1 шт.			2 шт.	1 шт.	4 шт.
Оправки внутренние с гайками и шайбами		1 шт.	1 шт.	1 шт.	2 шт.	1 шт.	4 шт.
Хвостовик оправок		1 шт.	—	—	—	—	—
Сменные наконечники		—	—	4 шт.	—	—	—
Сменные шпиндели		—	—	—	2 шт.	—	4 шт.
Комплект сменных частей (в зависимости от номенклатуры)		1 комплект

Поверка

осуществляется по документу МП 203-54-2019 «Приборы для контроля зазоров подшипников. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 25 ноября 2019 г.

Основные средства поверки: индикатор мнгооборотный тип 1МИГ (Рег. № 49140-12) Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик, поверяемых СИ с требуемой точностью.

Знак поверки в виде оттиска клейма поверителя и/или в виде голографической наклейки наносится на свидетельство о поверке.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационных документах.

Нормативные документы

ТУ 26.51.66-073-00224567-2019 «Приборы для контроля зазоров подшипников модели БВ-7660; БВ-7660М; БВ-7718; В-7661М; БВ-7678М; БВ-7748. Технические условия»

ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ РОЛИКАМИ И ДОРОЖКАМИ КАЧЕНИЯ В ВИДЕ ЭКВИДИСТАНТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОДНОПОЛОСТНОГО ГИПЕРБОЛОИДА (ДЛЯ ОПОР ВАЛКОВ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ)

Хлопонин Виктор Николаевич
ЗАО «Исток МЛ»
заместитель директора доктор технических наук, профессор

Библиографическая ссылка на статью:
Хлопонин В.Н. Подшипник качения с цилиндрическими роликами и дорожками качения в виде эквидистантных поверхностей однополостного гиперболоида (для опор валков прокатных станов) // Современные научные исследования и инновации. 2018. № 4 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2018/04/86276 (дата обращения: 31.08.2021).

В процессе прокатки полос и листов в клетях возникают значительные радиальные нагрузки (до 120…160 МН). Существенными при этом (до 2 % и выше от радиальных нагрузок) являются осевые нагрузки. Указанные радиальные и осевые нагрузки воспринимают подшипниковые опоры валков и через подушки валков и нажимной механизм передают на станины клетей.
Для обеспечения заданной точности толщины прокатываемых полос и листов габаритные размеры всех этих деталей прокатных клетей крайне ограничены из-за необходимости максимального уменьшения суммарной величины их упругой деформации.
Совокупность отмеченных положений заставляет использовать в опорах валков подшипники сверхлёгких и лёгких серий диаметров, а необходимую грузоподъёмность подшипниковой опоры обеспечивать применением многорядных (до четырёх рядов) роликовых подшипников.
Для восприятия усилий прокатки в клетях листовых станов широко применяют роликовые подшипники с коническими или цилиндрическими роликами. Основной недостаток подшипниковой опоры с коническими роликами состоит в том, что нагрузка, возникающая при прокатке, неравномерно распределяется между рядами роликов, что сказывается на качестве прокатываемых полос.
В этом отношении применение опоры валков в виде многорядных подшипников с цилиндрическими роликами является более предпочтительным. Но для восприятия осевых усилий в этих подшипниках необходима дополнительная опора с шариковыми [1, 67-71] или радиально-упорными [2, 473-483] подшипниками. Однако в обоих отмеченных случаях заметно удлиняется шейка валка, выходя за пределы станины.
В работе [3] предложено сохранить в прокатных клетях отмеченные достоинства применения подшипников с цилиндрическими роликами, но изменить условия контакта роликов с поверхностями качения внутреннего и наружного колец подшипника, обеспечив за счет этого возможность восприятия подшипниками осевых нагрузок.
В роликовом подшипнике дорожку поверхности качения внутреннего кольца предложено выполнить в виде поверхности однополостного гиперболоида, поверхность дорожки качения наружного кольца сделать эквидистантной указанной поверхности внутреннего кольца, а между дорожками качения расположить цилиндрические ролики, продольные оси которых параллельны прямым образующим указанных поверхностей качения подшипника.
Рисунки 1-4 иллюстрируют основные конструктивные особенности предложенного подшипника.
Подшипник имеет внутреннее кольцо 1 и наружное кольцо 2 с единой осью колец Z (рис. 1 а и б).

а	б
а) продольный разрез подшипника; б) вид подшипника с торца (без роликов) 1 – внутреннее кольцо подшипника; 2 – наружное кольцо подшипника; 3 – наружная поверхность качения внутреннего кольца подшипника; 4 – внутренняя поверхность качения наружного кольца подшипника; 5 – цилиндрический ролик качения подшипника; 6 и 7 – два возможных варианта расположения осей цилиндрических роликов качения в подшипнике.D – диаметр поверхности наружного кольца подшипника; d – диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника; B – ширина колец подшипника; dр – диаметр ролика качения подшипника; lр – длина ролика качения подшипника; D0 – диаметр наружной поверхности внутреннего кольца качения подшипника в середине его ширины; D1 – диаметр наружной поверхности внутреннего кольца подшипника на его торцах; A – хорда, определяющая расположение осей роликов качения подшипника; α — угол наклона роликов качения подшипника относительно оси Z подшипника; М1-М5 – пять точек, характеризующих гиперболу 3 (М1 – вершина гиперболы) Рисунок 1. Основные элементы подшипника

Внутреннее кольцо 1 обрамлено поверхностью 3, формируемой вращением прямых образующих 6 (или 7) относительно оси Z. Прямые 6 и 7 образуют каждая угол α с осью Z (рис. 1 а) и пересекаются в точке О, лежащей на оси y и делящей каждую прямую 6 и 7 пополам. Кривая 3, обрамляющая внутреннее кольцо 1, является гиперболой [4], вершина которой точка М₁; точка О — центр гиперболы, ось Z — мнимая ось гиперболы, ось y — действительная ось гиперболы.
Внутренняя поверхность качения 4 наружного кольца 2 эквидистантна поверхности качения 3 внутреннего кольца 1. Диаметральный зазор между поверхностями 3 и 4 при полном совпадении их горизонтальных осей с осью Z равен диаметру d_р цилиндрических роликов 5 подшипника, которые размещают между этими поверхностями. Гипербола 3 при вращении относительно оси Z образует однополостный гиперболоид, описываемый уравнением [4]:

(1)

где  — действительная,  — мнимая полуоси однополостного гиперболоида (см. ниже).

В этом уравнении для внутреннего кольца 1 подшипника величина b = D₀/2 и отражает наименьшее расстояние между ветвями гиперболы 3 (положение точки М₁ на рис. 1).
Согласно рисунку 2 при рассмотренном на рис. 1 исполнении поверхностей качения 3 и 4 внутреннего 1 и наружного 2 колец, ролики подшипника устойчиво контактируют с этими поверхностями качения. При этом доминирующим с точки зрения устойчивости ролика 5 является его контакт 8 с поверхностью качения 3 внутреннего кольца 1 подшипника. Влияние контакта 9 ролика 5 с поверхностью 4 наружного кольца 2 подшипника на устойчивости ролика проявляется в меньшей степени, так как обусловлен принятыми длиной ролика l и углом его наклона α к оси Z подшипника.

1-5 – см. обозначения на рис. 1; 8 – контакт ролика качения с внутренним кольцом подшипника; 9 – контакт ролика качения с наружным кольцом подшипника. D, d, D0, D1, lр, dр – см. на рис. 1Рисунок 2. Вид сектора подшипника с его торца в момент прохождения роликом положения, когда на него действует максимальная нагрузка

Рис. 3, исполненный в трех осях координат, наглядно иллюстрирует особенности контакта ролика 2 длиной l_р и диаметром d_р с внутренним кольцом 1 подшипника по прямолинейным образующим 5 поверхности качения 3 этого кольца. Диаметры D₀ и D₁ соответствуют диаметрам аналогичного назначения на рис. 1. Точка  является точкой М₁, углы α и параметр А аналогичны принятым на рис. 1.

1 – внутреннее кольцо подшипника; 2 – ролик качения подшипника; 3 – наружная поверхность внутреннего кольца подшипника, выполненная в виде поверхности однополостного гиперболоида; D0 — диаметр наружной поверхности внутреннего кольца подшипника в середине его ширины; D1 — диаметр внутреннего кольца наружной поверхности подшипника на его торцах; d — диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника; dр — диаметр ролика качения подшипника; lр — длина ролика качения подшипника; A — хорда, определяющая расположение осей роликов качения подшипника (прямолинейных образующих однополостного гиперболоида) относительно оси Zподшипника; оси Z и  — параллельныРисунок 3. Объемная картина расположения ролика качения подшипника относительно осей (x, y, z) координат

Полномасштабно контакт роликов 5 подшипника с внутренним 1 и наружным 2 кольцами подшипника приведен на рис. 4, на котором представлено продольное сечение вдоль оси одного из роликов (например, сечение Г-Г на рис. 1).

Рисунок. 4. Сечение Г-Г подшипника на рис. 1 а вдоль направления продольной оси одного из роликов качения подшипника (вдоль прямолинейной образующей однополостного гиперболоида)

Определяющим параметром разработанного подшипника, отличающим его от традиционных подшипников с цилиндрическими роликами, является отклонение оси цилиндрических роликов на угол α от продольной оси Z подшипника, определяющее диаметры отверстия внутреннего кольца и наружной поверхности наружного кольца подшипника.
Значения угла α определяют величину осевых усилий, восприятие которых может обеспечивать подшипник. Величина угла α задается на стадии проектирования подшипника.
При назначении величины угла α возможны два предельных его значения. Первое – при принятии условия, что все ролики подшипника равномерно воспринимают осевое усилие, возникающее в очаге деформации. Второе – при принятом на практике положении [2], что наибольшее радиальное усилие воспринимает ролик 5 подшипника в момент прохождения положения, показанного на рис. 2.
Учитывая существенные колебания значений усилия прокатки, оправданно принятие второго из указанных положений. В этом случае, согласно [2], наибольшее значение радиального усилия, воспринимаемого роликом подшипника, имеет место в момент прохождения им участка, диаметрально противоположного очагу деформации прокатываемого металла, и равно где  — усилие, действующее на подшипниковую опору, n — число роликов в подшипнике.
В нашем случае указанная наибольшая радиальная нагрузка примерно равна отмеченному значению , так как ролики подшипника в процессе контакта с поверхностями 3 и 4 на рис. 1 а образуют угол α с осью Z (рис. 1 и 3).
Полученное значение  разложим на осевую  и радиальную  составляющие. Начальной операцией разложения нагрузки  на осевую и радиальную составляющие является отмеченное выше назначение угла α расположения роликов подшипника относительно его горизонтальной оси.
Принятое значение угла α позволяет вычислить величину  на рис. 1, характеризующую наклон осей роликов подшипника к его продольной оси:

(2)

где  — ширина подшипника (точнее длина роликов l_р на рис. 3 подшипника).

По формуле 

(3)

определяем диаметр  точек (точки М₂ и М₃ на рис. 1) «выхода» гиперболы 3 на торцевые ( на рис. 1) поверхности внутреннего кольца подшипника.
Значения  и  определяют положение точек М₂ и М₃ на рис. 1. Подставив значения Z и y в уравнение (1), определяем значение мнимой полуоси С.
Для Z = ± B/4 из уравнения (1) находим величину y для точек М₄ и М₅ гиперболы на рис. 1. Известно [4, стр. 213], что через заданные пять точек проходит единственная кривая второго порядка. В нашем случае известны координаты пяти точек гиперболы: М₁-М₅ на рис. 1.
Совокупность отмеченных положений использована при назначении размеров и изготовлении макета подшипника. Цель изготовления – оценить сочленения поверхностей деталей подшипника.
Макет подшипника имел размеры: α = 17°30ґ, D₀ = 125 мм, D₁ = 130 мм, B = 120, d_р = 10 мм и l_р = 120 мм.
Получено, что изготовление поверхностей 3 и 4 подшипника в соответствии с описанием к рис. 1 и цилиндрических роликов в указанных значениях диаметра d_р и длины l_робеспечивает полное их сочленение на всей ширине поверхностей качения подшипника. Отмеченное иллюстрирует рис. 5 макета подшипника.

а	б
а) внешний вид подшипника с вырезом части наружного кольца; б) поперечный разрез подшипника Рисунок 5. Роликовый подшипник с поверхностями качения в виде эквидистантных поверхностей однополостного гиперболоида и цилиндрическими роликами

Правомерность указанного заключения иллюстрируют также фотографии 1 и 2 макета подшипника отмеченных размеров, изготовленного из пластмассы. На фотографии, рисунок 6:а) приведен вид с торца подшипника, на фотографии б) – расположение одного из роликов подшипника по углу его наклона.

а

б

а) вид с торца; б) вид с торца по направлению одного из роликов подшипника Рисунок 6. Фотографии макета подшипника, изображенного на рис. 5 (но без внутреннего отверстия)

Изготовление макета подтвердило хорошее сочленение роликов с поверхностями качения подшипника.
В начале статьи было отмечено, что разработка настоящего подшипника в частности обусловлена потребностью в них клетей листопрокатных станов. Сказано также, что подшипниковая опора валков этих клетей обычно многорядная (до четырех рядов подшипников).
В многорядной компоновке рассмотренных подшипников целесообразно использовать отмеченное свойство однополостного гиперболоида иметь два семейства прямолинейных образующих (6 и 7 на рис. 1, 12 и 13 на рис. 7), целиком лежащих на поверхности гиперболоида. Использование этого свойства позволяет компоновать четырехрядную опору прокатного валка из полностью одинаковых подшипников, способную воспринимать разнонаправленные осевые нагрузки.

