Упорный подшипник что это такое

Упорный подшипник

Содержание статьи

Роль подшипника в механизме

Выточки на валу, предназначенные для установки на них опорных элементов, называются шипами – отсюда и название «подшипник». Точность взаимного расположения деталей (например, шестерен) обеспечивается подшипниками, являющимися опорами валов, и, соответственно остальных элементов конструкции.Но иногда механизм испытывает более осевые, чем радиальные нагрузки, в связи с чем требуется установка деталей, обеспечивающих работу машины при больших осевых нагрузках. Места (выточки) на валу в таких случаях называются «пятой», а подшипник, воспринимающий осевые нагрузки вала – «подпятник». Но в последнее время в технической литературе это слово вышло из употребления, и подобные элементы называются упорными подшипниками.

Следует отметить, что практически все подшипники, используемые в технике, способны работать как при радиальной, так и при осевой нагрузках. Примером тому могут служить ступичные подшипники автомобилей. Но при большой осевой нагрузке вала применение радиально-упорных подшипников, в силу их конструкции, будет нецелесообразным, так как, в силу своей конструкции, они будут быстро изнашиваться и разрушаться.

Виды упорных подшипников

База упорных подшипников представлена в нашем каталоге подшипников.

Радиально-упорный подшипник

Как видно из рисунка, восприятие продольных усилий подобными подшипниками будет приводить к увеличению площади контакта между их составляющими (кольца, шарики), что вызовет повышенное трение, а, следовательно, к сильному нагреву, а впоследствии и перегреву подшипника, что вызовет разрушение как элементов качения (они могут быть и коническими), так и «дорожек» колец подшипника.

Упорный подшипник

Шариковые подшипники

На фотографии изображён «классический» упорный подшипник, в его максимально простом варианте. Ряд шариков, разделённых сепаратором, вставляется между двумя кольцами и, будучи установленным на вал какого-либо механизма, воспринимает его осевую нагрузку, при этом обеспечивая вращение механизма. То есть ряд шариков зажимается между обоймами, и, как видно из фото, такой подшипник не приспособлен для работы, если вал подвержен радиальному воздействию.

Сепаратор может быть, как штампованным, так и изготовленным инструментальным способом. Более того, иногда шарики укладываются вплотную, без сепаратора. Но такие подшипники предназначены для тяжело нагруженных тихоходных машин.

Упорные шариковые подшипники используются в тяжёлом машиностроении и металлургической промышленности, поэтому, вследствие больших нагрузок, могут, для снижения потерь на трение в механизмах и увеличения срока службы, иметь несколько рядов тел качения.

Но далеко не всегда размеры упорного подшипника столь велики – они определяются расчётной нагрузкой, которую будет испытывать механизм.

Например, выжимной подшипник муфты сцепления, который тоже рассчитан на работу в продольном направлении, то есть относится к упорным, имеет сравнительно малые размеры.

На фото ниже изображён выжимной подшипник, который человек удерживает в руке:

Изображение выбрано таким образом, чтобы легко было оценить размеры предмета, что называется, «в масштабе».

Также упорный подшипник – неотъемлемая деталь в автомобилях с подвеской MacPherson – он играет роль опоры амортизаторной стойки. Как правило, он имеет корпус с демпфером и крепёжными элементами (болты, шпильки).

Несмотря на небольшой, как правило, размер самого подшипника, заключённый в корпус, он имеет внешне немалый вид:

Роликовые упорные подшипники

Применение в качестве тел качения в упорных подшипниках роликов оправдано при очень больших осевых нагрузках на вал. Но в то же время при выборе между шариковым и роликовым упорными подшипниками следует принимать в расчёт больший коэффициент трения роликов. Это отрицательно влияет на КПД машины. Кроме того, частично сокращается максимальная скорость вала, что для некоторых механизмов является важным критерием при расчёте его рабочих характеристик.

Пример однорядного роликового упорного подшипника:

Роликовые упорные подшипники, так же, как и шариковые, выпускаются во многих вариантах. Кроме того, ролики могут быть коническими, цилиндрическими и даже «бочкообразными».

