Идея колесного подшипника, так же стара и важна, как и само колесо. Все благодаря способности подшипника обеспечивать свободное качение без разрушительных последствий трения и износа при движении.
В этой статье мы определим и обсудим отдельные компоненты подшипника, также узнаем различия между «колесным подшипником» и «ступичным подшипником»». Независимо от формы и типа, все подшипники служат для одной основной цели, а главный компонент в них это шарики, ролики и цилиндрики.
Какие бывают типы и виды подшипников?
Шарикоподшипники
Шариковые подшипники — главным отличительным устройством являются шарики. Самый распространенный вид подшипника, которые часто используется в автомобильных подшипниках, электродвигателях, спортивном инвентаре и даже в бытовой технике. Основатель — является изобретателем массовой обработки шаров.
Поскольку их сферическая форма позволяет им вращаться в любом направлении, они могут обрабатывать как радиальные нагрузки (вес сверху, пример роликовых подшипники), так и осевые нагрузки (в сторону силы, пример подшипника полуоси).
Тем не менее, идеально круглые шарикоподшипники имеют очень малую площадь контакта (ширина контакта подшипника зависит от размеров шариков), за счет этого их применяют в тех местах транспортного средства, где небольшая нагрузка, которые не подлежат сильному давлению и ударам от дорожных воздействий. Применение шарикоподшипников для больших нагрузок подразумевает увеличение диаметра шарика, за счет чего и конструктивный размер подшипника увеличивается диаметрально (во все стороны).
Прямые роликовые подшипники
Роликовые подшипники — состоят из деталей цилиндрической формы, которые имеют одинаковый диаметр по всей их длине. Любая радиальная нагрузка оказываемая на них распространяются равномерно по гораздо более широкому пятну контакта (чем шариковые подшипники), поэтому они хороши для некоторых тяжелых условий эксплуатации. Изобретатель игольчатых подшипников — .
Недостатком прямых роликовых подшипников является то, что их форма не позволяет им обеспечивать большие осевые нагрузки. В подшипниковых узлах с малым диаметром вала используются прямые роликовые подшипники, очень часто используются в труднодоступных местах, таких как коробки передач.
Конические роликовые подшипники
Конические подшипники — состоят из роликов, но в отличие от прямых т.е. цилиндрических роликов имеют конусообразную форму. Конические ролики применяются в подшипниках для обработки высокой радиальной нагрузки или осевой, а так же способны выдерживать сильные удары.
Конические подшипники наиболее часто используются в подшипниках, смонтированных внутри ступицы колеса. Некоторые автопроизводители в одном подшипнике с коническими роликами используют второй аналогичный, зеркально расположенный т.е. они обращенны в противоположные стороны.
Устройство, состав, детали и элементы подшипника
Обойма
— это металлическое кольцо с гладкой обработанной внутренней и наружной поверхностью. Внутренние элементы подшипника окружены обоймой, которая обеспечивает поверхность по которой они вращаются, так и наружные. Наружная обойма подшипника в современных автомобилях все чаще становиться ступицей, что подразумевает замену всего подшипникового узла (ступицы), а не подшипника, который, как мы привыкли, должен быть запрессован внутри неё.
Если мы имеем дело с составным подшипником, который состоит из внутренней обоймы и сепаратора с шариками, отдельной наружной обоймой и сальником, то можно встретить тех, кто упрощает замену не меняя наружную обойму, которая запрессована в ступицу.
Старая обойма не должна использоваться повторно, даже если ее состояние может показаться хорошим. Вы не можете определить это на глаз, а ресурс нового подшипника сократите в разы, так как выход из строя старого подшипника подразумевает износ всех элементов подшипника.
Сепаратор подшипника — это обойма специальной формы, которая перфорированная по размеру составляющих подшипника элементов (шариков и роликов). Своего рода клетка, которая является внутренней поверхностью, в которой подшипники вращаются. Подшипниковые сепараторы обычно не продаются отдельно, поскольку они, как правило, являются основой частью подшипника.
Сальник подшипника
— имеет вид кольца, как правило, это закаленная резина. Сальник, как неправильно еще называют его — пыльник, используется, чтобы закрыть часть подшипника, где может вытекать смазка и попадать вода, а не просто защита от пыли. Уплотнения подшипников подвержены износу и всегда должны быть заменены вместе с подшипником.
Если на вашем автомобиле подшипниковый узел или подшипник — без установленного уплотнения или не поставляется в комплекте — советую купить его отдельно и заменить.
Ступица колеса
— это кованый или литой кусок металла, к которому монтируется автомобильное колесо. Колесные подшипники, как правило, находятся внутри ступицы колеса для обеспечения свободного вращения вокруг оси.
Подшипники, которые устанавлены внутри ступицы, часто называют ступица-подшипник (ступица в сборе). Об этом я уже говорил, но повторюсь, что продатся такой подшипник в сборе со ступицей, т.е. узел целиком, а замена может обходиться без применения пресса, что исключает неправильный монтаж.
Смазка подшипников — это высокотехнологичный продукт на нефтяной основе или синтетическая смазка, которая предназначена для смазывания поверхностей подшипника в местах сильного трения. В отличие от трансмиссионного масла или моторного, смазка для подшипников остаётся густой и вязкой при высоких температурах. Из-за сильной вязкости не предназначена для работы с поверхностями имеющие минимальные зазоры.
При выполнении ремонтных работ, должна использоваться чистая смазка. Если она храниться в банке, которая была оставлена на открытом воздуха в течение долгого времени, то пыль и грязь в воздухе, как магнит притягивается. Слой из пыли на поверхности смазки является угрозой для нового подшипника.
Применяя терминологию подшипников становится немного сложнее, но тогда мы можем увидеть различия между переднеприводным, заднеприводным и полноприводными транспортными средствами. Все зависит от колес, которые ведущие, а какие нет.
- Например, подшипники для ведущих колес известны как «ступичный подшипник «, являются ли они передними или задними, не имеет значения, потому, что они смонтированы на ступице с валом, который вращает ось внутри подшипника.
- Подшипники на передних или задних не приводных осях правильно называются «колесный подшипник» , так как они смонтированы между ступицей колеса и простым валом большого рычага.
- Полноприводный автомобиль будет иметь четыре ступичных подшипника .
Независимо от этих различий, когда ищут замену старому подшипнику, под термином «колесный подшипник» или «ступичный подшипник» подразумевают одну и туже деталь.
Статья написана исключительно для ознакомления интернет-пользователей с основными разновидностями подшипников и некоторыми другими нюансами. Будет полезна студентам ВТУЗов и, возможно, молодым специалистам.