I-IV – оси симметрии подшипников; P – усилие прокатки, действующее на подшипниковую опору.1 – бочка валка; 2 – шейка валка; 3 – цилиндрический ролик подшипника качения; 4 и 5 – поверхности качения роликов в виде поверхности однополостного гиперболоида 5 и эквидистантной ей поверхности 4; 6 – внутреннее и наружное кольца подшипника; 7 – подушка валка; 8, 9 и 11 – дистанционные кольца; 10 – центральная ось симметрии валка; 12 и 13 – расположение осевых линий цилиндрических роликов качения подшипниковРисунок. 7. Схема опоры прокатного валка, содержащей четыре подшипника с поверхностями качения цилиндрических роликов в виде однополостного гиперболоида

Для реализации этих положений подшипниковую опору листопрокатных клетей целесообразно укомплектовать подшипниками таким образом, что цилиндрические ролики подшипника с осью симметрии I на рис. 6 контактируют с одним семейством прямолинейных образующих 13, а в подшипнике с осью симметрии II – с другим семейством прямолинейных образующих 12. Отметим, что расположение рядов I – IV в подшипниковой опоре с отмеченным различием контакта их роликов может быть произвольным, но предпочтительно подшипники с одинаковым расположением роликов располагать в опоре рядом.
Существенным для разработанной опоры валков листопрокатных клетей, содержащей четыре ряда подшипников, является возможность применения для подшипниковой опоры на рис. 6 полностью одинаковых деталей, так как различие в их восприятии осевой нагрузки обеспечено использованием свойства однополостного гиперболоида иметь два семейства прямолинейных образующих.

Вывод. Предложена подшипниковая опора прокатных валков, содержащая на валу подшипники качения с цилиндрическими роликами, обеспечивающими восприятие больших радиальных и существенных осевых нагрузок. Основу предложения составляет применение в роликовом подшипнике дорожек качения в виде поверхности однополостного гиперболоида. Использование разработанной опоры наиболее эффективно в многорядных подшипниковых опорах валков листопрокатных клетей горячей и холодной прокатки, а также в других случаях необходимости использования радиальных роликовых подшипниковых опор, воспринимающих значительные осевые нагрузки.

Библиографический список

1. Королев А.А. Механическое оборудование прокатных и трубных цехов. Учебник для вузов. – 4е изд. – М.: Металлургия, 1987. 480 с.
2. Перель Л.Я., Филатов А.А. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор: Справочник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. Машиностроение, 1992. – 668 с.: ил.
3. Патент № 2585437. РФ, F16C19/22. Хлопонин В.Н., Романцев Б.А., Гончарук А.В. Роликовый подшипник. Бюлл. № 15 от 27.03.16.
4. Бронштейн И.Н. и Семендяев К.А. Справочник по математике. Издание шестое, стереотипное. Госиздат научно-технической литературы. М., 1956, с. 228-231.

---

Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «irishka2910»

Подшипник NUP2309 или 92609 | Цены на подшипники

Описание, размеры и характеристики

Внутренний диаметр	45 мм
Наружный диаметр	100 мм
Ширина	36 мм
Макс. частота вращения	8500 об./мин.
Динам. грузоподъемность	153 KN
Статич. грузоподъемность	160 KN
Масса (вес)	1,36 кг.

В таблице приведены параметры (по ISO) роликового однорядного подшипника качения NUP2309, смазываемого жидким минеральным маслом (в случае применения густой консистентной смазки предельное число оборотов будет меньше примерно на 15 %).

Фото и чертеж подшипника NUP2309 ETVP (ECP, ET, W, ECM, EM)

Фото	Чертеж

Изделия данной конструкции обладают высокой радиальной грузоподъемностью и относительно высокой максимальной скоростью вращения. Роликоподшипники серии NUP имеют внутреннее однобортовое кольцо (выдвигается в одну сторону) и фиксированную с двух сторон бортами наружную обойму – они способны компенсировать осевое смещение вала относительно корпуса без увеличения трения при вращении. В комплекте идет также плоское упорное кольцо для фиксации на валу. Максимальная температура эксплуатации в случае комплектации сепаратором из полиамида – 120°C, стали и латуни – выше.

Аналоги и замены

Номер отечественного аналога по ГОСТ – 92609. В нашей стране изделие выпускалось и продолжает выпускаться в Ростове-на-Дону на 10 ГПЗ – модификация 92609ЛМ (с латунным сепаратором) и реализуется как с хранения (значительно дешевле), так и новая.

В продаже помимо таких подшипников можно найти различные китайские варианты под нашей маркировкой, как подделки, так и продукцию, выпущенную под заказ различных держателей торговых марок “под Россию” – 92609КМ (стальной сепаратор) и 92609Л (латунный).

Роликоподшипник NJ2309 при тех же размерах 45*100*36 и параметрах имеет два борта на внешней обойме и один на внутренней, но без упорного кольца. Есть также модификация NU2309.

Дополнительные обозначения (отличаются у разных марок) подшипника NUP2309 (92609)

• P, TVH, TVP2, TVP3 – полиамидный сепаратор (Е по ГОСТ)
• W, J – стальной штампованный сепаратор (КМ по ГОСТ)
• С3 – увеличенный радиальный зазор (70- перед номером по ГОСТ)
• EC, E, XL – оптимизированная внутренняя конструкция (увеличенное число роликов и улучшенный контакт), принадлежность к серии X-Life
• М, G1 – латунный сепаратор (Л по ГОСТ)

Цены разных производителей

Цены указаны ориентировочные, в долларах США (для сохранения актуальности информации при изменениях курса рубля), на них можно рассчитывать если подшипники планируется купить оптом для организаций (почти в любом магазине будет дороже минимум на 30%, если это не неликвид или подделка). Они сильно зависят от материала сепаратора – по умолчанию указаны для полиамидного (в скобках указаны другие варианты). Рекомендуем осознанно относиться к подбору производителя, ориентируясь на отзывы и репутацию марок, а не на заявляемую в паспорте и сертификатах страну происхождения.

*Во избежание приобретения подделок покупайте импортные подшипники только в оригинальных персональных упаковках (со штрих-кодом или голографической наклейкой)! NEUTRAL – китайские подшипники без клейма производителя.

Дешевые марки

Марка	SKF, FAG, NACHI, NSK	SKF, FAG, NACHI, NSK (M)	NEUTRAL	CX	10ГПЗ (Л)
Страна	поддельные	поддельные	Китай	Китай Польша	USSR
Цена, $	23,3	48,2	5,6	17,8	10,0

Качественные марки

Марка	FBJ	URB (M)	10ГПЗ (Л)	NKE	NSK KOYO	NTN (ET2U)	FAG	SKF
Страна	Китай Япония	Румыния	РФ	Китай Австрия	Япония	Япония	Германия	Швеция
Цена, $	26,6	41,5	17,5	71,4	68,6	74,4	88,6	97,0

Производители расположены в приблизительном порядке повышения качества. Исходя из того, в каком узле планируется эксплуатация изделия и какие будут нагрузки, следует определяться с маркой. Если подшипник должен быть максимально надежным, лучше всего выбирать самый дорогой импорт. Если скорости и нагрузки минимальные – подойдут дешевые.
Подшипник NUP2309 применяется ограниченно, купить его из складского наличия в РФ можно только в больших городах. Дороже указанных цен получится купить этот тип “под заказ” в мелких региональных фирмах (посредники) или магазинах, так что в целях экономии средств уточняйте возможную стоимость и наличие у крупных компаний-импортеров торгующих оптом (или их дилеров), располагающихся в таких городах как Москва, Санкт-Петербург, Челябинск, Екатеринбург, Нижний Новгород, Новосибирск, Самара, Ижевск, Уфа, Набережные Челны, Волгоград, Курск, Таганрог и некоторых других.

Смазка подшипников качения для критических условий работы

Консистентная смазка — это наиболее распространенный тип смазки, используемый сегодня для смазки подшипников качения. Таким образом смазываются около 90 процентов всех подшипников. Важно правильно выбрать пластичную смазку в соответствии с конкретными требованиями и рассчитать срок службы смазки. Для точного расчета срока службы смазки необходимо знать и применять ограничивающие факторы. Правильный расчет обеспечит минимальное количество смазки (MQL).

Шариковые и цилиндрические роликоподшипники, используемые в электродвигателях, являются примером подшипников качения с MQL. Однако, если эти типы подшипников будут подвергаться отрицательным воздействиям, эффективный срок службы смазки может быть быстро сокращен и может произойти повреждение подшипников.

В этой статье обсуждаются некоторые из этих негативных влияний и их последствия на основе практических примеров. Практическое значение будет представлено через проблему непрерывности электрического тока (токи подшипников или искровая эрозия подшипников) и влияние на смазку и подшипники качения.

Консистентная смазка подшипников качения

Консистентная смазка для подшипников качения состоит из загустителя, масла и отобранных присадок для улучшения желаемых свойств. Фактическая смазка для подшипников качения — это масло, которое может быть минеральным, полностью синтетическим или их смесью.

К этим маслам добавляются различные типы присадок, которые влияют на свойства коррозионной стойкости и / или создают слои, защищающие поверхность металла в экстремальных условиях.Добавки также улучшают вязкость при различных температурах.

Задача загустителя — впитывать масло и в небольших количествах выделять его на несущий элемент в течение длительного периода.

На практике для смазки подшипников качения используется всего несколько граммов консистентной смазки, и этого количества обычно хватает на долгое время. Следовательно, особенно важен точный расчет срока службы смазки.

Расчет срока службы смазки

Срок службы пластичной смазки для подшипников качения зависит от выбора пластичной смазки, типа подшипника, условий работы и воздействия окружающей среды.

Основу для расчета срока службы пластичной смазки можно увидеть на общепринятой диаграмме (рисунок 2).

На этой диаграмме показано противопоставление того, что часто называют «универсальной смазкой» (литиевая смазка на основе минерального масла, консистентная смазка A), и кривой срока службы высококачественной синтетической смазки на основе сложного эфира на основе сложного эфира на основе полиуретана (консистентная смазка B). .

Преимущества синтетических масел, загущенных полимочевиной, возрастают при повышении температуры.Срок службы смазки в них в 20 раз выше, чем у стандартных пластичных смазок, в зависимости от температуры. Это означает, что пользователь может увеличить запас прочности на случай повреждения подшипников, вызванного смазкой, и одновременно увеличить интервалы замены смазки.

Так называемое значение типа подшипника (kf) предполагает фактическую конструкцию смазываемого подшипника. Этот коэффициент может иметь значения от 0,9 до 10 для кинематически простых шарикоподшипников.

Для кинематически сложных подшипников (например, осевых цилиндрических роликоподшипников с высоким трением скольжения) коэффициент kf может достигать значений до 90.Чем больше число, тем больше площадь поверхности и большее общее напряжение, прикладываемое к маслу и матрице загустителя. Сферические роликоподшипники, как категория, имеют тенденцию оказывать наибольшее давление на консистентные смазки.

Коэффициент скорости n * dm (об / мин * средний диаметр подшипника) является классификационным числом для скорости вращения подшипника качения и зависит от условий эксплуатации.

Таким образом, уже можно узнать доступный срок службы конкретного типа используемой смазки, хотя это только теоретическое значение.В следующем расчете необходимо учитывать факторы, влияющие на фактическое приложение, и оценивать их важность.

tfq = tf * f1 * f2 * f3 * f4 * f5 * f6
tfq… Практический срок службы смазки в часах
tf… срок службы смазки из рисунка 2
f1… f6… влияющие факторы

Эти факторы отражают известные негативные влияния на срок службы смазки для роликовых подшипников, которые сокращают срок службы смазки в соответствии со значениями, показанными на Рисунке 2.

Факторы влияния

Необходимо учитывать влияние загрязнения (f1), вибрации (f2), повышенной температуры подшипника (f3), высокой нагрузки на подшипник (f4) и циркуляции воздуха (f5) на подшипнике или вокруг него.

Значения могут легко варьироваться от 0,1 до 1 (нет влияния), что означает, что результат фактического расчета сильно зависит от уровня опыта человека, оценивающего значения факторов.

Структурные факторы (f6) также могут значительно сократить срок службы смазки.Например, направление сборки подшипника (горизонтальное, вертикальное или угловое) важно для интервала повторного смазывания. Из-за различного влияния центробежных сил на смазку необходимо учитывать ведомую дорожку качения подшипника (вращающегося IR или OR).

Диапазоны коэффициента уменьшения должны выбираться из диапазона. По мере того, как условия становятся более суровыми, значение коэффициента становится меньше, что сокращает расчет срока службы смазки. Опыт играет ключевую роль в точной оценке.

f1 = Окружающая среда, степень загрязнения (от 0,1 до 0,9)
f2 = Динамика нагрузки, удары (от 0,1 до 0,9)
f3 = Температура подшипника (от 0,1 до 0,9)
f4 = нагрузка на подшипник (от 0,1 до 1,0)
f5 = воздушный поток (от 0,1 до 0,7)
f6 = Тип установки, центробежная энергия (от 0,5 до 0,7)

Хотя коэффициенты понижения 1, 2, 5 и 6 основаны на эмпирических значениях, температура подшипника (3) и нагрузка (4) могут быть отнесены к химико-физическим связям и зависят от типа смазки.