ГОСТ на упорные шариковые подшипники

Выпуск одинарных и двойных упорных шариковых подшипников регламентируется ГОСТом 7872-89.

В основном ГОСТ состоит из таблиц размеров упорных подшипников.

Первые 17 таблиц указывают точные размеры каждой марки подшипника. В последующих (по 24-ю включительно) даны статические и динамические характеристики грузоподъёмности каждой марки подшипника.

Также ГОСТ оговаривает марку стали, предназначенной для изготовления продукции.

Источник

Классификация подшипников: виды и их названия

Классификация подшипников: виды подшипников и их названия

Конструкции узлов могут различаться в зависимости от особенностей, показателей, технических характеристик и назначения. Знать об этих различиях нужно не только производителю, но и пользователю. В статье мы расскажем о классификации подшипников – какие виды деталей бывают (качение, скольжение, роликовые, открытого и закрытого типа) и их назначение.

Основные разновидности и сравнительная таблица

Первое, что нужно различать, это две большие категории – качение и скольжение. Именно они разделяют все запчасти на две группы. Первые используются чаще, потому что у них меньше сопротивление и, соответственно, сила трения. Они необходимы при небольших частотах вращения.

Затем эти подвиды делятся на еще более мелкие ответвления, характеризующиеся качествами и отличиями по назначению.

Также они все отличаются по размерам внутреннего и внешнего кольца, по диаметру отверстия и внутренних шариков, по материалу изготовления. Представим картинку, на которой изображено, как классифицируются изделия:

Качения: рабочие характеристики, достоинства и недостатки

Более инновационные разработки, которые на данный момент используются повсеместно для поддержания и направления вращающегося вала. Они имеют невысокую степень износа, поэтому в машиностроении считается, что это один из самых прочных узлов при условии правильной эксплуатации – регулярном очищении и смазывании.

Обычная структура состоит из двух колец и тел вращения. Они могут быть различные – иглы, шарики ролики. От этого зависит классификация подшипников качения и их степень точности. Различают:

Для начала рассмотрим достоинства и недостатки указанного типа узлов.

Классификация подшипников качения по размерам, таблица

При выборе изделия используются номера, они все прописаны в соответствующих нормативных документах, но для удобства пользователей мы свели их в одну картинку:

Если вы не знаете порядкового обозначения, то вам понадобится измерить или узнать следующие показатели – диаметры внутреннего и внешнего колец, а также ширину детали.

Чаще случается обратная ситуация. В автосервисе или ином сервисном центре при ремонте вам говорят, что необходим узел с определенным названием. Чтобы узнать, что именно от вас хотят, можно свериться с приведенной таблицей.

Например, какой вид подшипника обозначается цифрой 6? Это тот, у которого внутренний диаметр равен 6 мм, а внешний – 19 мм. Стандартная ширина – 6 мм.

Рабочие характеристики и строение

Форма изделия полностью правильная, круглая. В центре – отверстие. Это место оси, туда может помещаться часть опоры. От правильного подбора зависит то, насколько плотно будет стоять узел.

Это и есть внутреннее кольцо. На ней есть дорожка качения, то есть бортики, благодаря которым остальные элементы не покинут определенного места и будут двигаться вдоль них.

Затем идут сепараторы. Это ячейки из металла, оправа для шариков или роликов. Они направляют их, а также удерживают на своих местах. Без них тела качения сместились бы в одну сторону, начали бы наезжать друг на друга, что увеличило бы трение и привело бы к неравномерному распределению нагрузки на опору. При изготовлении нужно особенное внимание уделить качеству сепараторов. Их разрушение приводит к полной поломке опорного подшипника любого вида. Обычно их изготавливают путем штамповки листового металла. Сталь предварительно обрабатывают от коррозии, а также проверяют на прочность.

Далее следует внешнее кольцо. На нем также внутри есть дорожки качения, то есть рифление, согласно которому происходит переход тел из одной ячейки в другую.