Мы не несем ответственности за непосредственный, опосредственный или непреднамеренный ущерб, нанесенный в результате использования информации представленной в данной статье.
Постоянный адрес статьи:
При любом использовании данного материала ссылка на него обязательна!
Вы также можете принять участие в написание статьи, оставив свои дополнения , замечания и комментарии на электронном адресе: Указание имени автора того или иного изменения гарантируется!
Старый вариант статьи: http://www.snr.com.ru/e/about_bearings/about_bearing.htm
Подшипники - это технические устройства , являющиеся частью опор вращающихся осей и валов. Они воспринимают радиальные и осевые нагрузки, приложенные к валу или оси, и передают их на раму, корпус или иные части конструкции. При этом они должны также удерживать вал в пространстве, обеспечивать вращение, качание или линейное перемещение с минимальными энергопотерями. От качества подшипников в значительной мере зависит коэффициент полезного действия, работоспособность и долговечность машины.
Рисунок 1 - Подшипники выполняют функции опор осей и валов
Рисунок 2 - Подшипник линейного перемещения
В настоящее время широко находят применение подшипники:
контактные (имеющие трущиеся поверхности) - подшипники качени я и скольжения ;
бесконтактные (не имеющие трущихся поверхностей) - магнитные подшипники .
По виду трения различают:
подшипники скольжения , в которых опорная поверхность оси или вала скользит по рабочей поверхности подшипника;
подшипники качения , в которых используется трение качения благодаря установке шариков или роликов между подвижным и неподвижным кольцами подшипника.
Рисунок 3 - Принципиальная схема опоры с подшипником скольжения
Подшипник скольжения представляет собой корпус, имеющий цилиндрическое отверстие, в которое вставляется вкладыш или втулка из антифрикционного материала (часто используются цветные металлы), и смазывающее устройство. Между валом и отверстием втулки подшипника имеется зазор, который позволяет свободно вращаться валу. Для успешной работы подшипника зазор предварительно рассчитывается.
Рисунок 4 - Примеры смазочных канавок в подшипниках скольжения
В зависимости от конструкции, окружной скорости цапфы, условий эксплуатации трение скольжения бывает:
жидкостным, когда поверхности вала и подшипника разделены слоем жидкого смазочного материала , непосредственного контакта между этими поверхностями либо нет, либо он происходит на отдельных участках;
граничным – поверхности вала и подшипника соприкасаются полностью или на участках большой протяженности, причем смазочный материал в виде тонкой пленки ;
сухим – непосредственный контакт поверхностей вала и подшипника по всей длине или на участках большой протяженности , жидкостной или газообразный смазочный материал отсутствует;
газовое – поверхности вала и подшипника разделены слоем газа , трение минимально.
Таблица 1 - Виды смазки подшипников скольжения
|
Основные виды смазки |
Смазочные материалы и материалы для создания смазочных покрытий. Варианты смазки |
|
В наноструктурном состоянии: С, BN , MoS 2 и WS 2 ; В виде нанокомпозиционных покрытий: WC / C , MoS 2 / C , WS 2 / C , TiC / C и наноалмаза; В виде алмазных и алмазоподобных углеродистых покрытий: пленок из алмаза, гидрогенизированного углерода ( a - C : H ), аморфного углерода ( a -С), нитрида углерода ( C 3 N 4 ) и нитрида бора ( BN ); В виде твердых и сверхтвердых покрытий из VC , B 4 C , Al 2 O 3 , SiC , Si 3 O 4 , TiC , TiN , TiCN , AIN и BN , В виде чешуйчатых пленок из MoS 2 и графита; В виде неметаллических пленок из диоксида титана, фтористого кальция, стекла, оксида свинца, оксида цинка и оксида олово, В виде пленки из мягких металлов: свинца, золото, серебра, индия, меди и цинка, В виде самосмазывающихся композитов из нанотрубок, полимеров, углерода, графита и металлокерамики, В виде чешуйчатых пленок из углеродных составов: фторированного графита и фторид графита; Углерод; Полимеры: PTFE, нейлон и полиэтилен, Жиры, мыло, воск (стеариновая кислота), Керамика и металлокерамика. |
|
|
Жидкостная |
Гидродинамическая смазка: толстослойная и
эластогидродинамическая;
|
|
Тонкопленочная |
Смешанная смазка (полужидкостная); Граничная смазка. |
|
Газодинамическая смазка |
Существует большое количество конструктивных типов подшипников скольжения : самоустанавливающиеся, сегментные, самосмазывающиеся и т.д.
|
|
б) |
|
|
|
|
а) |
в) |
|
г ) |
|
а - внешний вид,
б - типичный шарнирный подшипник с поверхностью скольжения типа " металл-металл",
в - типичный шарнирный подшипник с самосмазывающейся поверхностью,
г - благодаря возможности самоустановки и восприятия больших нагрузок шарнирные подшипники находят применение в узлах тяжелой техники (например, в гидроцилиндре экскаватора)
Рисунок 5 - Шарнирные подшипники скольжения - одни из немногих типов подшипников скольжения, которые стандартизированы и выпускаются промышленностью серийно
Подшипники скольжения имеют следующие преимущества:
допускают высокую скорость вращения;
позволяют работать в воде, при вибрационных и ударных нагрузках;
экономичны при больших диаметрах валов;
возможность установки на валах, где подшипник должен быть разъемным (для коленчатых валов);
допускают регулирование различного зазора и, следовательно, точную установку геометрической оси вала.
а - двигатель шпинделя HDD c подшипником качения,
б - двигатель шпинделя HDD c гидродинамическим подшипником скольжения,
в - расположение гидродинамического подшипника скольжения в HDD (Hard Disk Drive)
Рисунок 6 - Использование гидродинамических подшипников скольжения вместо подшипников качения в компьютерных HDD (Hard Disk Drive ) дает возможность регулировать скорость вращения шпинделейв широком диапазоне (до 20 000 об/мин), уменьшить шум и влияние вибраций на работу устройств, тем самым позволив увеличить скорость передачи данных, обеспечить сохранность записанной информации и срок службы устройства в целом (до 10 лет), а также - создать более компактные HDD ( 0,8-дюймовые )
Таблица 2 - Сравнение типов подшипников используемых в шпинделях HDD (Hard Disk Drive)
|
Требования к HDD |
Требования к подшипнику |
Подшипник качения |
Гидродинамический подшипник |
Типичное применение |
|
|
из твердого металла |
из пористого материала* |
||||
|
Большой объем хранения данных |
Однократные биения |
Персональный компьютер, сервер |
|||
|
Высокие скорости вращения |
|||||
|
Низкий уровень шума |
Низкий уровень шума |
Пользовательский компьютер (нетбуки, SOHO) |
|||
|
Низкое потребление тока |
Низкий крутящий момент |
||||
|
Устойчивость к ударам |
Устойчивость к ударам |
Мобильные компьютеры (ноутбуки) |
|||
|
Безотказность |
Устойчивость к заклиниванию |
Все компьютеры |
|||
|
Жесткость |
Жесткость |
||||
Примечание:
* - данные приведены для NTN BEARPHITE;