Для стандартной консистентной смазки (литиевое мыло и минеральное масло) термическое старение непропорционально возрастает после любого повышения температуры выше 140 ° C. Срок службы смазки сокращается почти до нуля, когда она достигает точки каплепадения примерно при 190 ° C. Можно было ожидать повышенного отделения масла и, из-за увеличенной циркуляции, заметного увеличения скорости окисления.

Когда консистентная смазка достигает точки каплепадения, происходит необратимое и самопроизвольное вытекание масла, и консистентная смазка теряет свои свойства.Срок службы смазки также снижается при экстремально низких температурах, но это невозможно измерить с той же конфигурацией испытательного стенда. Следовательно, можно определить факторы срока службы пластичной смазки на основе характеристик в диапазоне температур.

Подшипники с консистентной смазкой в ​​электродвигателях

Смазанный роликовый подшипник в электродвигателе предлагается для демонстрации возможного срока службы смазки. В общем, подвеска роторов с помощью смазываемых консистентной смазкой роликовых подшипников широко используется и хорошо известна, а также является хорошим примером подшипников, подверженных различным влияющим факторам.

С появлением современных технологий преобразования частоты было обнаружено дополнительное отрицательное влияние на срок службы подшипников, которое продолжает вызывать отказы: токи в подшипниках.

Обычно подшипники качения в электрических машинах подвергаются минимальной нагрузке, при этом типичная нагрузка составляет от P / C = 0,05 до C / P = 20. Нагрузка по отношению к несущей способности подшипника настолько минимальна, что возможно достижение максимального диапазона выносливости.

В действительности, отказы подшипников все еще происходят через 15 000–20 000 часов с этим типом подшипников.При правильном повторном смазывании срок службы смазки может быть согласован с оптимальным сроком службы подшипников и, таким образом, легко достичь 100 000 часов и более.

В стратегиях планового профилактического обслуживания электродвигатели часто заменяют через два-три года эксплуатации. Интервал определяется множеством факторов, но обычно это связано с предыдущим жизненным циклом приложения. Ремонт двигателя требует времени, является дорогостоящим и представляет повышенный риск с каждой новой установкой.

В новом оборудовании современные методы преобразования частоты, такие как высокочастотные двигатели с регулируемой скоростью, регулирование скорости двигателя, увеличение скорости и увеличение продолжительности рабочего времени, имеют различные эффекты, сокращающие срок службы (см. Врезку). Более высокая скорость электродвигателя приведет к повышенным температурам подшипников, подвергая смазку более сильным центробежным силам.

Эти центробежные силы удаляют масло с контактных поверхностей в то время, когда это наиболее важно для функционирования и выживания подшипников.Это может привести к преждевременному старению (окислению и затвердеванию) из-за чрезмерной нагрузки на рабочие характеристики пластичных смазок общего назначения.

Экстремальные температуры подшипников 212 ° F (100 ° C) могут вызвать испарение масла, конденсацию и проблемы со стабильностью смазки и подшипника. В последние годы к этим проблемам добавилось увеличение количества отказов из-за электрической дуги (высокочастотный переменный ток, проходящий между ротором и рамой через подшипник) в высокочастотных приводах.

При переключении прямоугольного напряжения возникают гармоники в МГц-диапазоне, которые невозможно изолировать с помощью обычных изоляционных материалов. Обычные меры, применяемые производителями подшипников (изоляция поверхности кольца подшипника керамическим слоем толщиной примерно 100 микрон), уже не приносят успеха. Эти методы эффективны только при работе с постоянным током (DC) или низкочастотным переменным током (AC).

Предполагается, что в этих высокочастотных токах остается так много энергии, что происходит заземление через смазочную пленку, и элемент и смазка повреждаются.Это влияние не принимается во внимание в современных расчетах и, в свою очередь, привело к повреждению подшипников в современных машинах, использующих методы преобразования частоты для регулирования скорости.

Распознавание влияний окружающей среды (f1 и f3) и выбор надлежащим образом сокращенных факторов жизненного цикла могут способствовать преодолению дугового напряжения на элементе. Владелец оборудования может помочь компенсировать влияние загрязнения и температурных загрязнителей, которые будут присутствовать в этих обстоятельствах, уменьшив их количество при увеличении частоты пополнения смазочного материала в процессе эксплуатации.

Неисправности подшипников

Наблюдается сильное окисление и затвердевание смазки, возникающее в результате высокотемпературного напряжения, вызванного электрическим заземлением (дуговым разрядом). Потеря смазочного материала вызывает смешанное трение и износ в зоне контакта роликов.

Тот факт, что подшипник не может быть легко заменен снаружи, играет решающую роль в возможном отказе элемента. Вновь добавленная смазка не может вытеснить уже имеющуюся затвердевшую и окисленную смазку и делает замену смазки невозможной.При нормальных интервалах повторного смазывания отказ подшипника неизбежен (рисунки с 3 по 8).

Рис. 3. Состаренная смазка между сепаратором и IR

Рисунок 4. Повторное смазывание невозможно

Рисунок 5. Смешанная смазка в CRB

Рисунок 6. Повреждения из-за плохой смазки

Рисунок 7. Вода извне

Рисунок 8.Проблема конденсированной воды

Как уже упоминалось, наблюдается заметное увеличение повреждения электрическим током из-за высокочастотного переменного тока. Тусклые коричневые дорожки качения и дорожки на шаре или роликах являются типичными (рис. 9–14).

Рис. 9. CRB-Внешнее кольцо коричневого цвета

Рис. 10. Мяч с коричневыми полосами

Рис. 11. Повреждение радиального шарикоподшипника

Рисунок 12.Изображение SEM, показывающее гонку

Рисунок 13. Поврежденный CRB Причитающийся ток

Рисунок 14. Поврежденная смазка

Как показано на Рисунке 12, реальный кратер электрического тока невелик и может быть идентифицирован только с помощью SEM. Сегодня типичный диаметр почти круглых кратеров, присутствующих в большинстве распространенных отказов, составляет от 1 до 4 мкм.

Практика показывает, что несущие поверхности будут повреждены даже при минимальной нагрузке.Эти дуги также приводят к катастрофическому старению смазки в зоне контакта качения, вызванному окислением, что значительно сокращает срок службы смазки (Рисунки 13 и 14).

В точках контакта роликов испорченная смазка больше не может эффективно смазывать, в то время как внешние части подшипника удерживают свежую смазку.

Это состояние иногда называют недостаточным смазыванием, что может быть точным описанием вторичного механизма отказа, но не обязательно является основным фактором отказа.Корректирующие меры обычно не приносят успеха, если действительная причина не определена и не исправлена ​​правильно.

Рис. 15. Типичный рисунок рифления
(Предоставлено MH Electric Motor and Control Corp.)

Последняя стадия характеризуется типичным рисунком канавки из-за наличия подшипниковых токов (рис. 15).

Рисунок 16. DuoMax 160

Смазка роликовых подшипников консистентной смазкой — обычная практика для долговременной смазки.Для достижения ожидаемого срока службы особое внимание следует уделять правильному расчету срока службы смазки. Устранение ряда влияющих факторов может значительно сократить срок службы смазки. Современные электродвигатели с преобразователями частоты для регулирования скорости вращения сталкиваются с повышенными проблемами из-за подшипниковых токов в точках контакта качения.

Эти токи приводят к поверхностям подшипников качения, которые повреждаются микрократерами после термического разрушения смазки в точках контакта с металлом небольшими электрическими дугами.Это конкретное сокращение срока службы пластичной смазки еще не учитывалось при обычных расчетах срока службы пластичной смазки. Отказ из-за подшипниковых токов продолжает расти в связи с частым использованием современной приводной техники для управления двигателями.

Преобразователи IGBT

Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) появились на рынке в 1990-х годах. Они представляют собой огромное усовершенствование технологии привода, увеличивая частоту коммутации до 20 кГц, уменьшая гармоники и слышимый шум. Однако недавно стало очевидно, что эти улучшения были куплены дорогой ценой: технология IGBT воскресила проблемы с подшипниками из-за электрического разряда, создав новую проблему для производителей электродвигателей. Механизм переключения инвертора также создает так называемое синфазное напряжение. Из-за высоких частот переключения инверторов IGBT паразитные емкости между обмоткой статора и статором, а также между обмоткой ротора и статора становятся актуальными.

Основные причины выхода из строя роликовых подшипников и средства их предотвращения

Историки полагают, что различные формы элементов подшипников качения существовали веками и, вероятно, использовались для помощи рабочим при строительстве египетских пирамид. Один из самых ярких примеров раннего использования появился в 1929 году. Римские корабли первого века были извлечены со дна итальянского озера Неми. ¹ Ученые исследовали круглую платформу со свинцовыми шарикоподшипниками и полагают, что механизм был разработан для вращения статуи в натуральную величину на одном из кораблей.

Сегодня механизмы на роликовых подшипниках используются в тысячах промышленных, автомобильных, морских и авиакосмических приложений. Будь то цилиндрические, сферические, зубчатые, конические или игольчатые, роликовые подшипники уменьшают трение вращения и поддерживают радиальные и осевые нагрузки (см. Рисунок 1).

Рисунок 1. Формы подшипников: a) радиальный шарикоподшипник, b) радиально-упорный шарикоподшипник, c) самоустанавливающийся шарикоподшипник, d) цилиндрический роликоподшипник, e) конический роликоподшипник,
f) сферический роликоподшипник, g) игольчатый роликоподшипник, h) упорный шарикоподшипник. Иллюстрации из каталога подшипников SKF.Изображение любезно предоставлено Solano-Alvarez, Wilberth. (2015). Микроструктурная деградация подшипниковой стали, рис. 1. Формы подшипников: а) радиальный шарикоподшипник, б) радиально-упорный шарикоподшипник, в) самоустанавливающийся шарикоподшипник, г) цилиндрический роликоподшипник, д) конический роликоподшипник, е) сферический роликовый подшипник. подшипник, г) игольчатый роликоподшипник, з) упорный шарикоподшипник. Иллюстрации из каталога подшипников SKF. Изображение любезно предоставлено Solano-Alvarez, Wilberth. (2015). Микроструктурная деградация подшипниковых сталей, рис.2.https://www.researchgate.net/figure/Bearing-configurations-30-a-deep-groove-ball-bearing-b-angular-contact-ball_fig1_281127914 [по состоянию на 29 апреля 2019 г.]

Смазка имеет решающее значение для срока службы подшипников качения

Отказ подшипников качения может привести к остановке работающего оборудования и, возможно, всего производства. Роликовые подшипники требуют смазки для уменьшения трения металла о металл между областями контакта качения и скольжения. Если не выполнять задачи, связанные со смазкой, это может в конечном итоге привести к катастрофическому отказу оборудования.

Смазка помогает отводить тепло от подшипника, удалять частицы износа и загрязнения с поверхностей контакта качения, защищать от коррозии и улучшать сцепление с уплотнением подшипника.

Четыре основные причины выхода из строя роликовых подшипников связаны с плохой смазкой или ее отсутствием.

Загрязнение смазочного материала

Как показано на Рисунке 2, основная причина того, что подшипники качения не достигают ожидаемого срока службы, связана с загрязнением смазки частицами. Невооруженным глазом образец смазки может выглядеть чистым, но на самом деле он содержит крошечные загрязняющие вещества, вызывающие износ, в том числе грязь, пыль, песок, металлические осколки и другие элементы.Загрязняющие вещества могут повредить подшипники, что приведет к их преждевременному износу. Кроме того, как только роликовый подшипник получает повреждение, состояние обычно необратимо, и никакое техническое обслуживание, кроме замены, не может вернуть подшипник в исходное состояние.

Рис. 2. Основные причины выхода из строя роликовых подшипников. Любезно предоставлено Fluke Corporation Рисунок 2. Основные причины выхода из строя роликовых подшипников. Предоставлено Fluke Corporation

Частицы могут быть введены множеством способов, в том числе при производстве смазочных материалов.Количество мусора во вновь полученном масле или смазке может отличаться в 1000 раз. Большие количества могут содержать даже большие количества. Частицы также могут попадать во время обслуживания или замены или из-за износа, усталости, старения и дисбаланса, вызванного утечками, изношенными уплотнениями и другими нарушениями.

Четыре основных способа избежать загрязнения частицами включают:

1. Приобретайте смазочные материалы у уважаемой компании. Информация о продукте должна быть легко доступна, включая спецификации.В зависимости от приложения доказательства должны показать, что стандарты, такие как IEC, ASTM, ISO или DIN, актуальны.
2. Храните смазочные материалы в помещении вдали от источников тепла и других возможных источников загрязнения. Положите барабаны горизонтально. Выбирайте использование смазочного материала на основе даты покупки, т. Е. От самой старой до самой новой.
3. Испытательное оборудование на наличие дисбаланса, перекоса и других условий. Используйте анализ вибрации, термографию и другие методы профилактического обслуживания, чтобы предотвратить износ.
4. Убедитесь, что смазка чистая.При замене смазки или масла оборудование также должно быть чистым.

Индикаторы выхода из строя подшипников

Стратегии регулярного профилактического обслуживания (PM) и профилактического обслуживания (PdM) могут помочь поддерживать подшипники в рабочем состоянии. Несмотря на то, что они рассчитаны на длительный срок службы, роликовые подшипники не могут вращаться вечно. Рано или поздно они испытывают материальную усталость.