Посмотрим изображение этой разновидности узла:

Скольжение: рабочие характеристики, достоинства и недостатки

Их конструкция отличается от качения, потому что фактически две основные части (кольца) не катятся на роликах, а скользят друг по другу. Результат – увеличенная площадь трения, что, соответственно, делает эту силу намного больше. Это основной минус, который закреплен за изделием. Если будет недостаточное количество смазывающего вещества, то металл будет нагреваться, что может привести к поломке.

Рассмотрим достоинства и недостатки изделия.

Рабочие характеристики и строение

Внутренняя втулка, то есть кольцо меньшего диаметра, обычно создается из материала, обладающего антифрикционными свойствами. У них низкий коэффициент трения, что частично устраняет проблему всех механизмов скольжения. Корпус же создается из стали. Он плотно насаживается на втулку. Небольшой зазор между ними предназначен для того, чтобы туда поступала смазка. Система предполагает автоматическую подачу. Слой этой жидкости определяется в зависимости от показателей давления, температуры и фактического расхода.

По типу подшипников скольжения и их применению можно определить степень трения:

Первые наиболее подвержены скорому износу. Также следует учесть, что при ряде действий, например, при запуске или выключении, при медленном вращении, все изделия относятся ко второй разновидности, то есть находятся на предельных возможностях.

На долговечность узла влияют не только условия эксплуатации, но и характер используемого смазочного вещества. Его функции в следующем:

Еще одна классификация – на виды упорных подшипников скольжения по используемой смазки. Она может быть сухой, классической влажной, газовой или пластичной. Наиболее инновационная разработка – это использование пористого металла. Такой материал имеет поры. Он как-бы пропитан сухим веществом, которое меняет свое агрегатное состояние при нагреве. С первых движений при разогреве конструкции из небольших отверстий в металлическом корпусе ли во втулке начинает сочиться жидкость. После работы происходит остывание, вместе с этим смазка снова принимает порошкообразное состояние.

Посмотрим изображение изделия:

Но предложенная структура с порошком, меняющим свои свойства при нагреве, – скорее исключение из правил. Это трудное устройство, для которого необходимо применять дорогостоящие материалы. Классикой считаются два другие подвида. Виды подшипников скольжения и их назначение, применение, в зависимости от подачи смазывающего вещества:

И последняя классификация является определением конструктивных особенностей. Корпус может вращаться вокруг разных втулок. Подшипники могут быть:

Теперь рассмотрим менее общие классификации изделий.

Шариковые

Шарикоподшипники – самый древний, но до настоящего момента часто употребляемый подвид. Они состоят из двух колец – внешнего и внутреннего – и шариков из металла. Каждый из них находится в ячейке, сепараторе, который предопределяет их местонахождение и то, что они не будут соприкасаться.

Изготавливаются по ГОСТ 7872–89. Начинают работать при действии осевой нагрузки, то есть совсем не подходят для радиальных. Они имеют очень низкую скорость вращения. Используют однорядные и двухрядные, в зависимости от того, в какое направление будут вращаться элементы, если в двух, то лучше сделать второй вариант.

Минус один – ломается при больших оборотах.

Упорные роликовые

Еще один вид подшипников, их названия и параметры мы видим на картинке:

Предназначены для осевых нагрузок, как и все конструкции на роликах. Между двумя кольцами есть тела вращения, которые находятся в сепараторах. Есть две разновидности, в зависимости от формы этих элементов, рассмотрим подвиды.

Роликовые цилиндрические

Ролики имеют форму цилиндра. Они устойчивые и очень плотные, за счет того, что держатся устойчиво на своем месте и предлагают большую долю соприкасающейся поверхности, в отличие от шарикоподшипников, они работают с крупногабаритными деталями.

Аналог предыдущим, но имеет тела катания не цилиндры, а конусы. Это очень практичная конструкция, применяется пока редк. Ее преимущества:

Недостаток в основном в цене, потому что конструкция еще не очень обширно производится.