** - обозначения: ++ - очень хорошо, + - хорошо, о - посредственно.
Недостатки подшипников скольжения:
высокие потери на трение и, следовательно, пониженный коэффициент полезного действия (0,95... 0,98);
необходимость в непрерывном смазывании;
неравномерный износ подшипника и цапфы;
применение для изготовления подшипников дорогостоящих материалов;
относительно высокая трудоемкость изготовления.
Рисунок 7 - Принципиальная схема опоры с подшипником качения
Подшипники качения работают преимущественно при трении качения и состоят из двух колец, тел качения , сепаратора, отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба – дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения.
|
|
|
|
|
г) д) |
||
а - с шариковыми телами качения, б - с короткими цилиндрическими роликами, в - с длинными цилиндрическими или игольчатыми роликами, г - с коническими роликами ,
д - с бочкообразными роликами
Примечание: приведены только некоторые виды тел качения
Рисунок 8 - В подшипниках качения применяются тела качения различных форм
В некоторых узлах машин в целях уменьшения габаритов, а также повышения точности и жесткости , применяются так называемые совмещенные опоры: дорожки качения выполняются непосредственно на валу или на поверхности корпусной детали. Некоторые подшипники качения изготовляют без сепаратора. Такие подшипники имеют большое число тел качения и, следовательно, большую грузоподъемность. Однако предельные частоты вращения бессепараторных подшипников значительно ниже вследствие повышенных моментов сопротивления вращению.
Рисунок 9 - Для сокращения радиальных размеров и массы используются “безобоемные” подшипники
Таблица 3 - Сравнение подшипников качения по эксплуатационным характеристикам
|
Тип подшипника |
Высокая частота вращения |
Восприятие перекоса |
|||
|
радиальная |
осевая |
комбинированная |
|||
|
Шариковый радиальный |
|||||
|
Шариковый радиальный двухрядный сферический |
|||||
|
Радиально-упорный однорядный шариковый |
|||||
|
Радиально-упорные шариковые двухрядный и однорядный сдвоенный ("спина к спине") |
|||||
|
Шариковый с четырехточечным контактом |
|||||
|
С коротким цилиндрическими роликами без бортов на одном из колец |
|||||
|
С коротким цилиндрическими роликами с бортами на противоположных сторонах наружного и внутреннего колец |
|||||
|
Радиальный игольчатый |
|||||
|
Сферический роликовый |
|||||
|
Конический роликовый |
|||||
|
Упорный шариковый |
|||||
|
Упорный с коническими роликами |
|||||
|
Упорно-радиальный роликовый сферический |
Примечание:
* - обозначения: +++ - очень хорошо, ++ - хорошо, + - удовлетворительно, о - плохо, х - непригодно.
По сравнению с подшипниками скольжения имеют следующие преимущества:
значительно меньше потери на трение, а, следовательно, более высокий КПД (до 0,995) и меньший нагрев;
в 10...20 раз меньше момент трения при пуске;
экономия дефицитных цветных материалов, которые чаще всего используются при изготовлении подшипников скольжения;
меньшие габаритные размеры в осевом направлении;
простота обслуживания и замены;
меньше расход смазочного материала;
невысокая стоимость вследствие массового производства стандартных подшипников;
простота ремонта машины вследствие взаимозаменяемости подшипников.
а)
б)
в)
г)
д)
e )
а - повреждение внутреннего кольца сферического роликового подшипника, вызванное чрезмерным натягом при посадке ;
б - фреттинг-коррозия внутреннего кольца радиального роликового цилиндрического подшипника, вызванное действием вибрации ;
в - повреждение внутреннего кольца радиального шарикового подшипника, вызванное действием чрезмерной осевой нагрузки ;
г - повреждение внутреннего кольца радиального роликового цилиндрического подшипника, вызванное действием чрезмерной радиальной нагрузки ;
д - следы ржавчины на поверхности ролика сферического роликового подшипника, вызванные попаданием воды внутрь подшипника ;
e - повреждение сепаратора роликового конического подшипника, вызываемое действием больших нагрузок и/или вибраций , и/или неправильным монтажом, и/ или смазыванием, и/или работойна высоких частотах вращения
Рисунок 10 - Повреждения подшипников качения
Недостатками подшипников качения являются:
ограниченная возможность применения при очень больших нагрузках и высоких скоростях;
непригодность для работы при значительных ударных и вибрационных нагрузках из-за высоких контактных напряжений и плохой способности демпфировать колебания;
значительные габаритные размеры в радиальном направлении и масса;
шум во время работы, обусловленный погрешностями форм;
сложность установки и монтажа подшипниковых узлов;
повышенная чувствительность к неточности установки;
высокая стоимость при мелкосерийном производстве уникальных по размерам подшипников.
Рисунок 11 - Магнитный подшипник
Принцип работы магнитного подшипника (подвеса) основан на использовании левитации, создаваемой электрическими и магнитными полями. Магнитные подшипники позволяют без физического контакта осуществлять подвес вращающегося вала и его относительное вращение без трения и износа.
Рисунок 12 - Детская игрушка Левитрон наглядно демонстрирует, на что способны электромагнитные поля
Электрические и магнитные подвесы, в зависимости от принципа действия, принято разбивать на девять типов:
Электростатические;
на постоянных магнитах;
активные магнитные;
LC- резонансные;
индукционные;
кондукционные;
диамагнитные;
Сверхпроводящие;
Магнитогидродинамические.
Рисунок 13 - Принципиальная схема типичной системы на основе активного магнитного подшипника ( АМП )
Наибольшую популярность в настоящее время получили активные магнитные подшипники. Активный магнитный подшипник (АМП) - это управляемое мехатронное устройство, в котором стабилизация положения ротора осуществляется силами магнитного притяжения, действующими на ротор со стороны электромагнитов, ток в которых регулируется системой автоматического управления по сигналам датчиков перемещений ротора. Полный неконтактный подвес ротора может быть осуществлен с помощью либо двух радиальных и одного осевого АМП, либо двух конических АМП. Поэтому система магнитного подвеса ротора включает в себя как сами подшипники, встроенные в корпус машины, так и электронный блок управления, соединенный проводами с обмотками электромагнитов и датчиками. В системе управления может использоваться как аналоговая, так и более современная цифровая обработка сигналов.
