Использование упорных подшипников качения и скольжения, применение материалов
Упорные подшипники широко применяются в различных отраслях, несмотря на количественное преобладание радиальных и радиально-упорных моделей. Все потому, что упорные подшипники выполняют специфичную роль в механизмах — передают осевое вертикальное вращение или повороты при большой статической нагрузке.
Отличительной особенностью упорного подшипника является поперечное расположение контактной поверхности, перпендикулярно поворотной оси. Такие конструкции чаще всего представляют собой разъемные кольца или съемное кольцо, а в случае подшипников скольжения — форма подпятника, опорного кольца, кольцевых сегментов, гребенок.
Шариковые упорные подшипники производятся в соответствии с ГОСТ 7872-89. Материалы для производства упорных тонкостенных подшипников скольжения типа вкладышей, втулок, колец, подбираются согласно ГОСТ 228813-90.
При конструировании машин и механизмов, конструкторы используют преимущества разных видов подшипников качения и скольжения максимально выгодно, согласно назначению, нагрузкам и скорости вращения.
В автомобилях и мототранспорте упорные подшипники применяются в подвеске в качестве опоры амортизаторной стойки и в выжимном блоке сцепления. Небольшие упорные подшипники качения находят применение в поворотных столах станков, поворотных платформах конвейеров, в электрогенераторах, домкратах, широко распространены в робототехнике, строительной и сельскохозяйственной технике.
Одинарные подшипники, с одним рядом качения, способны вращаться только в одном направлении в то время, как сдвоенные, через независимое промежуточное кольцо, вращаются в обоих направлениях.
Такие модели находят применение в центрифугах, мешалках пищевой и химической промышленности.Роликовые конические упорные подшипники предназначены для более жесткого осевого центрирования в металлургическом оборудовании: обжимных станах, станах толстолистовой прокатки и станах горячей прокатки. Упорные роликоподшипники способны выдерживать высокие осевые нагрузки при средних и низких частотах вращения.
Сферические или сфероконические упорные подшипники обладают не только высокий грузоподъемностью и устойчивостью к радиальной нагрузке, но и способны компенсировать осевое отклонение, перекос вала на угол до нескольких градусов. По сути, это устойчивые к вибрации упорно-радиальные модели. Такие подшипники устанавливаются на высокие вертикальные поворотные опоры, шасси, используются в мобильной подъемно-транспортной технике.
Игольчатый упорный подшипник отличается от аналогичных моделей качения компактностью поперечного сечения. В такой модели пространство между поворотными частями минимизируется за счет применения игловидных роликов малой высоты. Если дорожки качения могут быть выполнены н деталях вращения, то игольчатый подшипник без колец занимает места не более, чем упорное кольцо скольжения.
Конструкции и материалы упорных подшипников постоянно модернизируются и улучшаются. Применение тех или иных материалов и сплавов обеспечивает торцевым контактным поверхностям поворотных деталей подвижность в определенных условиях эксплуатации: при больших перепадах температур, сочетании радиальной и статической нагрузок, сверхтяжелых отягощениях, отсутствии смазки.
Применение подшипников, подшипниковые узлы | Веб-Механик
Добрый день, дорогие друзья, в этой статье мы рассмотрим применение подшипников и конструкции подшипниковых узлов.
Опорные (упорные) подшипники воспринимают радиальные (осевые) нагрузки, действующие на вал и фиксируют его радиальное (осевое) положение относительно корпуса машины.
[box type=»info»]Это интересно — Подшипники качения:
[unordered_list style=»arrow»]
Нарышкин В.Н. Подшипники качения Справочник каталог
Черменский О.Н. Подшипники качения Справочник каталог
[/unordered_list][/box]
Такой подшипниковый узел обычно состоит из двух подшипников:
— фиксированного и плавающего
— двух подшипников, фиксированных только в одном осевом направлении (двусторонняя фиксация)
Рис. 1 Применение подшипников и конструкции подшипниковых узлов — Опоры подшипников
Фиксированный подшипникТакой подшипник воспринимает радиальную и осевую нагрузку одновременно в двух направлениях.
Он имеет осевую опору на валу и в корпусе. Для этого применяют радиальные шарикоподшипники, сферические роликоподшипники и двурядные или спаренные радиально-упорные шарикоподшипники и конические роликоподшипники.
Цилиндрические роликоподшипники с одним безбортовым кольцом можно использовать в фиксированной опоре в паре с другим, упорным подшипником, воспринимающим осевые нагрузки. Упорный подшипник устанавливается в корпусе с радиальным зазором.