Доказательства проблем с подшипниками проявляются во многих формах, в том числе:

• Обработка канавок: Загрязнения, застрявшие в мягком материале сепаратора, могут прорезать канавки в телах качения.Создает неправильную геометрию контакта качения. Уменьшает срок службы подшипников.
• Шум: Повреждение подшипника можно определить по необычному, но характерному шуму с помощью звуковых приборов во время работы.
• Пилинг: вызывается микротрещинами. Состояние состоит из небольших участков отслаивания из-за недостаточной смазки или проникновения посторонних предметов.
• Отслаивание: Язвенная коррозия или отслаивание материала подшипника. В первую очередь происходит на гонках и телах качения. Всегда сопровождается увеличением вибрации.Состояние будет распространяться по мере продолжения эксплуатации.
• Перегрев: изменение цвета колец тел качения и сепараторов с золотого на синий. Температуры выше 400 ° F могут привести к отжигу металлов колец и тел качения, снижению несущей способности и преждевременному выходу из строя. Высокие температуры также могут ухудшить или разрушить смазку.
• Точечная коррозия: Небольшие участки отслаивания или отслаивания, вызванные микротрещинами. Состояние может быть вызвано проникновением посторонних предметов или недостаточной смазкой.
• Вибрация: Неровности подшипников можно анализировать путем измерения вибрации работающей машины с помощью анализатора частотного спектра для расчета величины вибрации и частотного распределения.Результаты испытаний помогают определить вероятную причину неисправности подшипника.

Преждевременный выход из строя роликовых подшипников

Обучение поиску и устранению неисправностей подшипников является важной частью любой программы технического обслуживания. 13% отказов промышленных двигателей происходят из-за выхода из строя подшипников. Причем 60% поломок оборудования связаны с износом подшипников.

Большинство дефектов возникает из-за сочетания режимов отказа, и каждый отказ обычно возникает из-за сочетания причин.

Таблица 1.Причины, признаки и способы устранения преждевременного выхода из строя роликовых подшипников Таблица 1. Причины, признаки и способы устранения преждевременного выхода из строя роликовых подшипников

Вибрация: главный фактор выхода из строя подшипников

Обычно перед выходом из строя подшипников проблема проявляется в виде вибрации. Например, роликовые подшипники будут вызывать вибрацию каждый раз, когда они проходят через поврежденное или изъеденное дорожкой качения роликового подшипника. Не будучи вредным или инвазивным, анализ вибрации дает наиболее подробную информацию о том, что происходит внутри оборудования, обнаруживая незначительные изменения ускорения, направления или скорости, которые могут указывать на износ подшипников, ошибку установки или другие механические проблемы.

Беспроводные датчики вибрации для мониторинга состояния, установленные на корпусе подшипника, могут предоставить бригаде по техническому обслуживанию необходимые данные. Технологически продвинутые инструменты могут помочь в дальнейшем выявлении более сложных проблем, которые могут проявиться в общем анализе вибрации. Затем его можно использовать, чтобы решить, требуется ли дополнительный анализ и требуется ли повторное смазывание, ремонт или замена.

Инфракрасная (ИК) термография

также может использоваться для анализа масла, чтобы определить, присутствуют ли в подшипнике качения частицы износа или другие проблемы, вызывающие загрязнение.Для безопасного мониторинга состояния оборудования можно установить тепловизионные датчики. Измерения производятся на расстоянии и загружаются в облако, где технические специалисты могут просматривать их на интеллектуальном устройстве, таком как мобильный телефон, планшет или компьютер. Затем данные могут отслеживать изменения температуры с течением времени и помочь определить, работают ли подшипники оптимально или готовятся к выходу из строя.

Увеличение срока службы роликовых подшипников с помощью стратегий PM и PdM

К счастью, благодаря профилактическому обслуживанию роликовые подшипники имеют больше шансов полностью раскрыть свой потенциал.Когда инструменты профилактического обслуживания, такие как датчики вибрации, интегрированы с программным обеспечением для управления техническим обслуживанием компьютеров (CMMS), группы технического обслуживания могут устанавливать допустимые границы для работы оборудования, импортировать и просматривать непрерывные показания и графики результатов. Кроме того, систему можно настроить так, чтобы она автоматически отправляла электронное письмо или генерировала заказ на работу, если оборудование превышает параметры. Благодаря облачным технологиям, группы обслуживания и надежности (M&R) могут просматривать данные в реальном времени из любого места и в любое время.

Преждевременный выход из строя роликовых подшипников может повлиять на бизнес, окружающую среду и персонал — если подшипник вызовет взрыв. Даже самая обширная программа технического обслуживания может привести к необнаруженным неисправностям, что приведет к неожиданным сбоям. Тем не менее, благодаря надлежащему уходу и с помощью стратегий упреждающего технического обслуживания специалисты по техническому обслуживанию и ремонту могут дополнительно обеспечить надежность роликовых подшипников.

Список литературы

1. Britannica, T. E. (2011, 9 июня). Озеро Неми.Получено с https://www.britannica.com/place/Lake-Nemi.

Джон Бернет Флюк

Джон Бернет, специалист по механическому оборудованию и продукции в Fluke Corporation, работает с клиентами из всех отраслей, чтобы помочь им успешно реализовать свои программы обеспечения надежности. Он бывший электрик атомной электростанции ВМС США и имеет более чем 30-летний опыт обслуживания и эксплуатации коммерческого оборудования. Бернет имеет сертификат специалиста по анализу вибрации категории II и сертифицированного специалиста по надежности технического обслуживания (CMRP).

Руководство по выбору сферических роликоподшипников: типы, характеристики, применение

В сферических роликоподшипниках

используются два ряда уменьшающих трение бочкообразных роликов, расположенных между наружным кольцом со сферической дорожкой качения и внутренним кольцом, состоящим из двух наклонных дорожек качения. Эти подшипники ценятся за их способность компенсировать перекосы и ударные нагрузки из-за геометрии дорожек качения и используются во многих промышленных приложениях, работающих в тяжелых условиях.

Операция

Уникальная конструкция дорожек качения является наиболее отличительной особенностью сферических роликоподшипников.Внутренняя часть внешней дорожки качения выполнена с вогнутой выемкой, а внешняя часть внутренней дорожки качения имеет выпуклый выступ. Два ряда бочкообразных роликов удерживаются вместе сепаратором или сепараторами таким образом, чтобы они дополняли форму этих дорожек качения. В результате получается подшипник с исключительной радиальной нагрузкой, который также может выдерживать осевые нагрузки, перекосы или удары, поскольку подшипники постоянно меняют ориентацию относительно сферической дорожки качения наружного кольца.В отличие от многих других типов подшипников, сферические роликоподшипники не подлежат разборке.

Этот тип подшипника может устанавливаться индивидуально, но также обычно устанавливается в идентичных парах для опоры вала и оси, при этом один из подшипников фиксируется в осевом направлении, а другой устанавливается со свободной посадкой, чтобы он мог плавать по валу. Если внутреннее кольцо вращается, его следует устанавливать с натягом, поскольку установка с неплотной посадкой может привести к проскальзыванию подшипника, износу вала и увеличению вероятности попадания посторонних предметов из окружающей среды.Во вращающихся наружных кольцах также должна использоваться посадка с натягом между наружным кольцом и корпусом по аналогичным причинам. Стационарные наружные кольца выигрывают от свободной посадки, что позволяет производить сборку и осевое перемещение, в то время как стационарные внутренние кольца зависят от нагрузки и технических характеристик приложения.

Видео предоставлено: RAS Bearings / CC BY-SA 4.0

Сферические роликоподшипники часто используются в сложных условиях эксплуатации в суровых условиях, особенно в тех случаях, когда сложно установить соосность корпуса или ожидается некоторый прогиб вала.Если ролики и дорожки качения стабилизированы по размерам и подвергнуты термообработке, сферические роликоподшипники могут оставаться эффективными при температурах до 500 ° F. Подшипники могут изготавливаться с очень высокой точностью вращения, а также с уменьшенными допусками на отверстие и диаметр для использования при вибрационных и ударных нагрузках. Сферические роликоподшипники часто используются в редукторах, литейщиках, железнодорожных транспортных средствах, конвейерах для горных пород, промышленных вентиляторах и стержневых мельницах. В связи с этими типичными условиями применения сферические роликоподшипники производятся с очень долгим сроком службы и производятся с встроенными уплотнениями.

Эффективность сферического роликоподшипника в конкретной области применения определяется несколькими факторами, в том числе:

Минимальная загрузка приложения. Для работы на высоких скоростях и стабильном ускорении и замедлении подшипник должен иметь минимальную осевую нагрузку на ролики. Это предотвращает повреждение клетки из-за сил инерции, а также скольжения или чрезмерного трения. Требуемая минимальная нагрузка может быть уменьшена за счет использования качественной смазки.

Рабочая температура — это диапазон температур окружающей среды, в котором подшипник работает наиболее надежно. В условиях низких температур вязкость смазочного материала увеличивается, что требует более высокой минимальной нагрузки. Рабочие температуры сферических роликоподшипников особенно высоки, если процессы термической обработки выполняются на материалах подшипников.

Контрольная скорость — это скорость вращения, при которой тепло, создаваемое при вращении, эквивалентно теплу, выделяемому смазкой и геометрией подшипника.

Предельная скорость — это максимальное число оборотов в минуту, при котором подшипник рассчитан на работу. Это определяется: прочностью сепаратора подшипника, качеством смазки, центробежными и вращательными силами, точностью изготовления подшипника и характеристиками смазки.

Срок службы подшипника

Срок службы подшипника определяется количеством часов или оборотов до того, как подшипник испытает механическую усталость. Прежде чем рассчитать срок службы подшипника, необходимо найти эквивалентную динамическую радиальную нагрузку подшипника, которая представляет собой единственное значение, учитывающее как осевые, так и радиальные напряжения.

Динамические радиальные нагрузки на подшипник

Где:

P _r = эквивалентная динамическая радиальная нагрузка

F _r = приложенная радиальная нагрузка

F _a = приложенная осевая нагрузка

X = коэффициент динамической радиальной нагрузки (указывается в документации на подшипник)

Y = коэффициент динамической осевой нагрузки (указывается в документации на подшипник)

На основании этого можно определить срок службы подшипника.

Оборотов	Часы работы

Где:

n = рабочая скорость подшипника (об / мин)

Типы

Разнообразие сферических роликоподшипников сравнительно ограничено, единственными заметными отличиями являются конструкции внутреннего кольца, роликов и корпуса подшипника, подходящие для конкретного применения.

Суровые условия

Сферические роликоподшипники с уплотнением для предотвращения проникновения загрязняющих веществ при работе, когда подшипник может подвергаться воздействию грязи, мусора, жидкостей или экстремальных температур. Такие подшипники требуют минимального обслуживания, а герметичные подшипники, рабочая температура которых не превышает 160 ° F, имеют неподвижное внешнее кольцо и не превышают 50% предельного числа оборотов в минуту, обычно не требуют повторного смазывания в течение срока их службы. Герметичные подшипники имеют специальные отверстия на внешней дорожке качения на тот случай, если подшипник нуждается в дополнительной смазке, и их также можно использовать для промывки подшипника от загрязнений.Герметичные подшипники не обладают такими скоростными или температурными характеристиками, как открытые подшипники.

Вибрация и удары

Сферические роликоподшипники, которые ценятся за их самоустанавливающиеся свойства при высоких нагрузках, имеют упрочненное направляющее кольцо, центрированное на внешней дорожке качения, чтобы удерживать усиленный сепаратор подшипника. Ролики обычно усилены, чтобы выдерживать динамические ускорения, эксцентрические и линейные, которым они часто подвергаются. Для этого типа сферических роликоподшипников используются сепараторы оконного типа.

цилиндрический роликовый подшипник

В самоустанавливающемся подшипнике этого типа используется только один ряд тел качения, хотя он сохраняет вогнутый профиль внешней дорожки качения и прочный сепаратор. Сами ролики более выпуклые, чем цилиндрические ролики, используемые в сферических конструкциях, отсюда и название цилиндрические ролики. Внутренняя дорожка качения обработана с учетом этого уникального профиля ролика, а также содержит фланцы для внутренних компонентов подшипника. Подшипники с цилиндрическими роликами могут выдерживать очень высокие радиальные нагрузки, но почти не выдерживают осевых нагрузок.

Компоненты

Ролики подшипника являются несущими элементами устройства и позволяют внутренним и внешним дорожкам качения вращаться с минимальным трением. За исключением цилиндрических роликоподшипников, все сферические роликоподшипники содержат два ряда роликов.

Сепаратор сферического роликоподшипника испытывает значительные силы инерции, трение и нагрузку, а эффективность сепаратора во многом зависит от общей производительности подшипника.Клетка предназначена для равномерного размещения роликов для обеспечения равномерного распределения нагрузки; направлять ролики по ненагруженным участкам дорожки качения; и уменьшить трение на высокой скорости благодаря самосмазывающимся свойствам конструкции и материала подшипника. Обычные материалы для конструкции клетки включают латунь, сталь, полиамид и листовую сталь. Клетки могут иметь цельную конструкцию, соединенные друг с другом пары или пары с примыканием друг к другу. Для сферических роликоподшипников существует три типа конструкции сепаратора:

• Сепараторы оконного типа обеспечивают высокую скорость вращения подшипников с точностью, низким коэффициентом трения и высокой грузоподъемностью; симметричное распределение нагрузки при любых условиях; меньшие габаритные диаметры подшипников; улучшенный контроль ролика и температуры.
• Ребристые клетки не обеспечивают точность или несущую способность клеток оконного типа, но с меньшей вероятностью будут забиты попаданием мусора и имеют сравнительно низкую инерцию.
• Сепараторы со штифтами требуют наличия роликов с отверстиями и чаще всего используются в роликовых подшипниках большого размера, для которых требуется низкая инерция сепаратора, но большое количество тел качения.