Рисунок 14 - Принципиальная схема управления типичной системы на основе активного магнитного подшипника
Основными преимуществами АМП являются:
относительно высокая грузоподъемность;
высокая механическая прочность;
возможность осуществления устойчивой неконтактной подвески тела;
возможность изменения жесткости и демпфирования в широких пределах;
возможность использования при высоких скоростях вращения, в вакууме, высоких и низких температурах, стерильных технологиях...
|
|
|
| а) |
б) |
а - схема компрессора с подшипниками качения,
б - схема компрессора с магнитными подшипниками
Рисунок 15 - Применение магнитных подшипников дает возможность сделать конструкцию более жесткой , что , например , позволяет уменьшить динамический прогиб вала при высоких частотах вращения
В настоящие время для АМП идет создание международного стандарта, для чего был создан специальный комитет ISO TC108/SC2/WG7.
АМП могут эффективно применяться в следующем оборудовании :
Турбокомпрессоры и турбовентиляторы;
Турбомолекулярные насосы;
Электрошпиндели (фрезерные, сверлильные, шлифовальные);
Турбодетандеры;
газовые турбины и турбоэлектрические агрегаты;
инерционные накопители энергии.
Рисунок 16 - Шпиндели для вакуумных машин с активными магнитными подшипниками
Однако АМП требуют сложную и дорогостоящую аппаратуру управления, внешнего источника электроэнергии, что снижает эффективность и надежность всей системы. Поэтому идут активные работы по созданию пассивных магнитных подшипников (ПМП), которые не требуют сложных систем регулирования: например, на основе высокоэнергетических постоянных магнитов NdFeB (неодим-жедезо-бор).
Рисунок 17 - Пассивный магнитный подшипник на основе высокоэнергетических постоянных магнитов
Русское слово “подшипник ”, судя по названию, образовано от корня “шип” и приставки “под”. То есть подшипник - это нечто расположенное “под шипом”. Вот что говорит на этот счет классический словарь “Толковый словарь живого великорусского языка Владимира Даля”, содержащий много старинных и первоначальных значений тех или иных русских слов.
ПОДШИПНЫЙ - то, что под шипом. Подшипник м. в машинах, та часть подушки, на коей лежит шип оси или вала, упорная подкладка, на коей ось обращается.
ШИП - вообще, всякая насаженная, вставленная, припаянная или оттянутая ковкою часть вещи, для вставки в гнездо, для захвата, задержки и пр.
ШИПНИК
- м. подшипник или гнездо, куда
вкладывается шип оси.
Говоря современным инженерным языком, речь идет о гнезде или втулке, куда вставляется цапфа вала или оси (шип) и там вращается. Первоначально использовались втулки (подшипники скольжения), затем распространились подшипники качения. Однако название осталось, так как подшипник – по-прежнему деталь, которая располагается “под шипом”.
а - внешний вид ступицы колеса телеги,
б - конструкция
ступицы колеса телеги
Рисунок 18 - На примере конструкции ступицы колеса телеги, которые широко использовались в России почти до середины XX века, можно понять, откуда произошло слово “подшипник” – нечто расположенное “под шипом”
В английском языке, например, слово “bearing ” (“подшипник”) берет свое начало от “to bear” в смысле “поддерживать” и “нести нагрузку”. То есть bearing - это нечто поддерживающее и несущее нагрузку от вращающейся оси.
Нередко слово “подшипник” пишут как “потшипник” , “подшибник” , “потшибник” , то есть с явной орфографической ошибкой. Это связано с тем, что при произношении согласные “б” и “п”, “д” и “т” довольно близки по звучанию. Поэтому, если человек незнаком с орфографией слова “подшипник” и не знает его происхождения, то старается применить правило “как слышится - так и пишется”. Но в данном случае применять такое правило нельзя.
Подшипники используются в различных уголках мира, и это слово звучит довольно часто из уст инженеров и техников. Однако “подшипники” на разных языках пишутся и звучат по-разному.
Таблица 4 - Слово “подшипники” на некоторых языках мира
|
Язык |
Написание |
Транскрипция на английском |
Как звучит на русском |
|
Английский |
Bearings |
[ be:ərɪŋs] |
Бэрингс |
|
Арабский |
محامل |
[ maha:məl ] |
махамэль |
|
Голландский |
Lagers |
|
Лагхес |
|
Испанский |
родамьентос |
||
|
Итальянский |
Cuscinetti |
|
Кушинетти |
|
Китайский |
轴承 |
|
|
|
Корейский |
베어링 |
|
Пёрин |
|
Немецкий |
вальтслагэ |
||
|
Португальский |
Rolamentos |
|
Роламентос |
|
Русский |
подшипники |
подшипники |
|
|
Французский |
Roulements << Наверх 1
) Albert Kascak
,
Robert Fusaro
&
Wilfredo Morales. Permanent
Magnetic Bearing for Spacecraft Applications. NASA/TM-2003-211996;
5) ISO Standardization for Active Magnetic Bearing Technology. Published 2005 ; 6)
Kazuhisa Miyoshi. Solid
Lubricants and Coatings for Extreme Environments:
State-of-the-Art Survey. NASA, 2007
; 9) NTN Technical Review №71. April 2004. OSAKA, JAPAN; 10
) Lei Shi, Lei Zhao, Guojun Yang и др.
DESIGN AND EXPERIMENTS OF THE ACTIVE MAGNETIC 14) Torbjorn A. Lembke. Induction
Bearings. A Homopolar Concept for High Speed Machines. Electrical Machines and
Power Electronics. Department of Electrical Engineering. Royal Institute of
Technology.
Stockholm, Sweden,
2003
;
18) Черменский О.Н., Федотов Н.Н. Подшипники качения. Справочник-каталог. М: Машиностроение, 2003 ; 19) Толковый словарь живого великорусского языка Владимира Даля. |
Существует несколько типов и модификаций опорных механизмов, обеспечивающих взаимное перемещение конструктивных частей различных устройств. По характеру трения подобные образцы делятся на 2 вида. С классификацией и таблицей размеров представителей одного из них – подшипников качения – мы и познакомимся в предлагаемой статье.