Плавающий подшипникПлавающий подшипник воспринимает только радиальную нагрузку и допускает возможность относительного осевого перемещения вала и корпуса. осевое перемещение осуществляется либо в самом подшипнике (цилиндрические роликоподшипники), либо в посадке с зазором кольца подшипника и сопряженной детали.
Двусторонняя фиксацияДля двусторонней фиксации применяют радиальные шариковые и роликовые подшипники, воспринимающие осевую нагрузку хотя бы в одном направлении.
Внутренний зазор в подшипникахПод зазором в подшипнике понимают величину перемещения одного кольца подшипника относительного другого в радиальном (радиальный зазор) или осевом (осевой зазор) направлении.
Рис. 2 Применение подшипников и конструкции подшипниковых узлов — Радиальный и осевой зазор подшипников
Зазор в подшипниках качения различается на:
— до монтажа – начальный зазор;
— после монтажа;
— зазор в условиях эксплуатации – рабочий зазор
Посадка с натягом приводит к уменьшению внутреннего зазора. Начальный зазор в подшипниках обычно больше, чем рабочий зазор, который уменьшается за счет посадки колец с натягом и теплового расширения деталей подшипника и сопряженных деталей.
Рис. 3 Применение подшипников и конструкции подшипниковых узлов — Рабочие зазоры в подшипниках
Рабочий зазор в подшипниках должен быть несколько больше нуля. Небольшой предварительный натяг так же не влияет на работоспособность подшипников. По соображениям надежности, следует избегать предварительного натяга для подшипников, заменяемых в процессе эксплуатации машины. Величину зазора в подшипнике выбирают из соображения возможности достичь надлежащего рабочего зазора при установке подшипника с рекомендуемыми посадками при нормальных условиях работы.
Под долговечностью подшипников качения понимают число оборотов (или число рабочих часов при постоянно частоте вращения), которые совершит подшипник до появления признаков усталостного разрушения на его деталях.
На практике долговечность одинаковых подшипников отличается даже при совпадающих условиях работы. При выборе подшипников качения, кроме прочих, используют два параметра: соотношение динамической грузоподъемности к эквивалентной динамической нагрузки (с/р) и номинальную долговечность (L10).
Под номинальной долговечностью L10 понимают долговечность (в миллионах оборотах), которую достигнут или превысят 90% подшипников при равных условиях работы (при этом половина всех подшипников достигнут пятикратной номинальной долговечности).
Под спецификационной долговечностью L10t понимают долговечность, основанную на гипотетической нагрузке и частоте вращения, предписываемых изготовителем машины, в которой установлены подшипники.
Под сроком службы подшипников понимают промежуток времени, в течение которого данный подшипник в определенных периодических производственных условиях сохраняет работоспособность.
Под граничной нагрузкой по усталости Pu понимают значение нагрузки на подшипник, при которой в идеальных условиях эксплуатации усталостного разрушения никогда не возникает.
Сроки службы подшипников определяют:
— условия работы (величина нагрузки, усталостные процессы, износ, коррозия, загрязнения)
— правильный монтаж
— уход
Значения отношения нагрузок с/р, номинальную долговечность L10 , спецификационную долговечность L10t в часах в зависимости от отношения с/р и частоты вращения n можно определить с помощью номограммы или по формулам, приведенным в специальных справочниках.
Рис. 4 Применение подшипников и конструкции подшипниковых узлов — Номограмма долговечности подшипников
По материалам справочника «Неразрушающий контроль»
Применение и варианты радиально-упорных подшипников
Радиально-упорные подшипники, также известные как радиально-упорные шарикоподшипники и шарикоподшипники шпинделя, являются довольно популярными шарикоподшипниками, которые используются для поддержки осевой нагрузки.
Из-за своей особой формы и дизайна ему дали эти имена. Хотя этот подшипник является подходящим вариантом для восприятия осевой нагрузки, он не может использоваться как отдельный подшипник из-за конструктивных ограничений, вместо этого его следует использовать в парах или комбинациях. Поговорим об этих подшипниках подробнее.
Дизайн
Радиально-упорные подшипники состоят из двух отдельных колец , которые мы можем назвать внутренним и внешним кольцом из-за их расположения. Оба этих кольца разделены шариком и сепаратором, который удерживает шарики отдельно, не смещая их. В зависимости от применения и модификации радиально-упорный подшипник может иметь одну или две дорожки качения либо на внутреннем, либо на внешнем кольце, либо на обоих.
То же самое касается угла, который может варьироваться от 15 до 40 градусов в зависимости от приложения. В различных вариантах этих подшипников этот угол контакта изменяется, что приводит к увеличению несущей способности радиально-упорного подшипника.
С другой стороны, при увеличении осевой нагрузки за счет изменения угла контакта снижается допустимая радиальная нагрузка.