Различная геометрия внутренней и внешней дорожек качения способствует самоустанавливающимся свойствам подшипника.Обычно внутреннее кольцо изготавливается с фланцем, вмещающим кольцо и подшипниковый узел в едином узле, что помогает при работе с высокими ускорениями и замедлениями. Также часто в центре внешнего кольца имеется направляющий канал или канавка для направления роликов и сепаратора при их вращении относительно внешней дорожки качения.

Смазка Отверстия , расположенные на внешней дорожке качения, позволяют при необходимости периодически смазывать подшипник.Эти отверстия также обеспечивают промывку подшипника, благодаря чему он способен смывать мелкие загрязнения с дорожек качения. Кольцевая канавка также способствует равномерному распределению смазки по окружности подшипника.

Отверстие сферического роликоподшипника может быть прямым или коническим. Конические отверстия полезны в сложных установках, поскольку сферические роликоподшипники нельзя разбирать, как многие другие типы подшипников.

Уплотнения (без изображения) являются дополнительным компонентом любого подшипника и могут быть реализованы различными способами для сферических роликоподшипников.Они используются для предотвращения попадания загрязнений и влаги в дорожку качения подшипника. Сферические роликоподшипники, в которых используются уплотнения, обычно несколько шире, чем их аналоги без уплотнений. Уплотнения могут выдерживать смещение 0,5 ° до того, как будет нарушена исключительная функция уплотнения, но часто ограничивают рабочую температуру и ограничивают скорость подшипника.

Стандарты

В дополнение к общим стандартам, которые охватывают все радиальные роликоподшипники, таким как ISO 15 и 492, Американская ассоциация производителей подшипников сформулировала стандарты, которые конкретно применяются к сферическим роликоподшипникам.

ABMA 12240 Размеры, допуски, зазоры для радиальных сферических роликоподшипников

ABMA 20 Метрическая конструкция сферических роликоподшипников

Ресурсы

SKF

Timken — Каталог сферических роликоподшипников (.pdf)

FAG — Специальные сферические роликоподшипники для вибрационного оборудования (.pdf)

Кредиты изображений

Ашока | Болгарская промышленность | SKF | Центральный подшипник | Тимкен | Цилиндрические роликоподшипники

Обзор типов и разновидностей для приложений движения

Основными компонентами радиального шарикоподшипника являются внешнее кольцо, внутреннее кольцо, сепаратор и шарики.
Изображение предоставлено: NTN Corporation

Подшипники вращения являются обычными компонентами систем движения. Они используются в редукторах, двигателях, шкивах, вентиляторах, насосах — практически каждый раз, когда вал вращается, вращающиеся подшипники используются для уменьшения трения и поддержки радиальных или осевых нагрузок.

Классификация подшипников вращения начинается с типа подшипника, который поддерживает нагрузку — шарикового или роликового. Следующая отличительная особенность шариковых и роликовых подшипников — это направление основной нагрузки, которую подшипник может выдержать — радиальную или осевую (также известную как осевое усилие).Затем шариковые подшипники классифицируются по конфигурации наружного кольца, а роликовые подшипники — по форме роликов.

Несмотря на то, что существуют десятки разновидностей поворотных подшипников, в том числе конструкции, предназначенные для конкретных условий, монтажные конфигурации и области применения, здесь рассматриваются наиболее распространенные категории.

---

Подшипники поворотные

Подшипники

---

подразделяются на категории в зависимости от того, используют ли они шарики или ролики, а также по типу нагрузки, на которую они рассчитаны: радиальную или осевую (осевую).Дальнейшая классификация шариковых подшипников основана на конфигурации наружного кольца, тогда как роликовые подшипники дополнительно классифицируются по форме роликов.

---

Шариковые подшипники — радиальные

Радиально-упорные шарикоподшипники обычно используются попарно или в двухрядной конструкции (показано здесь), чтобы выдерживать осевые нагрузки в обоих направлениях.
Изображение предоставлено: SKF

В семействе шариковых подшипников радиальные шарикоподшипники являются самым простым типом, с дорожками качения, которые почти совпадают или соответствуют диаметру шариков.Этот тип подходит для радиальных нагрузок и для осевых нагрузок в любом направлении, хотя их грузоподъемность относительно мала по сравнению с другими типами подшипников. Для большей грузоподъемности при относительно небольшой площади основания радиальные шарикоподшипники обычно доступны в двухрядной конструкции с двумя рядами шариков вместо одного.

Радиально-упорные шарикоподшипники сконструированы таким образом, что линия, соединяющая точки контакта внутреннего кольца, шарика и внешнего кольца, проходит под углом в радиальном направлении к подшипнику.Угол контакта увеличивает грузоподъемность, но это означает, что подшипник может выдерживать осевую нагрузку только в одном направлении, поэтому эти подшипники обычно используются попарно или в двухрядной конструкции (по сути, два радиально-упорных подшипника устанавливаются спина к спине). чтобы выдерживать осевые нагрузки в обоих направлениях.

Шарикоподшипники с четырехточечным контактом — это одиночные радиально-упорные подшипники, которые рассчитаны на то, чтобы выдерживать высокие осевые нагрузки в обоих направлениях. Они также могут выдерживать комбинированные осевые и радиальные нагрузки, если преобладает осевой компонент.

Шариковые подшипники — упорные

Упорные шарикоподшипники состоят из двух относительно тонких подшипниковых колец (иногда называемых опорными пластинами или шайбами) с дорожками качения, предназначенными для восприятия осевых нагрузок в одном или обоих направлениях. Радиальные нагрузки обычно недопустимы для упорных подшипников, а скоростные возможности ограничены (в некоторых случаях до 20–30 процентов от их аналогов с радиальными подшипниками).

---

Роликовые подшипники — радиальные

Роликовые подшипники, такие как цилиндрический роликоподшипник, показанный здесь, имеют более высокую радиальную нагрузочную способность, чем шариковые подшипники, из-за использования роликов для поддержки нагрузки.
Изображение предоставлено: NSK Ltd.

Благодаря роликам, поддерживающим нагрузку, роликовые подшипники имеют более высокую грузоподъемность и большую жесткость, чем шариковые подшипники аналогичных размеров. Тип нагрузки, которую они могут выдержать, зависит в первую очередь от формы ролика.

Цилиндрические роликоподшипники выдерживают высокие радиальные нагрузки, в то время как двухрядные цилиндрические версии имеют чрезвычайно высокую радиальную нагрузочную способность и высокую жесткость в радиальном направлении. Хотя стандартные цилиндрические роликоподшипники не способны воспринимать осевые нагрузки, некоторые конструкции включают внутренние ребра или кольца, которые позволяют им выдерживать относительно небольшие осевые нагрузки в одном или обоих направлениях.

Игольчатые роликоподшипники используют длинные и тонкие ролики, длина которых от трех до десяти раз больше диаметра. Они обладают хорошей радиальной нагрузочной способностью, но основным преимуществом конструкции иглы является то, что она имеет тонкое поперечное сечение, для приложений, где требуется высокая радиальная нагрузка, но пространство ограничено.

В отличие от цилиндрических и игольчатых роликоподшипников, конические роликоподшипники , в которых используются конические ролики для поддержки нагрузки, могут выдерживать осевые нагрузки в одном направлении.Конические роликоподшипники можно рассматривать как роликовые версии радиально-упорных шарикоподшипников, и, как и их аналоги на шарикоподшипниках, конические роликоподшипники часто используются попарно или в двухрядной конструкции для противодействия осевым силам, возникающим в подшипник при приложении радиальной нагрузки. Коническая конструкция также улучшает характеристики качения и снижает трение внутри подшипника.

Сферические роликоподшипники используют бочкообразные ролики и имеют две внутренние дорожки качения, наклоненные под углом к ​​оси подшипника, и одну внешнюю дорожку сферической формы.Это дает им возможность самоцентрирования, очень высокую допустимую радиальную нагрузку и способность выдерживать осевые нагрузки в обоих направлениях.

Роликовые подшипники — упорные

Конические упорные роликоподшипники обладают чистым движением качения, поэтому они выделяют меньше тепла и меньше изнашиваются.

Упорные варианты роликовых подшипников обычно соответствуют прочности своих радиальных аналогов, но обладают осевой (осевой) нагрузочной способностью.

Цилиндрические упорные роликоподшипники могут воспринимать высокие осевые нагрузки и выдерживать ударные нагрузки, хотя радиальные нагрузки недопустимы.

Точно так же игольчатые упорные роликоподшипники могут выдерживать высокие осевые нагрузки, но в гораздо меньшем форм-факторе из-за использования игольчатых подшипников.

Конические упорные роликоподшипники могут быть однонаправленными или двухсторонними, что указывает на то, могут ли они выдерживать осевые нагрузки в одном или обоих направлениях. Как и их радиальные аналоги, конические упорные роликоподшипники обладают «чистым» движением качения, что означает меньшее тепловыделение и меньший износ.

Сферические упорные роликоподшипники могут воспринимать очень высокие осевые нагрузки и радиальные нагрузки от малых до средних, а также выдерживать некоторую несоосность.

---

Для получения дополнительной информации о подшипниках вращения посетите наш дочерний сайт: Bearingtips.com.

Поставщики шариковых и роликовых подшипников, Bearing King Ltd

Bearing King Ltd — это независимая компания, базирующаяся в Ротерхэме, где качество, ценность и сервис являются краеугольными камнями нашей компании.Мы обладаем непревзойденным опытом в области распространения подшипников и продуктов для передачи энергии, которые доступны из одних рук. Обеспечение торговли, OEM и послепродажного обслуживания 24 часа в сутки 365 дней в году.

SKF FAG NSK RHP NKE TIMKEN NTN IKO STIEBER RENOLD DONGHUA NACHI COOPER INA KOYO CBF A&S FAFNIR GMN IBC McGILL MRC NADELLA NILOS ROLLWAY STEYR TORRINGTON DODGE SNR 9000 и GAMZ 9000, что нам нужно, и мы знаем, что нам нужно нашим клиентам GAMZ и GAMZ 9000 KNR ASAHI 9000. доставить на это.

Увеличьте свой бюджет с помощью очень конкурентоспособных цен

Больше не нужно ждать благодаря нашему быстрому и эффективному обслуживанию поставок

Воспользуйтесь преимуществами разнообразия нашей базы поставщиков по всему миру

Никаких задержек с оформлением заказа, так как большинство товаров у нас есть на складе

Легко заказывайте через наш универсальный интернет-магазин

Наслаждайтесь индивидуальным, дружелюбным и добросовестным обслуживанием

Любой заказ, большой или маленький — без минимальной суммы заказа

Подшипники

Мы предлагаем полный ассортимент подшипников, включая шариковые, Угловой контакт, самоустанавливающиеся, цилиндрические ролики, сферические ролики, игольчатые ролики, конические ролики, высокоточные ролики, кулачковые ролики, опорные ролики, втулки, упорные, линейные, дуплексные и шарикоподшипниковые узлы в метрических и британских единицах измерения.При необходимости мы будем закупать подшипники из множества наших поставщиков по всему миру.

Обслуживание труднодоступных

Bearing King также предлагает услугу по обслуживанию подшипников « труднодоступный », когда, если ваш подшипник устарел, снят с производства или находится в длительном сроке поставки, мы можем сделать заказ здесь, в Великобритании. .

Радиальные шарикоподшипники

Однорядные радиальные шарикоподшипники являются наиболее популярным типом подшипников, которые можно встретить в широком диапазоне рабочих условий, от самых простых до самых сложных.Доступны в однорядном и двухрядном исполнении, а также в открытых и закрытых вариантах радиальные шарикоподшипники — это универсальные самоудерживающиеся подшипники с твердыми наружными кольцами, внутренними кольцами, а также шариковыми и сепараторными узлами.
Открытые подшипники подходят для высоких и очень высоких скоростей. Подшипники с индексом 2Z имеют с обеих сторон металлические зазоры и подходят для высоких скоростей. Подшипники с индексом 2RS имеют манжетные уплотнения с обеих сторон и подходят для средних скоростей.

Конические роликоподшипники

Учитывая требования к рабочим характеристикам, предъявляемые к коническим роликоподшипникам, удивительно, насколько проста на самом деле базовая конструкция.Конические роликоподшипники минимизируют трение из-за взаимосвязи четырех основных частей подшипника, конструкция состоит из твердых внутренних и внешних колец с коническими дорожками качения и конических роликов с сепараторами. Конические роликоподшипники могут выдерживать осевые нагрузки, они должны обычно регулироваться в осевом направлении относительно второго подшипника, установленного в системе зеркального отображения. Доступны в однорядной, двухрядной и четырехрядной конфигурациях.

Сферические роликоподшипники

Сферические роликоподшипники представляют собой двухрядные самоудерживающиеся подшипники, состоящие из твердых наружных колец с вогнутой дорожкой качения, твердых внутренних колец и цилиндрических роликов с сепараторами.Внутренние кольца сферических роликоподшипников имеют цилиндрические или конические отверстия.

Игольчатые роликоподшипники

Узлы сепаратора игольчатых роликов могут быть одно- или двухрядными, содержащими сепараторы и игольчатые ролики. Они способны выдерживать очень высокие нагрузки, подходят для высоких скоростей и очень просты в установке.

Игольчатые роликоподшипники с вытяжным стаканом выпускаются с открытым и закрытым концом. Они состоят из тонкостенных, вытянутых наружных колец чашки и узлов игольчатого ролика и клетки, которые вместе составляют единое целое.