Данное изделие – 2 кольца разных диаметров, между которыми помещен сепаратор. По сути, это «оболочка», в которой находятся подвижные элементы (в отдельных модификациях она может отсутствовать). В отличие от аналогов, работа которых основана на скольжении, при изготовлении таких образцов используется только сталь (нержавеющая, теплостойкая и так далее – вариантов много).
Тем, кто хочет детально разобраться с ТУ на подшипники качения, их классами точности, типоразмерами и допусками, модификациями и рядом других особенностей, автор рекомендует обратиться к . Он заменяет стандарт под таким же номером от 2002 года.
Классификация подшипников качения
Она довольно сложная, и разница некоторых модификаций понятна лишь специалисту, равно, как и имеет принципиальное значение в большинстве случаев только для него. Но если рассмотреть весь сортамент продукции, оговоренный ГОСТ, то можно категорировать все подшипники качения следующим образом.
По восприятию нагрузки
- Упорные. Место установки – вертикально ориентированные валы, угловые скорости вращения которых не отличаются большими значениями. Такие подшипники предназначены для противодействия нагрузкам осевым.
- Радиальные. Название свидетельствует, что они устанавливаются на валах, испытывающих нагрузки, вектор силы которых перпендикулярен оси.
- Упорно-радиальные и радиально-упорные. По сути, такие подшипники универсальны в применении, так как сочетают в себе качества (свойства, особенности) двух предыдущих модификаций. Есть ли между ними разница, если в названиях одинаковые термины? Да. Специфика применения определяется словом, стоящим на первом месте в наименовании подшипника качения. Именно оно показывает, на какой вид нагрузки (по максимуму) более всего ориентирован образец. В соответствие с инженерными расчетами и делается выбор в пользу того или иного его исполнения.
По конструктивным особенностям
- Подшипники самоустанавливающиеся.
- Открытые.
- Закрытые подшипники.
- С самоустанавливающимся кольцом.
- Сдвоенные.
- Подшипники комплектные.
- Подузлы.
- Желобные.
По подвижным элементам
- Шариковые.
- Роликовые. Эти элементы, в свою очередь, могут иметь различную геометрию и подразделяются на: цилиндрические, конические, витые (пустотелые), бочкообразные, длинные, игольчатые, короткие.
По числу желобов
По ним перемещаются подвижные элементы. Желоба располагаются рядами, количество которых может быть 1, 2 или 4.
По геометрии посадочного отверстия подшипника
- Конусное.
- Цилиндрическое.
По специфике применения
- Приборные.
- Базовые.
Преимущества использования подшипников качения
- Повышение класса точности работы механизмов (агрегатов, приборов).
- Уменьшение эксплуатационных расходов.
- Более длительный безремонтный срок службы образцов как результат надежности подшипников за счет снижения степени их износа.
- Расширение ряда функциональных возможностей узлов и механизмов, собранных на основе таких комплектующих.
Таблица размеров
Предельные величины основных параметров (в мм)
Диаметры
- Внутренний: 0,6 – 2 000.
- Наружный: 2,5 – 2 850.
Ширина колец: 10 – 19.
Как смог убедиться читатель, даже лишь один вид опорных механизмов – подшипников качения – имеет множество модификаций и типоразмеров. При замене детали по принципу «один в один» необходимо внимательно смотреть на ее маркировку.
С их помощью достигается равномерное движение между соприкасающимися поверхностями с соблюдением низкого уровня трения. Речь идет не только о линейном, но и о вращательном движении. Различают шесть основных типов подшипников, каждый из которых отличается своими характерными особенностями и областями применения:
Шариковые подшипники
– изделия такого типа считаются самыми востребованными и самыми популярными в своем роде. В состав их конструкции входят так называемые шариковые тела качения, заключенные в беговые дорожки, которые состоят из обойм в форме кольца и механических сепараторов. Шары контактируют с поверхностью дорожек только частично, что в значительной степени сокращает момент трения в подшипнике и позволяет добиться впечатляющих скоростей вращения. Шариковые подшипники используются в высокоскоростных редукторах, электродвигателях и входят в состав конструкции медицинского оборудования.Цилиндрические роликовые механизмы
– в таких изделиях вместо обычных шариков в качестве тел качения используются ролики в форме миниатюрных цилиндров, которые соединяются между собой посредством сепараторов. Они выдерживают серьезные радиальные нагрузки, но очень чувствительны к осевым напряжениям. Цилиндрические подшипники часто насчитывают больше одного ряда цилиндров, что позволяет в разы повысить грузоподъемность. Они входят в конструкцию металлорежущих станков, насосов и крупных электродвигателей.Конические роликовые механизмы
– тела качения в форме конусов обуславливают их угловое расположение в конструкции по отношению к вращательной оси подшипника. В данном случае наблюдается взаимодействие осевых и радиальных сил, что обеспечивает адекватное восприятие комбинированных нагрузок без деформаций. Они применяются в ступицах автомобильного транспорта, осевых железнодорожных буксах и в косозубых механических передачах.Самоустанавливающиеся двухрядные механизмы
– внутренняя часть наружного кольца таких подшипников имеет форму сферы, поэтому они могут гарантировать стабильную работу даже в том случае, когда внутреннее кольцо перекошено или наблюдается существенный прогиб вала. Кроме того, благодаря двум рядам тел качения достигается высокая грузоподъемность. С их помощью работают вентиляторы, ветряные электрогенераторы и металлургические станки.Игольчатые подшипники
– уступают цилиндрическим механизмам только по вращательной скорости. Используются в самом разном оборудовании и инструментах, в частности в спортивных тренажерах.Роликовые упорные подшипники
– применяются в самых разных производственных сферах, требующих выдерживания серьезных осевых нагрузок. Входят в состав экструдеров, генераторов переменного тока и вертикальных валов.Выпускаемые в СНГ подшипники качения классифицируют по направлению воспринимаемой нагрузки, в соответствии с ГОСТ3395-75 - радиальные, радиально-упорные, упорно-радиальные и упорные.
Рис. 1. Подшипники качения: а, б, в, г, д, е - радиальные подшипники; ж, з - радиально-упорные подшипники;
и, к - упорные подшипники;
1 - внутреннее кольцо; 2 - тело качения; 3 - наружное кольцо; 4- сепаратор
Радиальные подшипники (см. рис. 1, а-е) воспринимают (в основном) радиальную нагрузку, т. е. нагрузку, направленную перпендикулярно к геометрической оси вала.
Упорные подшипники (см. рис. 1, и, к) воспринимают только осевую нагрузку.
Радиально-упорные (см. рис. 1, ж, з) и упорно-радиальные подшипники могут одновременно воспринимать как радиальную, так и осевую нагрузку. При этом упорно-радиальные подшипники предназначены для преобладающей осевой нагрузки.