Двухрядные самоустанавливающиеся

Это неразъемная конструкция, которая состоит из прикрепленных ко внутренней втулке двух рядов шариков. Особенность в том, что при небольших перекосах и сдвигах, тела вращения восстанавливаются на свои места, так как по краям их ограничивают желобки.

Игольчатые

По сути это те же ролики, но очень узкие. Из-за своего малого диаметра они называются иглами. Основная структура такая же, только вместо сепараторов используется просто плотная пригонка тел катания и много смазки.

В статье мы рассказали, какие виды и размеры шариковых подшипников существуют, показали фото. Ориентируйтесь на цену и качество изделия при покупке.

Источник

Упорный подшипник что это такое

Назначение

Упорные подшипники предназначены для восприятия как радиальных нагрузок, т.е. нагрузок, действующих перпендикулярно оси вала, закреплённому в подшипниках, так и преимущественно нагрузок, действующих вдоль оси вала в одном или в двух направлениях.

Название подшипников подчёркивает, что, прежде всего, они предназначены для работы с осевыми нагрузками.

Также говорят ещё о радиальных (Радиальные подшипники), радиально-упорных и упорно-радиальных подшипниках (Радиально-упорные подшипники).

Независимо от названия, любой подшипник воспринимает как радиальные, так и осевые нагрузки.

Названия лишь подчеркивают, какая из нагрузок – радиальная или осевая (упорная), является основной. В данном рассматриваются упорные (упорно-радиальные) подшипники.

Конструкции и исполнения

Выбор типа, исполнения и пр. подшипника для конкретного механизма является сложной задачей. В её решении могут оказать существенную помощь методики и автоматизированные системы расчёта подшипников, которые предлагают компании – производители подшипников.

ГОСТ 3189-89 «Подшипники шариковые и роликовые. Система условных обозначений» выделяет следующие типы упорных (упорно-радиальных), таблица УП-1.

Таблица УП-1. ГОСТ 3189-89 «Подшипники шариковые и роликовые. Система условных обозначений».

Тип подшипника

Обозначение по ГОСТ 3189-89

Упорный или упорно-радиальный шариковый

Упорный или упорно-радиальный роликовый

Одинарные и двойные упорные шарикоподшипники

Одинарные упорные шарикоподшипники, рисунок УП-1, рисунок УП-2, А), состоят из колец, на плоских поверхностях которых проложены дорожки качения. Тела качения – шарики.

Практически не противостоят радиальным нагрузкам.

Кольцо, насаженное на вал, внутреннее кольцо, называют тугим кольцом упорного подшипника.

Наружное кольцо ещё называют свободным кольцом.

Двойные упорные шарикоподшипники (рисунок УП-2, Б) содержат третье, центральное, кольцо, являющееся свободным. Используется два ряда шариков.

Для компенсации несоосности и монтажных погрешностей может использоваться сферическое подкладное кольцо, устанавливаемое под свободное кольцо.

Рисунок УП-1. Упорный одинарный шариковый подшипник.

Рисунок УП-2. Упорный одинарный шариковый подшипник, А) и упорный двойной шариковый подшипник Б),
в разрезе.

Упорные подшипники с цилиндрическими роликами

Такие подшипники (рисунки УП-3 и УП-4) способны воспринимать более высокие осевые нагрузки, чем шариковые сравнимых габаритных размеров. Это связано с тем, что пятна контакта тел качения и колец имеют линейную форму, и, соответственно, большую площадь, чем в упорных шариковых подшипниках.

Обладают высокой жесткостью и слабо чувствительны к ударным нагрузкам.

Практически не противостоят радиальным нагрузкам.

В стандартном исполнении предполагается отсутствие радиальных нагрузок и наличие осевой нагрузки, действующей в одном направлении.

Выпускаются однорядные и двухрядные упорные подшипники с цилиндрическими роликами.

Используются стальные штампованные сепараторы, а также стальные или латунные, полученные механической обработкой.

Рисунок УП-3. Упорный роликовый подшипник однорядный с цилиндрическими роликами.