Игольчатые роликоподшипники с механической обработкой доступны с ребрами, внутренним кольцом или без них, а также в однорядном или двухрядном исполнении. Подшипники без внутреннего кольца — лучшее решение для устройств, в которых вал может быть закален и отшлифован. Подшипники с внутренним кольцом используются, если вал не выполнен в виде дорожки качения подшипника качения.

Цилиндрические роликоподшипники

Доступны различные конструкции, включая однорядный с сепаратором, высокоточный двухрядный, с низким коэффициентом трения, полный комплект, одинарный и двухрядный с пружинными стопорными кольцами или без них.

Ремни и шкивы

Bearing King поставляет широкий ассортимент ремней и шкивов как с коническим, так и с пилотным отверстием для любого применения. В наш ассортимент ремней входят классические клиновые, клиновые, приводные и сельскохозяйственные автомобильные ремни.

Цепи и звездочки

Наш обширный ассортимент цепей, включая роликовые, листовые, конвейерные и сельскохозяйственные, доступен широким спектром производителей в европейском и американском стандартах ANSI.Наш ассортимент звездочек включает в себя как конические, так и пилотные отверстия в одностороннем, дуплексном и тройном вариантах.

Конические втулки

Для конических шкивов и звездочек вам потребуются конические втулки, и у нас есть как метрические, так и британские размеры по правильной цене.

Втулки подшипников

Широкий ассортимент втулок подшипников, пропитанных маслом, гладких и фланцевых, доступен в метрических и дюймовых размерах.

Ролики и колеса

Будь то промышленный, медицинский или пищевой рынок, Bearing King может предложить ряд нейлоновых, чугунных и полиуретановых колес и роликов с отверстием для одного болта или крепления на верхней пластине с тормозами или без тормозов. .

Уплотнения и стопорные кольца

Доступен широкий ассортимент уплотнений вращающихся валов с манжетами R21, R23 и R4 как в метрических, так и в дюймовых единицах измерения. Нестандартные размеры могут быть изготовлены на заказ по запросу. Также доступен полный ассортимент уплотнительных колец, кольцевых шнуров и стопорных колец.

Bearing Tools

Bearing King предлагает высшее имя в области тягового усилия «KUKKO» — самый большой в мире ассортимент продукции, который охватывает все возможные постановки проблем в промышленности.

Клей

Если вам нужны промышленные смазочные материалы и противозадирные продукты, средства для подготовки поверхности и защиты от ржавчины, наполнители на волокнистой или металлической основе и ремонтные составы, у Bearing King есть решение.

Позвоните нам сегодня ……… Тел .: +44 (0) 1709 527269

Обратите внимание, что наши запасы постоянно растут, поэтому для любого продукта, который вам нужен, который не показан или не указан, пожалуйста, свяжитесь с нами с вашим запросом по электронной почте или по телефону.

1: Изображение радиально-упорного однорядного шарикоподшипника. Основная …

Контекст 1

… рабочая температура [2], чтобы избежать бринеллирования дорожек качения. Согласно рисунку 1.2, такой критерий означает, что максимальная рабочая температура для этой марки составляет примерно …

Контекст 2

… при таком различии два материала не испытывают радикального разупрочнения, особенно при сравнении до 52100 (Рисунок 1.2). Это согласуется с более ранним наблюдением …

Контекст 3

… полосы имеют эллиптическую форму с максимальной шириной приблизительно 100-250 мкм и длиной в несколько миллиметров (рисунок 4.18). Принимая во внимание, что этот материал подвергался горячей обработке с коэффициентом обжатия 16, форма и размер полос хорошо коррелируют с размерами предшествующих частиц порошка диаметром 400-1000 мкм. Они соответствуют наиболее крупным частицам, консолидированным по мере того, как в процессе просеивания удаляются частицы размером более 1000 мкм.Это наблюдение показывает, что размер частиц порошка до некоторой степени влияет на размер первичных карбидов. Это подтверждается отсутствием полос для PMlab M50. Для этих материалов не использовались крупные частицы порошка для уплотнения, так как просеивание производилось при 500 мкм вместо 1000 мкм для PM …

Контекст 4

… эффект отпуска заключается в том, чтобы позволить осаждение мелких карбидов , называемые отпускными карбидами (раздел 2.1.4). Они ответственны за явление, называемое вторичным упрочнением, типичное для HSS.В то время как отпуск обычно неизбежно приводит к снижению твердости, кривые отпуска из быстрорежущей стали демонстрируют пик вторичного упрочнения, как показано на рис. 2.1. Это позволяет повысить прочность и стабильность размеров при сохранении высокой твердости. Горячая твердость, отображаемая HSS (рис. 1.2), также является следствием стабильной микроструктуры, образовавшейся во время …

Контекст 5

… подповерхностного распада, как указано для стержня со стержнем (раздел 6.3). ), был найден здесь. Вероятно, это связано с более низким контактным давлением, используемым для этих испытаний.Тем не менее, в IM M50 были обнаружены многочисленные масла, инициированные первичными карбидами (рис. 7.13). Эти сливочные масла имеют те же характеристики, что и те, что были получены при испытаниях шариком на стержне. Детальный подсчет не проводился, так как тангенциальный характер поперечных сечений делает статистически значимые измерения чрезвычайно …

Контекст 6

… все материалы, разрушение всегда локализовалось в одном месте на беговой дорожке. Не было обнаружено заметных различий между различными протестированными материалами, что свидетельствует об аналогичном режиме отказа для разных марок и способов обработки.В большинстве случаев был удален большой кусок исследуемого материала, по крайней мере, 100 × 100 × 100 мкм 3 (рис. 7.1). В таком случае скол систематически исследовался с помощью SEM для поиска любых свидетельств места инициирования. Однако не было обнаружено никаких признаков NMI или явной функции, запускающей сбой. В других случаях испытание останавливали достаточно быстро, чтобы скол оставался на поверхности образца. При осмотре образца на поверхности можно наблюдать только трещины, как, например, на рисунке…

Контекст 7

… поперечные сечения (рис. 3.13) были выполнены поперек скола для большинства разрушенных образцов. На рисунках 7.11 и 7.12 показаны типичные сколы для IM M50 и PM M50mod соответственно. При всех полученных отказах материал с поверхности терялся, что ограничивало возможные наблюдения. Трещины, наблюдаемые на краю или немного ниже сколов, вряд ли могут быть источником …

Контекст 8

… являются элементами машин, которые ограничивают относительное движение двух частей до желаемого движения.Они также часто стремятся уменьшить трение между движущимися элементами. Несмотря на то, что существует большое разнообразие конструкций, несколько основных элементов можно найти почти в каждом подшипнике (см. Рисунок …

Контекст 9

… Материалы PM и PMlab, вариация микротвердости чрезвычайно ограничена из-за сильная микроструктурная однородность.Измерения микротвердости подтверждают превосходную изотропию этих материалов, уже наблюдаемую на оптических микрофотографиях (Рисунок …

Методы установки конических роликовых подшипников

Архив

> 2015> Сентябрь 2015> Способы настройки конических роликоподшипников

Дэвид Новак, директор Timken по сервисному обслуживанию

Введение

Конические роликоподшипники могут устанавливаться при первоначальной сборке станка. на любой желаемый осевой или радиальный зазор.Эта уникальная особенность позволяет проектировщику контролировать подшипники в соответствии с ожидаемыми условия эксплуатации приложения, и тем самым обеспечить оптимальные характеристики подшипников и системы.

Некоторые преимущества конических роликоподшипников, относящиеся к настройка включает:

• Увеличение срока службы подшипников за счет оптимизации подшипников настройки при соблюдении производительности приложения требования
• Повышенная жесткость крепления за счет правильной установки конические роликоподшипники, что позволяет, например, контакт шестерни и увеличенный срок службы шестерни
• Более простая сборка, поскольку конус и чашка отделяются
• Подшипники можно установить во время сборки машины, допускает более широкие допуски вала и корпуса

Регулировка конических роликоподшипников выполняется легко. широким спектром жизнеспособных методов.Эти подшипники может устанавливаться вручную, поставляться в виде предустановленных сборок или устанавливаться автоматизированными методами. Есть несколько подходов, соображения и преимущества для каждого, с особым вниманием по пяти популярным автоматизированным методикам, то есть — правильная установка; акрозет; проект-набор; крутящий момент-набор; и набор зажимов (таблица 1).

Установка подшипника

Для конических роликоподшипников термин «настройка» просто означает конкретная величина люфта (осевой зазор) или предварительная нагрузка (осевое натяжение) внутри установленного подшипника.В гибкость, позволяющая легко регулировать и оптимизировать настройки во время сборка является неотъемлемым преимуществом конических роликовых подшипников. В отличие от других типов подшипников качения, конические роликовые подшипники не требуют жесткого контроля вала или посадки корпуса на получить настройку. Поскольку установлены конические роликоподшипники попарно (рис. 1) их настройка в первую очередь зависит от осевое расположение одного подшипникового ряда относительно противоположного ряда.

Рисунок 1 Упрощенная сборка машины, показывающая типичный конический роликовый подшипник (непрямой) крепления
— Щелкните изображение для увеличения

Определены три основных условия установки подшипников. как:

1. Люфт в конце. Осевой зазор между роликами и дорожками качения производит измеримое осевое перемещение вала, когда прикладывается небольшая осевая сила — сначала в одном направлении и затем в другом — при колебании или вращении вала (эталонная зона нагрузки подшипника менее 180 °).
2. Предварительная нагрузка. Осевой натяг между роликами и дорожками качения так, чтобы не было заметного осевого перемещения вала при измерении, как описано выше. Сопротивление качению до результаты вращения вала, которые можно измерить (зона нагрузки больше 180 °).
3. Между линиями . Условие установки нуля; переходный точка между осевым люфтом и предварительной нагрузкой.

Установка подшипника, полученная при первоначальной сборке и регулировке это «холодная» или «окружающая» настройка подшипника, и устанавливается до того, как оборудование будет введено в эксплуатацию.

Регулировка подшипника во время работы известна как «рабочая установка подшипников », и является результатом изменений окружающей установка подшипников из-за теплового расширения и прогибы, возникающие во время обслуживания.Окружающий подшипник настройка, необходимая для получения оптимального рабочего подшипника настройка зависит от приложения. Опыт применения, или тестирование, как правило, приводит к определению оптимальных настроек. Однако часто точное соотношение окружающего к рабочим параметрам подшипников неизвестно, и образованный оценка должна быть сделана. Чтобы определить рекомендуемую настройку подшипника для конкретного применения, свяжитесь с вашим подшипником. представитель.

Как правило, идеальная настройка рабочего подшипника близка к нулю, для максимального увеличения срока службы подшипников.Большинство подшипников устанавливаются с холодным установка люфта при сборке. Это максимально близко до желаемого значения, близкого к нулю, когда прибор достигает его стабилизированная рабочая температура.

Некоторые приложения настроены на предварительную холодную нагрузку для увеличения жесткость и осевое позиционирование сильно нагруженных деталей, которые в противном случае на него сильно повлияло бы чрезмерное отклонение и несоосность.

Следует избегать чрезмерной предварительной нагрузки, так как подшипник усталостная жизнь может быть резко сокращена.Кроме того, чрезмерная эксплуатация предварительная нагрузка может привести к проблемам со смазкой и преждевременному повреждение подшипников из-за сильного тепловыделения.

Зона нагрузки — это физическая мера дуги, нагруженной дорожкой качения. и является прямым показателем того, сколько роликов разделяют применяемые нагрузка. Для однорядного конического роликоподшипника не более срок службы достигается с зоной нагрузки приблизительно 225 °.

На рисунке 2 показано графическое изображение подшипника L10. срок службы в зависимости от рабочей настройки подшипника для типичного (консольного) опора подшипника шестерни.

Рисунок 2 Расчетный срок службы подшипника L10 в зависимости от рабочих настроек

Идеальная рабочая настройка, которая максимизирует подшипниковую систему срок службы обычно близок к нулю до небольшой предварительной нагрузки.

Ручная установка подшипника

Ручные методы часто используются для установки подшипников на различные оборудования с низким и средним объемом производства требования, при которых неточный, в первую очередь, люфт допустимое отклонение диапазона настройки. Никакой специальной оснастки, манометров, диаграммы или приспособления обычно требуются, но навыки сборщика и суждение необходимо.Например, в случае обычное неуправляемое колесо грузового автомобиля с однократной регулировкой конструкция гайки (рис. 3), ручная установка предполагает затяжку регулировочного гайкой, вращая колесо до тех пор, пока не почувствуете легкое заедание. Затем регулировочная гайка откручивается на 1⁄6–1⁄4 оборота до ближайшего стопорное отверстие — или достаточно, чтобы колесо могло вращаться свободно с минимальным люфтом. Регулировочная гайка затем заблокирован в этом положении. Требуются навыки и рассудительность, чтобы определить когда колесо слегка заедает при вращении.Чем больше усложняет оборудование, чем оно тяжелее и громоздче, поэтому требуется большая степень навыков и рассудительности.

Рисунок 3 Колесо без привода грузовика

Для некоторых сложных конструкций, крупногабаритного оборудования или высокопроизводительного приложения, ручная настройка может быть слишком хлопотной, несоответствующей точности и надежности, или слишком времени потребляющий. Компания Timken разработала подшипник с предварительной настройкой сборки и методы автоматической настройки в качестве альтернативы к ручной настройке.