В зависимости от соотношения радиальных габаритных размеров (рис. 2) наружного и внутреннего диаметров подшипники делят на серии (7 серии, при d - const, D- var): сверхлегкую , особо легкую , легкую , среднюю , тяжелую , легкую широкую, среднюю широкую. Основное распространение имеют легкие и средние узкие серии.
Рис. 2. Размерные серии подшипников качения: а - особо легкая; б - легкая;в - легкая широкая; г- средняя; д - средняя широкая; е -тяжелая
по ширине (5 серии, при d и D - const, B(T) - var): особоузкие, узкие, нормальные, широкие и особо широкие.
В зависимости от серии при одном и том же внутреннем диаметре кольца подшипника наружный диаметр кольца и его ширина изменяются.
Точность подшипников качения определяется:
а) точностью основных размеров;
б) точность вращения.
Точность основных размеров определяется отклонениями размеров внутреннего и наружного диаметров и ширины кольца. Отклонения размеров диаметров определяет характер посадки.
Точность вращения характеризуется радиальным и боковым биением дорожки качения. В РФ подшипники качения выпускаются следующих классов в порядке возрастания точности:
По классам точности подшипники различают следующим образом (по ГОСТ 520-89):
"0" - нормального класса (радиальное биение внутреннего кольца 20 мкм);
"6" - повышенной точности (радиальное биение внутреннего кольца 10 мкм);
"5" - высокой точности (радиальное биение внутреннего кольца 5 мкм);
"4" - особовысокой точности (радиальное биение внутреннего кольца 3 мкм);
"2" - сверхвысокой точности (радиальное биение внутреннего кольца 2,5 мкм);
8 и 7 - грубые ниже 0;
6Х - только для роликовых конических подшипников.
При выборе класса точности подшипника необходимо помнить о том, что "чем точнее, тем дороже". Для иллюстрации соотношения точности подшипников разных классов и их стоимости ниже приведены максимальные величины радиальных биений внутренних колец подшипников с посадочными диаметрами 50...80 мм и относительная стоимость подшипников.
В связи с тем, что при повышении точности изготовления подшипников резко возрастает их стоимость, для большинства редукторов общего назначения применяют подшипники 0 класса точности.
Подшипники более высоких классов точности назначают для валов, требующих особой точности вращения (шпинделей металлорежущих станков, валов и осей приборов и т.п.), или при наличии жестких требований к уровню их шума.
По форме тел качения подшипники делят на шариковые (см. рис. 1, а, б, ж, и), с цилиндрическими роликами (см. рис. 1, в), с коническими роликами (см. рис. 1, з, к), игольчатые (см. рис. 1, д), с витыми роликами (см. рис. 1, е), с бочкообразными роликами (сферическими) (см. рис. 1, г).Тела качения игольчатых подшипников тонкие ролики - иглы диаметром 1,6-5 мм. Длина игл в 5-10 раз больше их диаметра. Сепараторы в игольчатых подшипниках отсутствуют.
По числу рядов тел качения различают однорядные (см. рис. 1, а, в, д-к) (имеющие основное применение), двухрядные (см. рис. 1, б, г), четырехрядные, многорядные подшипники качения.
По конструктивным и эксплуатационным признакам подшипники делят на самоустанавливающиеся (тип 1000 - шариковые; тип 3000 - роликовые) (см. рис. 1, б, г)), допускающие перекос валов на опорах до 2-3 град., и несамоустанавливающиеся (все шарико- и роликоподшипники, кроме сферических) (см. рис. 1, а, в, д-к).
По способу изготовления сепараторов различают подшипники со штампованными и литыми сепараторами.
По конструктивным особенностям (с контактным уплотнением, с защитной шайбой, с фланцем на наружном кольце и т.д.).
В зависимости от требований по уровню вибрации, шума и других дополнительных требований установлено три категории ПК: A (самая высокая), B и C. Также введены дополнительные ряды радиальных зазоров и ряды моментов трения.
Обозначение подшипников качения
Под типом подшипника понимают его конструктивную разновидность, определяемую по признакам классификации.
Каждый подшипник качения имеет условное клеймо, обозначающее тип, размер, класс точности, завод-изготовитель.
На неразъемные подшипники клеймо наносят на одно из колец, на разборные - на оба кольца, например, на радиальный подшипник с короткими цилиндрическими роликами (см. рис. 1, в), где наружное кольцо без бортов и свободно снимается, а внутреннее кольцо с бортами составляет комплект с сепаратором и роликами.
На один и тот же диаметр шейки вала предусматривается несколько серий подшипников, которые отличаются размерами колец и тел качения и соответственно величиной воспринимаемых нагрузок.
В пределах каждой серии подшипники равных типов взаимозаменяемы в мировом масштабе. В стандартах указываются: номер подшипника, размеры, вес, предельное число оборотов, статическая нагрузка и коэффициент работоспособности.
Подшипники имеют условные обозначения, составленные из цифр и букв (ГОСТ 3189-89). Условные обозначения разделяют на основное и дополнительное.
Основное условное обозначение подшипника характеризует его размер внутреннего диаметра, серию, тип и конструктивные разновидности. Очерёдность знаков в основном обозначении - справа налево.
Первая и вторая цифры справа условно обозначают его номинальный внутренний диаметр d(диаметр вала). Для определения истинного размера d(в миллиметрах) необходимо указанные две цифры умножить на пять. Например, подшипник...04 имеет внутренний диаметр 04∙5 = 20 мм. Это правило распространяется на подшипники с цифрами...04 и выше, до...99, т. е. для подшипников с внутренним посадочным диаметром 20≤dd- 10 мм; ...01 d= 12 мм; ...02 d= 15 мм; ...03 d= 17 мм.
Третья цифра справа обозначает серию подшипника, определяя его наружный диаметр D: сверхлегкая (цифры обозначения 8; 9), особолегкая (1; 7), легкая (2 или 5), средняя (3 или 6) и тяжелая (4), а по ширине B - особоузкая (8), узкая (0; 7), нормальная (1), широкая (2), особоширокая (3; 4; 5; 6). На практике наибольшее распространение имеют подшипники легкой и средней серий. На рис. 3 приведены сравнительные параметры подшипников некоторых типов и серий для номинального внутреннего диаметра d = 80 мм.