Рисунок УП-4. Кольцо, ролики и сепаратор упорного подшипника однорядного с цилиндрическими роликами.

Упорные конические роликоподшипники

Такие подшипники (рисунок УП-5) способны воспринимать более высокие осевые нагрузки, чем шариковые сравнимых габаритных размеров. Это связано с тем, что пятна контакта тел качения и колец имеют линейную форму, и соответственно, большую площадь, чем в упорных шариковых подшипниках.

Выпускаются также упорные роликовые конические двойные подшипники, рисунок УП-6.

Роликовые конические подшипники обладают высокой жесткостью и слабо чувствительны к ударным нагрузкам.

Подшипники этого типа воспринимают как осевые, так и радиальные и нагрузки.

Используются стальные штампованные сепараторы, а также стальные или латунные, полученные механической обработкой.

Рисунок УП-5. Упорный подшипник с коническими роликами.

Рисунок УП-6. Упорный подшипник с коническими роликами двойной в разрезе.

Упорные сферические роликоподшипники

На свободном кольце подшипников этого типа имеется дорожка качения «сферической» формы. В качестве тел качения используются ролики бочкообразной формы, устанавливаемых под углом к плоскости колец, рисунок УП‑7.

Рисунок УП-7. Упорный сферический подшипник самоустанавливающийся.

Подшипники этого типа являются самоустанавливающимися. Они отличаются высокой осевой грузоподъемностью и в то же время могут воспринимать средние радиальные нагрузки.

Подшипники этого типа воспринимают как осевые, так и радиальные и нагрузки.

Используются стальные штампованные сепараторы, а также стальные или латунные, полученные механической обработкой.

О классификации подшипников

Многообразие типов, исполнений, размеров делает систематизацию и классификацию подшипников сложнейшей задачей.

Основными ГОСТами, связанными с подшипниками, являются:

1. ГОСТ 520-2011. Подшипники качения. Общие технические условия (ISO 492:2002, NEQ
ISO 199:2005, NEQ).

Этот ГОСТ ссылается также на следующие стандарты по подшипникам качения:

ГОСТ 831, ГОСТ 832, ГОСТ 3478, ГОСТ 4252, ГОСТ 4657, ГОСТ 5377, ГОСТ 5721, ГОСТ 6364, ГОСТ 7242, ГОСТ 7634, ГОСТ 7872, ГОСТ 8328, ГОСТ 8338, ГОСТ 8419, ГОСТ 8545, ГОСТ 8882, ГОСТ 8995, ГОСТ 9592, ГОСТ 9942, ГОСТ 18572, ГОСТ 20531, ГОСТ 23179, ГОСТ 23526, ГОСТ 24696, ГОСТ 24850, ГОСТ 27057, ГОСТ 27365, ГОСТ 28428.

2. ГОСТ 3189-89. Подшипники шариковые и роликовые. Система условных обозначений.

Этот ГОСТ ссылается также на следующие стандарты по подшипникам качения:

ГОСТ 520-2002, ГОСТ 832-78, ГОСТ 3395-89, ГОСТ 3478-79, ГОСТ 4060-78, ГОСТ 5377-79, ГОСТ 5721-75, ГОСТ 7872-89, ГОСТ 24310-80, ГОСТ 24696-81, ГОСТ 24810-81, ГОСТ 24850-81, ГОСТ 28428-90.

Большое внимание стандартизации подшипников уделяет Международная организация по стандартизации – ISO.

Ряд ведущих производителей подшипников предлагают свои системы классификации, являющиеся расширением классификации ISO.

В качестве примера в таблице УП-2 приведены соответствия наименований, применяемых в РФ, и компаниями SKF, Швеция, FAG, Германия, для одинарных и сдвоенных упорных шарикоподшипников и упорно-радиальных сдвоенных.

Таблица УП-2. Соответствия наименований упорных подшипников.

РФ, ГОСТ 3189-89

SKF, Швеция

FAG, Германия

Источник