Предварительно установленные подшипниковые узлы

Многие приложения используют или требуют использования двухрядных или моноблочные подшипниковые узлы. Это будет зависеть от конструкция и рабочие характеристики машины (например, эффекты теплового роста, высокие нагрузки и т. д.). Для облегчения осанки настройки этого типа конструкции, предварительно установленные подшипниковые узлы часто используемый. Предварительно установленные подшипниковые узлы доступны в разнообразие форм, стилей и аранжировок, но для большинства детали обычно называют проставочными подшипниками (рис.4). В большинство предварительно установленных подшипников изготавливаются и поставляются с распорными кольцами «по индивидуальному заказу» между рядами подшипников для контроля внутренних зазоров (см. «2S» — и «TDI» — типы). Таким образом, эти индивидуальные или «подобранные» проставки не могут заменяться на любой другой подшипниковый узел. Другой могут применяться предустановленные сборки, такие как типы «SR» или «TNA». сменные проставки и / или компоненты подшипников. Такой взаимозаменяемые компоненты сборки предназначены для удержания более точный контроль критических допусков, влияющих на настройку подшипников; в результате их можно выбирать случайным образом.

Рисунок 4 Пример типичных предустановленных сборок

Каждый предварительно установленный подшипник поставляется от производителя. с заданным (неустановленным) внутренним зазором или скамейкой люфт (BEP). Этот BEP выбран для обеспечения желаемого установленный диапазон настройки для заданных требований приложения. Диапазон установки установленного подшипника определяется от этого BEP, основанного строго на эффекте вала и корпуса подходит. Обычно требуется только одна плотная посадка (вал или корпус). применяется (т.е., на вращающемся элементе). Это результаты в ожидаемых установленных диапазонах настройки менее 0,008 дюйма. установленный диапазон настройки сменных узлов в сборе обычно шире, чем у «подобранной» проставки сборки. Чтобы применить предустановленные сборки в приложении, просто установите и обеспечьте надлежащий зажим подшипника компоненты через проставки.

Типовые применения подшипников в сборе с предварительной настройкой

Предварительно установленные подшипниковые узлы широко и часто используются в многие промышленные применения.Обычно это включает приложение in: шестерни планет; положения сцепки или сцепки; коробка передач промежуточные шестерни; валы ступиц вентилятора; водяной насос и натяжной шкив валы; связки; ленточные конвейеры; барабаны лебедки, на фиксированной и поплавки горного оборудования; двигаться и качаться диски; и в приводах с коробкой передач большего размера.

Автоматическая установка подшипников

Помимо предварительно установленных подшипниковых узлов, компания Timken разработала пять популярных методов автоматической установки подшипников (set-right; acro-set; projecta-set; крутящий момент; и зажим-набор) как альтернатива ручной настройке.

Таблица 1 представляет собой матричный формат различных характеристик этих методов. Способность каждого метода удерживать разумно контролируемый «Диапазон» настройки установленного подшипника сравнивается на первая строка этой таблицы. Эти значения просто указывают на общая вариативность настроек для каждого метода и ничего для настройки цели «предварительная загрузка» или «конечный зазор». Для Например, в столбце set-right ожидаемое (вероятное или 6-сигма) изменение настройки — из-за контроля определенного подшипника и допуски корпуса / вала — могут варьироваться от типичного минимум 0.008 «–0,014». Затем этот диапазон настройки может распределяться между конечным люфтом и предварительной нагрузкой для наилучшей оптимизации производительность подшипника / приложения.

Рисунок 5 использует типичную конструкцию полноприводного сельскохозяйственного трактора. продемонстрировать примеры общего применения методы установки конических роликовых подшипников.

Конкретное определение, теория и формальный процесс для применение каждого метода подробно обсуждается в следующих разделы.

Рисунок 5 Применение методов автоматической настройки подшипников

Комплект правый

Set-right исключает ручную настройку конической роликовые подшипники путем управления определенными подшипниками и креплениями системные допуски.Применяются статистические законы вероятности. для прогнозирования влияния этих допусков на подшипник параметр. Как правило, метод правильной установки требует более тщательного контроля. некоторых допусков на обработку вала / корпуса, а также более точный контроль (с особым классом и кодом) ответственного подшипника допуски.

Метод считает, что каждый компонент, участвующий в окончательная сборка станка имеет контролируемый допуск диапазон для критических размеров. Законы вероятности указывают это сочетание всех низких допусков или всех высоких допусков редко встречается в такой сборке.Отсюда следует, что для «нормальное распределение допуска» (рис. 6), габаритные размеры сложение всех частей статистически будет где-то в середине возможного диапазона допуска.

Рисунок 6 Кривая частоты для нормального распределения

Цель метода правильной установки — контролировать только самые критические допуски, влияющие на настройку подшипников. Эти допуски может полностью содержаться внутри подшипника или может включают в себя определенные монтажные компоненты (т.е., шириной A и B Рис. 1 или 7, плюс наружный диаметр вала и внутренний диаметр корпуса). В результате приемлемая установка подшипника, которая будет происходить в пределах желаемого диапазон, с определенной статистической вероятностью / надежностью для всех сборки. (Вероятная надежность 99,73% или 6 сигм является типичной, но при крупносерийном производстве 99,994%, или 8-сигма надежность, иногда требуется). Регулировки нет шаги, необходимые для использования концепции правильного набора; компоненты машины просто собираются и зажимаются.

Все размеры, влияющие на установку подшипников в машине сборка — например, определенные допуски подшипников, наружный диаметр вала, длина вала, длина корпуса и отверстия корпуса — учитываются как независимые переменные при расчете вероятных диапазон. На рисунке 7 конусы и чашки установлены с помощью обычных плотных посадок, а торцевая пластина просто зажимается. против конца вала.

Рисунок 7 Сборка машины

Особые рекомендации по установке:

1. Общий расчетный диапазон установки подшипников может варьироваться существенно, в зависимости от коэффициента К подшипника, его эквивалентный осевой допуск и количество плотно прилегающих применяемые компоненты (т.е., крупнее с обеими тугими конусами и чашки). Проверка приложения при проектировании Этап позволит выбрать специальные контролируемые допуском подшипников и помогает оптимизировать монтажную конструкцию для наименьший возможный диапазон настройки.
2. Для контроля установочных размеров подшипников допуски используемых монтажных размеров несущей системы при установлении вероятного диапазона настройки должен быть постоянно поддерживается и, в некоторых случаях, более тщательно контролируется.
3. Если допустимый диапазон установки подшипников недопустим приложением и пытается уменьшить более крупный допуски непрактичны или непрактичны, тогда рассмотрите вариант вращения вправо для установки вправо.
4. Тот же класс и код подшипника должны использоваться для поля сервисная замена, которая использовалась для первоначального производства.

Вариация техники установки вправо с вращением вправо. В некоторых случаев возможный диапазон установки подшипников с помощью правильной настройки может быть слишком большим для приложения.Чтобы уменьшить этот диапазон и по-прежнему применять законы вероятности, метод, называемый спин-правым используется. Этот метод можно применить к приложениям. которые также могут поддаваться регулировке с помощью «прокладок» (Рис.16). Чтобы применить этот метод, существующий вероятный диапазон просто делится на два или три раза, в зависимости от что необходимо для получения приемлемого диапазона настройки для приложение.

Например, предположим вероятный диапазон настройки подшипника. для конструкции на Рисунке 1 рассчитано равным 0.018 »и приложение требует настройки 0,000–0,009 дюйма в конце люфта. В текущий диапазон необходимо разделить на два. Таким образом, с вращайте вправо желаемое приращение прокладки (примените прокладку между концевую пластину и вал) будет равно 0,009 дюйма и следующее применено:

1. Собрать коробку передач без регулировочной шайбы и «отжима». check »- без установленной пломбы — чтобы определить, подшипники устанавливаются с люфтом или предварительным натягом. Под первым проверка вращения, свободно ли вращается вал, имеется люфт (Инжир.8) и подшипники установлены правильно.

Рисунок 8 1-я проверка отжима

2. Если вал не вращается свободно, подшипники предварительно нагружены. Затем необходимо установить регулировочную шайбу 0,009 дюйма. Секунда «Проверка отжима» должна привести к свободно вращающемуся узлу указывает на люфт.
3. Если предварительная загрузка является желаемой настройкой, процедура вращения вправо будет применяться в обратном порядке по сравнению с приведенным выше примером: если вал вращается свободно, подшипники неправильно установлены и регулировочная шайба 0.009 «необходимо удалить.

Типичные приложения для настройки правых . Техника правильной установки имеет использовался для самых разных задач по установке подшипников, в том числе: ВОМ трактора в сборе — особенно с глухая или разъемная конструкция корпуса; автомобильный передний привод колеса; валы зубчатых редукторов; шестерни планет; и звездочки и ступицы крутящего момента, используемые в строительстве и горнодобывающей промышленности оборудование.

Acro-Set

Этот широко используемый метод настройки основан на законе Гука, который гласит: в пределах упругого материала компонент прогибы пропорциональны приложенной нагрузке (т.е.е. F = kx, где k = система пружина). Этот метод предполагает эта общая система отклонение сборка будет последовательный и повторяемый для данного приложенная нагрузка (рис.9) в приложении где части и разделы частей достаточно однородный в группе единиц.

Рисунок 9 Отклонение системы

Чтобы установить метод для данной конфигурации машины, исходное условие размеров, известное как «прогиб постоянная ».Постоянная прогиба это просто (усредненный) прогиб системы, возникающий в результате известная «установочная» нагрузка, приложенная к подшипникам, как определено от испытаний нескольких опытных образцов. Этот прогиб системы обычно измеряется с помощью прокладки разрыв (рис.10).

Рисунок 10 Планетарное ведущее колесо

Затем создается системная константа acro-set; это равно постоянная прогиба для данной приложенной «установочной» нагрузки, плюс желаемую настройку подшипника.В производстве эта константа добавлен к измеренному зазору регулировочной прокладки, чтобы определить окончательную регулировочную прокладку толщина упаковки для каждой единицы.

Выбор окончательной толщины пакета прокладок для каждой единицы упрощается за счет использования таблицы прокладок (рис. 11). Пакет прокладок толщина, указанная в таблице, включает эффект установленная ранее acro-установленная постоянная. Обратите внимание, что шайба таблица облегчает правильное определение пакета прокладок на основе Замеры регулировочного зазора выполнены в двух положениях, разнесенных на 180 °.Узел планетарного ведущего колеса (рис. 10) будет использоваться для проиллюстрировать технику акро-сет.

Рисунок 11 ТИПОВАЯ ТАБЛИЦА ПРОКЛАДКИ ACRO-SET

1. «Установочная» нагрузка «P» была установлена ​​путем предварительного тестирования и крепится двумя винтами с головкой под ключ (180 ° друг от друга). Приложенная нагрузка пропорционально крутящему моменту болта. (Обычно много сначала прикладывается большее «посадочное» усилие, и подшипники повернут, чтобы обеспечить правильное положение сборки в сборе компонентов перед измерением регулировочного зазора acro-set.)
2. Вращайте или раскачивайте подшипники, применяя «настройку» загрузите «P» и измерьте зазор регулировочной шайбы — сначала под 0 °, а затем снова. на 180 °.
3. Выберите подходящую толщину пакета прокладок (от прокладки график), равный измеренному зазору плюс заранее установленный системная константа acro-set (полученная из предварительно протестированных сборки). На диаграмме на Рисунке 10 представлены средние значения двух показаний и обеспечивает окончательную толщину пакета прокладок. В в этом случае 0,66 при 180 ° и 0,61 при 0 ° дает 0.Регулировочная шайба толщиной 97 пакет.
4. Установите последний пакет регулировочных шайб и затяните все винты с головкой, чтобы момент их зажима.

Особые рекомендации по acro-set:

1. Обычно прикладываются нагрузки «посадки» и «установки» подшипника. с несколькими винтами с головкой под ключ (т.е. нагрузка = NT / (dμ), где: N = количество болтов, T = момент затяжки болтов, d = винты с головками диаметр и μ = коэффициент трения резьбы; куда типичный μ = 0,17). Обычно прилагаемое усилие при посадке должно быть 2–3 × Ca (90), а приложенная установочная сила выбран как ¾ – 1 × Ca (90) подшипника с наименьшей нагрузкой в система.
2. Регулируемый элемент свободного покроя; свободный элемент в регулируемом положении является предпочтительным. Тем не мение, вариации на плотно прилегающие чашки и конусы могут быть выполнены как описано ниже:
   1. Использование плотных колпачков в переносках, свободно установленных в корпус.
   2. Использование свободно подогнанной «основной» чашки или конуса для операция наладки подшипников (средняя посадка компенсируется в константа acro-set).
   3. Конструкции приспособлений со встроенной компенсацией натяжения подогнанный элемент (проект-набор).
3. Все компоненты, необходимые для концепции acro-set, такие как стенки корпуса и накладки должны иметь достаточно однородный размер секции в последовательных производственных единицах.
4. Конструкция должна допускать приложение установочной нагрузки к подвижное кольцо подшипника для регулировки.
5. Подшипники должны вращаться или качаться при нанесении установочная нагрузка.
6. Конструкция также должна допускать измерение зазора подвижный член.
7. Толщина используемого пакета прокладок должна быть проверено.

Из этой упрощенной схемы видно, что набор проектов по сути, метод «проецирования» двух лиц, необходимых к измерению размера проставки из недоступного в противном случае положение до точки, где возможно измерение.