Рис. 3. Сравнительные параметры подшипников различных типов и серий при внутреннем диаметре d=80 мм:
1- масса
m
; 2- динамическая грузоподъемность С
r
; 3- предельная частота вращения n
Четвертая цифра справа обозначает тип подшипника. Если эта цифра 0, то это означает, что подшипник радиальный шариковый однорядный; шариковый однорядный (если левее 0 нет цифр, то 0 не указывают); 0 - радиальный шариковый; 1 - радиальный шариковый двухрядный сферический; 2 - радиальный с короткими цилиндрическими роликами; 3 - радиальный роликовый двухрядный сферический; 4 - игольчатый или роликовый с длинными цилиндрическими роликами; 5 - радиальный с витыми роликами; 6 - радиально-упорный шариковый; 7 - роликовый конический (радиально-упорный); 8 - упорный шариковый; 9 - упорный роликовый.
Так, например, подшипник 7208 является роликовым коническим.
Пятая и шестая цифры справа характеризуют конструктивные особенности подшипника, так называемое "исполнение" подшипника, не влияющие на основные характеристики (ГОСТ 3395-89) (неразборный, с защитной шайбой, с закрепительной втулкой, величину угла контакта α, наличие стопорной канавки на наружном кольце, наличие уплотнений с заложенной смазкой, наличие канавки на наружном кольце шарикоподшипника, предназначенной для стопорного пружинного кольца, на наличие встроенных уплотнений и т.п.).
Например:
50312 - радиальный однорядный шарикоподшипник средней серии со стопорной канавкой на наружном кольце;
150312 - тот же подшипник с защитной шайбой;
36312 - радиально-упорный шариковый однорядный подшипник средней серии, неразборный.
60 205 - подшипник шариковый (0 - четвертая цифра) радиальный однорядный с одной защитной шайбой (6) - пятая цифра. Внутренний диаметр d = 05 x 5 = 25 мм. Цифры 6, 5, 4, 2, которые ставятся перед обозначением через тире (5-60205) обозначающий класс точности. Нормальный класс точности обозначается цифрой "0", которая не указывается.
Седьмая цифра справа характеризует серию подшипника по ширине.
ГОСТом установлены следующие классы точности подшипников качения: 0 - нормальный класс (как правило, 0 в обозначении не указывают); 6 - повышенный; 5 - высокий, 4 - особо высокий, 2 - сверхвысокий. Цифру, обозначающую класс точности, ставят слева от условного обозначения подшипника и отделяют от него знаком тире; например, 206 означает шариковый радиальный подшипник легкой серии с номинальным диаметром 30 мм, класса точности 0.
Кроме цифр основного обозначения слева и справа от него могут дополнительные буквенные или цифровые знаки, характеризующие специальные условия изготовления данного подшипника.
Дополнительное условное обозначение проставляют слева и справа от основного условного обозначения. Так, класс точности маркируют цифрой слева через тире от основного обозначения. В порядке повышения точности классы точности обозначают: 0, 6, 5, 4, 2. Класс точности, обозначаемой цифрой 0 и соответствующей нормальной точности, не проставляют, так как это позволяет сократить обозначения для часто употребляемых подшипников. В общим машиностроение применяют подшипники классов 0 и 6. В изделиях высокой точности или работающей высокой частотой вращения (шпиндельные узлы скоростных станков, высокооборотный электродвигатели и др.) применяют подшипники класса 5 и 4. подшипники класса точности 2 используют в гироскопических приборах. Помимо приведенных выше имеются и дополнительные (более высокие и более низкие) классы точности.
Так, например, подшипник 7208 - класса точности 0.
Диаметральный зазор подшипника обозначают номером ряда и указывают перед классом точности подшипника.
Дополнительное обозначение справа от основного характеризует повышенную грузоподъёмность, изменения металла колец и сепаратора, температуру отпуска деталей, марку смазки в подшипниках закрытого типа и другие специальные технические требования (ГОСТ 590-89) и помещают (слитно с основной частью) буквенно-цифровую маркировку. Например, у подшипников закрытого типа, заполненных смазочным материалом, отличным от ЦИАТИМ-201, справа помещают следующее дополнительное обозначение: С2 - если применяется ЦИАТИМ-221; С5 - ЦИАТИМ 202; С17 - Литол-24.
Более подробно расшифровка символов маркировки подшипников приводится, например, в каталоге подшипников НИИАВТОПРОМа.
Пример обозначения: 3-5-180109-С17 - подшипник шариковый радиальный однорядный с d = 45 мм, где 09 - внутренний диаметр; 1 - серия диаметра D; 0 - тип подшипника; 18 - конструктивная разновидность; 3 - номер ряда диаметрального (радиального) зазора; 5 - класс точности; С17 - пластичный смазочный материал ЛИТОЛ-24.
В зависимости от наличия дополнительных требований к уровню вибраций, отклонениям формы и расположения поверхностей качения, моменту трения и др. установлены три категории подшипников: А - повышенные регламентированные нормы; В - регламентированные нормы; С - без дополнительных требований.
Возможные знаки справа от основного обозначения:
все или часть деталей из коррозионно-стойкой стали - Ю;
детали подшипников из теплостойких сталей - Р;
сепаратор из черных металлов - Г;
сепаратор из пластических материалов - Е;
специальные требования к подшипнику по шуму - Ш;
подшипник закрытого типа при заполнении смазочным материалом ЦИАТИМ-221 - С1.
температура отпуска колец - Т (при t=200 град. C); Т1 (при t=255 град. C) и т.д.
Примеры обозначений подшипников:
305 - подшипник с внутренним посадочным диаметром d=25 мм, средней серии, радиальный шариковый однорядный, без конструктивных особенностей, нулевого класса точности, с диаметральным зазором по основному ряду, из обычных подшипниковых сталей, без специальных требований;
311 - подшипник шариковый радиальный однорядный, средней серии диаметров 3, серии ширин 0, с внутренним диаметром d = 55 мм, основной конструкции (см. рис. 14.5, а), класса точности 0;
67210 - подшипник с внутренним посадочным диаметром d=50 мм, легкой серии, радиально-упорный роликовый однорядный с наружным кольцом, имеющим упорный борт, нулевого класса точности, с диаметральным зазором по основному ряду, из обычных подшипниковых сталей, без специальных требований;
6-206 - подшипник шариковый радиальный однорядный, внутренний диаметр d= 30 мм (06 х 5): легкой серии: класс точности - 6:
2311 - подшипник роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами: внутренний диаметр d = 55 мм (11 х 5); средней узкой серии; класс точности - 0.