Варианты и материалы
Как упоминалось выше, радиально-упорные подшипники изготавливаются в различных формах, размерах и вариациях, но основная конструкция остается неизменной. В зависимости от области применения эти подшипники изготавливаются с различной точностью, допусками и углами контакта. То же самое касается материала, из которого они сделаны: нержавеющая сталь, пластик и керамика — вот некоторые из распространенных материалов, используемых в этих подшипниках.
Клетка, удерживающая все шарики по отдельности, обычно изготавливается из латуни, стали и даже из полиамида. Очевидно, что для улучшения общих характеристик этих подшипников добавляются специальные материалы сепаратора, покрытия, смазочные материалы и коррозионная стойкость.
Приложения
В основном они используются в оборудовании, требующем высокой производительности и точности; в большинстве машин, используемых в сельском хозяйстве, химической и других отраслях промышленности, используются радиально-упорные подшипники.
Машиностроение
Асимметричная конструкция этого подшипника обеспечивает высокую осевую нагрузку из-за углов контакта, что в конечном итоге приводит к комбинированной и сбалансированной грузоподъемности осевой нагрузки и радиальной нагрузки, которые действуют одновременно.
Структура
Радиально-упорный подшипник предназначен для одновременной работы с высокой осевой нагрузкой, а также умеренной радиальной нагрузкой, а его особая конструкция с двойными кольцами и шариками позволяет ему передавать общую нагрузку с одной дорожки качения на другую перпендикулярно.
С другой стороны, поскольку нагрузки приложены извне либо к внутреннему, либо к внешнему кольцу, и нагрузка также передается от одного кольца к другому под определенным углом, обе дорожки качения получают одинаковый угол контакта, что в конечном итоге приводит к простому правилу; чем выше осевая нагрузка, тем меньше поддержка радиальной нагрузки и наоборот.
Радиально-упорные шарикоподшипники Применение
Радиально-упорные шарикоподшипники используются в различных устройствах и оборудовании, однако эти подшипники разработаны и разработаны исключительно для восприятия высоких радиальных и осевых нагрузок в течение длительного времени. Существует три типа радиально-упорных шарикоподшипников: однорядные подшипники, двухрядные подшипники и шариковые подшипники с четырехточечным контактом. Помимо различий в их дизайне и структуре, они также имеют разные области применения и свойства. Однорядные подшипники используются для обеспечения высокой осевой нагрузки в одном направлении, в то время как двухрядные подшипники обеспечивают высокую осевую нагрузку в обоих направлениях.
Особенности конструкции радиально-упорных шарикоподшипников
Радиально-упорные шарикоподшипники состоят из внутреннего кольца, наружного кольца, шариков и сепаратора, который удерживает эти шарики под определенным углом. Благодаря особому углу и геометрии обоих колец и их заплечиков радиально-упорные шарикоподшипники обеспечивают высокую осевую грузоподъемность.
Доступно множество дополнительных атрибутов и параметров конструкции, которые применяются по запросу в зависимости от приложения и требований. Некоторыми из этих опций являются специальные смазки, материал сепаратора, который может существенно изменить производительность и долговечность устройства, а также различные виды покрытий.
Варианты радиально-упорных шарикоподшипников
Однорядные радиально-упорные шарикоподшипники известны своей производительностью и высокой точностью. Подшипники этого типа могут выдерживать высокие осевые и радиальные нагрузки, но из-за конструктивных ограничений и однорядной конструкции однорядные радиально-упорные шарикоподшипники могут работать только в одном направлении. С другой стороны, двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники не имеют этого конструктивного ограничения и могут работать в обоих направлениях. Четырехточечные радиально-упорные шарикоподшипники изготавливаются под углом 35 градусов, что значительно увеличивает их осевую грузоподъемность.
В этом типе радиально-упорных шарикоподшипников внутреннее кольцо разделено на две части, и этот тип подшипника также поставляется с дополнительными опциями, такими как специальные смазки, уплотнения и экраны для работы в экстремальных условиях. Наиболее распространенным материалом, используемым в радиально-упорных шарикоподшипниках, является нержавеющая сталь, а сепараторы изготавливаются из латуни и стали.
Применение радиально-упорных шарикоподшипников
Поскольку радиально-упорные шарикоподшипники изготавливаются с сотнями различных размеров, существует два типа этих подшипников, они используются в самых разных отраслях промышленности и в различных устройствах.
Использование радиально-упорных шарикоподшипников в сельском хозяйстве
Сельскохозяйственная промышленность нуждается в тяжелых машинах и оборудовании. Радиально-упорные шарикоподшипники известны своей высокой производительностью и высокой допустимой осевой и радиальной нагрузкой, что делает их идеальным решением для сельскохозяйственных машин.