1. Подшипник роликовый конический с нижним конусом запрессован на валу
2. Также нижняя и верхняя чашки в корпусе, но без верхний конус
3. Дистанционный элемент выступает за нижнюю коническую поверхность абатмента a известное расстояние (x) (без конца вала)
4. Калибровочный элемент проецирует верхнюю направляющую чашки то же самое расстояние (x)
5. Верхний конус в положении измерения
6. Точка замера (например,грамм. для низкой громкости, циферблатный индикатор или для большой объем, электронный трансформатор — LVDT) устроен и предварительно установлен для указания размера проставки (S)

На этой схеме показано подвижное основание (H), которое приложение известной силы устанавливает верхний конус в его «Спроектированный» путь, т. Е. Измерительный элемент, дающий прямой считывание необходимого размера проставки. На практике альтернатива методы могут использоваться в соответствии с любыми конкретными производственными мощностями и требованиями; (например, статическая база с измерительная нагрузка, прикладываемая движущейся головкой сверху).

Типичные приложения acro-set . Примеры, где acroset метод успешно применен к коническому ролику Подшипники включают: механические коробки передач; коробка передач коробки передач; осевые агрегаты сельскохозяйственных тракторов; блоки отбора мощности; планетарные шестерни; валы дифференциала и шестерни; шестеренчатые редукторы; колеса внедорожных грузовиков и тракторов.

Проект-Сет

Методика projecta-set схожа по концепции и применению. к acro-set, но добавляет дополнительную универсальность и изысканность за счет использования специальной измерительной арматуры.Этот калибр позволяет «выдвинуть» недоступную прокладку, проставку зазор или контрольную поверхность в положение, в котором ее можно легко измеряется. В этом манометре обычно используется циферблат. индикатор или LVDT для измеренных значений. Также легко применяется в конструкциях, где регулировочный элемент (конус или чашка) плотно прилегает без ущерба для скорости или точности сборки. Метод (рис.12) состоит из двух ключевых элементов измерения: распорная втулка (Ref. C) и коническая калибровочная втулка (См.D) известной (обычно равной) проектной длины (см. X). Эти втулки будут выступать за недоступный зазор проставки за пределы конец вала.

Рисунок 12 PROJECTA-SET Concept

Чтобы проиллюстрировать метод набора проектов, обратитесь к типичному Узел вала со спиральной конической шестерней (рис. 13). В этом косвенном- смонтированная, с регулировкой по конусу, установка подшипников достигается за счет использования проставки, расположенной между двумя передние грани конуса. Чашки и конусы плотно прилегают к этому заявление; необходимые шаги замера:

Рисунок 13 Пример калибровки PROJECTA-SET с валом-шестерней

1. Установите вал шестерни в сборе, кроме верхнего конус и распорка на столе пресса.Установите датчик на верхнюю чашку подшипника и установите верхний подшипник конус (рис.13).
2. Включите пресс, чтобы зажать манометр через два несущие конусы. Известная осевая нагрузка прикладывается через чашки подшипников в это время пружиной Бельвилля внутренней к датчику. (Обратите внимание, что пресс требуется просто для зафиксируйте верхний конус напротив распорной втулки, для правильной рассадки; некоторые конструкции датчиков достигают этого с резьбовой гайкой.)
3. Покачивайте калибр (ручки), чтобы установить ролики подшипника.Затем датчики LVDT измеряют осевое смещение. между двумя измерительными элементами и требуемым размер проставки отображается на цифровом индикаторе.
4. Размер проставки определяется калибром на основе формула (рис.13): S = Z — A + K

Где

S = Требуемый размер проставки

Z = длина рукава (фиксированная)

A = переменное расстояние между соответствующими диаметрами на конусность конуса и локатора чашки («обнуленный» размер известно)

K = Постоянная для компенсации прогиба системы из-за нагрузка на пружину, эффект средней плотной посадки конуса (потеря зазор), и желаемая установка подшипника

G = Измеренный зазор, который представляет собой изменение расстояния «А»; расстояние «A» включает «G»

Особые рекомендации по набору проектов:

1. Размер, вес, стоимость и конструкция манометра проекта. должны быть проверены на жизнеспособность конкретного приложения.Типичная стоимость замера для промышленного применения, включая LVDT и внутренние калибровочные пружины, примерно по 10 000 долларов каждая. Для повышения эффективности настройки (для больших объемов, превышающих 30 000 сборок в год), дизайнер должен продумать дизайн / использование специального автоматический пресс и прессовое приспособление для нанесения калибра.
2. Отдельные манометры или сменные компоненты (т. Е. Двойные конусы) потребуются, если различные модели или валы в том же приложении используются подшипники другой серии.
3. Потребуется альтернативный метод полевого обслуживания для установки конических роликоподшипников (акро-набор аналогичен и следует уделить первоочередное внимание).

Преимущества projecta-set:

• Предотвращает длительный демонтаж при замене регулировочных шайб или прокладки в приложениях с плотной посадкой конуса или чашки.
• Легко применяется для автоматизированной сборки процессы.
• Человеческое суждение сведено к минимуму по сравнению с прошлым традиционные ручные методы.
• Использование приборов Projecta требует минимального обучения время.
• Метод Projecta-Set обеспечивает последовательный и надежный настройки.

Набор крутящего момента

Метод установки крутящего момента основан на том принципе, что крутящий момент качения в предварительно нагруженном подшипнике напрямую увеличивается по мере того, как функция приложенной силы предварительной нагрузки (обычно измеряется размерной предварительной нагрузкой). Лабораторные испытания показали, что изменение крутящего момента нового подшипника достаточно мало, чтобы эффективно использовать крутящий момент качения подшипника в качестве основы для прогнозирования / измерение согласованной размерной настройки предварительной нагрузки.Эти отношения (Рис. 14) устанавливается при предварительных испытаниях нескольких единиц и нагрузок. Прокладки добавляются или вычитаются после начального крутящий момент качения подшипника измеряется для соответствия требуемому подшипнику настройка — либо люфт, либо предварительная нагрузка. Таблица прокладок обычно используется для помощи в выборе окончательного пакета прокладок для каждого блока (Рис.15).

Рисунок 14 Размерный предварительный натяг в зависимости от крутящего момента качения подшипника

Рис.15 Определение набора регулировочных прокладок TORQUE-SET График

Шаги, необходимые для выполнения техники установки крутящего момента: изложено ниже:

1. Соберите агрегат с эталоном (постоянной толщины) пакет прокладок, обеспечивающий предварительную нагрузку в системе (рис.16). Обратите внимание, что результирующая предварительная нагрузка подшипника на самом деле будет отличаться. для каждой сборки, в зависимости от вариаций в накопленные допуски комплектующих.

Рисунок 16 Сборка с использованием эталонного комплекта прокладок

2. Измерьте крутящий момент качения подшипника (рис. 17).

Рисунок 17 Измерение качения подшипника Момент

3. Выберите окончательную толщину пакета прокладок на основе предварительно сконструированного таблица прокладок (рис. 15).
4. Установите последний пакет прокладок и завершите сборку, установка всех болтов (рис.18).

Рисунок 18 Сборка завершена

Рисунок 19 Червячный редуктор

Момент качения подшипника зависит от скорости вращения и использованный смазочный материал. В любом приложении с использованием набора крутящего момента При приближении смазка и скорость должны оставаться постоянными.

Самый распространенный метод измерения качения подшипников крутящий момент — динамометрическим ключом. Иногда розетка может быть использованный, который надевается на гайку на конце вала или, если это невозможно, можно сделать специальный переходник, который подходит к концу вала.В случаях, когда корпус можно повернуть, динамометрический ключ адаптирован к корпусу для измерения качения крутящий момент.

Если использование динамометрического ключа невозможно, пружинная шкала может быть заменен для измерения крутящего момента подшипника. Использование строки намотанный на шестерню или колесо и шкалу, запишите натяжение сила, необходимая для вращения сборки. Крутящий момент рассчитывается путем умножения радиуса шестерни или колеса вокруг которого струна была намотана силой натяжения. Этого шага можно избежать с помощью таблицы прокладок, которая указывает сила тяги vs.размер пакета прокладок.

При измерении момента качения подшипника проворачивайте вал как как можно медленнее, сохраняя плавность вращения.

Особенности настройки крутящего момента:

1. Возможность измерения крутящего момента качения. Дизайн должен одолжить для измерения крутящего момента подшипников. Где другие компоненты, такие как уплотнения, поршневые кольца и т. Д. способствовать крутящему моменту, необходимо предусмотреть распознавать и изолировать эти значения крутящего момента от подшипника крутящий момент прокатки.Примером может служить запись перетаскивания крутящий момент вала и уплотнения в состоянии люфта, затем «Добавить» требуемый крутящий момент качения подшипника для предварительного натяга состояние.
2. Возможность «переустановить» плотно подогнанные элементы. При плотной посадке элементы используются для регулировки подшипников, положения необходимо заставить «пересадить» или оттеснить этого члена после того, как приложена нагрузка с заданным крутящим моментом, и последняя регулировочная шайба пакет определяется.
3. Момент качения подшипника зависит от скорости вращения и нанесенная смазка. Они должны оставаться постоянными между единицами. Самый распространенный метод измерения крутящий момент — динамометрическим ключом. При измерении крутящий момент прокатки, проверните вал как можно медленнее (расчетная на 3,5 об / мин) при сохранении плавности вращения.
4. Набор крутящего момента. Не следует использовать при несбалансированном нагрузка (создаваемая, например, тяжелыми деталями, дисками сцепления или суппорта тормозов) ; это может привести к изменению крутящего момента во время вращение.
5. Для обслуживания на месте, метод установки крутящего момента не должен использоваться для повторного применения ранее использованных (например, приработка) подшипники; новый комплект подшипников или альтернативная техника должны быть использованы.

Типичные применения с установкой крутящего момента. Torque-set был успешно используется в различных промышленных и автомобильных приложениях. Типичные области применения: шестерня и дифференциал. валы, валы трансмиссии и валы коробки передач.

Преимущества набора крутящего момента:

• Обычно никаких специальных приспособлений или инструментов не требуется; а динамометрический ключ или простая пружинная шкала и шнур — все, что необходимы.
• Замеры регулировочного зазора не требуются; пакет прокладок просто изменили, чтобы получить правильную настройку.
• Этот метод полезен в оборудовании, где методы физически непрактичны или трудны. Однако это может оказаться непрактичным на очень большом оборудовании.
• Torque-set может применяться при обслуживании в полевых условиях, когда новый подшипники установлены.

Монтажные конструкции и наладочные устройства

Конические роликоподшипники

могут быть установлены в различных конфигурациях, и есть множество устройств для настройки подшипники с желаемым осевым люфтом или предварительной нагрузкой в ​​приложении.

Конусообразующие устройства. При непрямом монтаже, как правило один конус опирается на фиксированное плечо, а другой Конус подвижный и поддерживается некоторым регулирующим устройством.

Гайка шлицевая (рис.20) можно использовать для получения подшипника параметр. Гайка фиксируется шплинтом. Оба гайка и шайба должны быть достаточного размера, чтобы назад к конусу. Два отверстия для шплинта на валу, разнесенные 90 ° друг от друга, используются для получения в два раза большего количества положений запирания на- оборот гайки и соответствующий более близкий подшипник параметр. Контргайка, шайба с выступом и банка со стопорной шайбой. вместо шлицевой гайки (рис. 21). (См. Вспомогательную Детали в направляющей конического роликоподшипника для другой контргайки договоренности.)

Рисунок 20 Гайка с прорезью

Рисунок 21 Контргайка

Штыревую гайку (рис. 22) можно использовать для установки подшипников; и вставляя тонкую часть в паз под шпонку, фиксирует ее место.

Рисунок 22 Гайка стопора

Настройка, показанная на рисунке 23, достигается при использовании регулировочных шайб и концевой пластины. удерживается винтами с головкой на конце вала. Слот может быть предусмотрено на торцевой пластине для измерения зазора под прокладку.

Рисунок 23 Торцевая пластина

Подшипник типа TDO с конической втулкой над средней линией (Инжир.24) и подшипник типа TNA ниже средней линии. с фиксированной внутренней установкой, встроенной в подшипник. Подшипник типа TDO показан собранным на валу с втулка конуса и прижата к заплечику концевой пластиной. Подшипник типа TNA установлен на валу конусами. встали вместе и таким же образом прижали к плечу. В любом случае никаких дополнительных условий для настройки не требуется.

Рисунок 24 TDO и TDA

Устройства для установки стаканов. При прямом монтаже, обычно один чашка опирается на фиксированное плечо, с подвижной чашкой позиционируется каким-то удовлетворительным установочным устройством.

Держатель чашки (Рис.25, над средней линией) и толкатель чашки (ниже средней линии) используйте регулировочные шайбы для установки, а держатель или толкатель удерживается винтами с головкой под ключ.

Рисунок 25 Подстаканник и чашка Подписчик

Подшипники могут быть установлены с помощью выбранной проставки чашки с торцевая пластина, прикрепленная к корпусу винтами с головкой под ключ (рис.26).

Рисунок 26 Выбранная втулка чашки

Поставляется подшипник типа TDI с тарельчатой ​​втулкой (рис. 27). с распоркой чашки, обеспечивающей конкретную фиксированную внутреннюю настройку. Подшипник зажимается толкателем чашки через чашки и проставку напротив заплечика корпуса. Больше нет требуется установка.

Рисунок 27 TDI

Сводка

Возможность установки конических роликоподшипников является преимуществом. по сравнению с другими типами подшипников.Ручная настройка была считается приемлемым подходом многими производителями и будет использоваться в дальнейшем.