6-36209 - подшипник шариковый радиально-упорный однорядный, легкой серии диаметров 2, серии ширин 0, с внутренним диаметром d = 45 мм, с углом контакта а = 12 град., класса точности 6;
4-12210 - подшипник роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами, легкой серии диаметров 2, серии ширин 0, с внутренним диаметром d = 50 мм, с одним бортом на наружном кольце (см. рис. 14.9, б), класса точности 4;
4-3003124Р - подшипник роликовый радиальный сферический двухрядный особолегкой серии диаметров 1, серии ширин 3, с внутренним диаметром d=120 мм, основной конструкции (см. рис. 14.8), класса точности 4, детали подшипника изготовлены из теплостойких сталей;
3-0-180209С17 - подшипник с внутренним посадочным диаметром d=45 мм, легкой серии, радиальный шариковый однорядный, со встроенными двухсторонними уплотнениями, заполненный смазочным материалом Литол-24, из обычных подшипниковых сталей, без специальных требований, нулевого класса точности, с диаметральным зазором по 3-у дополнительному ряду.
6-7310А: радиально-упорный роликовый конический (7) повышенной грузоподъемности (А) средней узкой серии (3) диаметром d = 50мм (10) 6-го класса точности;
А75-180208С17Ш2: радиальный шариковый (0) однорядный с двусторонним уплотнением (18) и постоянной смазкой "Литол-24" (С17) со специальными требованиями по шуму (Ш2) легкой узкой серии (2) диаметром d= 40 мм (08), 5-го класса точности категории А с радиальным зазором по 7-му ряду.
Характеристики подшипников качения
Наибольшее распространение получили шариковые радиальные однорядные подшипники (см. рис. 1, а). Шариковый однорядный радиальный (тип 0000) является базовым для сравнения с ним других типов; это наиболее быстроходный и дешевый подшипник, но с меньшей грузоподъемностью. Эти подшипники допускают сравнительно большую угловую скорость, особенно с сепараторами из цветных металлов или из пластмасс, допускают небольшие перекосы вала (от 15" до 30") и могут воспринимать незначительные осевые нагрузки. Допустимая осевая нагрузка для радиальных несамоустанавливающихся подшипников не должна превышать 70% от неиспользованной радиальной грузоподъемности подшипника. По сравнению с подшипниками других типов имеют минимальные потери на трение; фиксируют положение вала относительно корпуса в двух осевых направлениях. Радиальные однорядные шарикоподшипники с двумя защитными шайбами заполняются на заводе-изготовителе пластичным смазочным материалом и в дополнительном смазывании не нуждаются.
Роликовые радиальные подшипники с короткими роликами (см. рис. 1, в) (типы 2000, 32000, 52000 - без бортов на том или ином кольце) по сравнению с аналогичными по габаритным размерам шарикоподшипниками обладают увеличенной грузоподъемностью, хорошо выдерживают ударные нагрузки. Однако они совершенно не воспринимают осевых нагрузок и не допускают перекоса вала (ролики начинают работать кромками, и подшипники быстро выходят из строя). Нагрузочная способность таких подшипников по сравнению с однорядными шариковыми больше примерно в 1,5 раза, а долговечность в 3,5 раза. Конструктивные разновидности этих подшипников зависят от наличия и расположения бортов на наружных и внутренних кольцах. Подшипники без бортов на наружном или внутренних кольцах дают возможность валу перемешаться относительно корпуса в осевом направлении (также подшипники широко используются как плавающие опоры).
Роликовые радиальные подшипники с витыми роликами (см. рис. 1, е) применяют при радиальных нагрузках ударного действия; удары смягчаются податливостью витых роликов. Эти подшипники менее требовательны к точности сборки и к защите от загрязнений, имеют незначительные радиальные габаритные размеры.
Игольчатые подшипники (см. рис. 1, д) (тип 4000) отличаются малыми радиальными габаритными размерами, находят применение в тихоходных (до 5 м/с) и тяжелонагруженных узлах, так как выдерживают большие радиальные нагрузки. В настоящее время их широко используют для замены подшипников скольжения. Эти подшипники воспринимают только радиальные нагрузки и не допускают перекоса валов. Для максимального уменьшения размеров применяют подшипники в виде комплекта игл, непосредственно опирающихся на вал, с одним наружным кольцом.
Самоустанавливающиеся радиальные двухрядные сферические шариковые (рис. 1, б) и роликовые (см. рис. 1, г) подшипники применяют в тех случаях, когда перекос колец подшипников может составлять до 2-3 град.. Эти подшипники допускают незначительную осевую нагрузку (порядка 20% от неиспользованной радиальной) и осевую фиксацию вала. Подшипники имеют высокие эксплуатационные показатели, но они дороже, чем однорядные.
Конические роликоподшипники (см. рис. 1, з) находят применение в узлах, где действуют одновременно радиальные и односторонние осевые нагрузки. Эти подшипники могут воспринимать также и ударные нагрузки. Радиальная грузоподъемность их в среднем почти в 2 раза выше, чем у радиальных однорядных шарикоподшипников. При чисто радиальной нагрузке в подшипнике возникает осевая составляющая, которую компенсируют осевой нагрузкой противоположного направления: поэтому для фиксации вала в обе стороны подшипники устанавливают попарно. Подшипники допускают регулирование осевой игры и радиального зазора; перекос вала относительно оси конуса недопустим. Их рекомендуется устанавливать при средних и низких угловых скоростях вала (до 15 м/с).
Аналогичное использование имеют радиально-упорные шарикоподшипники (см. рис. 1, ж), применяемые при средних и высоких угловых скоростях. Радиальная грузоподъемность у этих подшипников на 30-40% больше, чем у радиальных однорядных. Их выполняют разъемными со съемным наружным кольцом и неразъемными.
Шариковые и роликовые упорные подшипники (см. рис. 1, и. к) предназначены для восприятия односторонних осевых нагрузок. Применяются при сравнительно невысоких угловых скоростях, главным образом на вертикальных валах. Упорные подшипники радиальную нагрузку не воспринимают. При необходимости установки упорных подшипников в узлах, где действуют не только осевые, но и радиальные нагрузки, следует дополнительно устанавливать радиальные подшипники. Подшипники очень чувствительны к несоосности и перекосам осей; их не следует устанавливать в опорах горизонтальных валов, имеющих высокие частоты вращения, так как под действием центробежных сил шарики могут выйти из беговых дорожек, при этом возрастает сила трения, увеличивается нагрев.
В некоторых конструкциях, где приходится бороться за уменьшение радиальных габаритов, применяются т.н. "бескольцевые" подшипники, когда тела качения установлены непосредственно между валом и корпусом. Однако нетрудно догадаться, что такие конструкции требуют сложной, индивидуальной, а, следовательно, и дорогой сборки-разборки.
