Підшипник радіально-упорний кульковий. Велика енциклопедія нафти та газу

Сторінка 1

Радіально-упорний підшипник складається з напрямного підшипника та п'яти. Втулка направляючого підшипника виготовлена ​​з вуглецевої сталі з наплавленням поверхні бабітом марки Б-83. П'ята разом з валом спирається своєю опорною поверхнею на підп'ятник, що складається з восьми колодок, що сприймають навантаження, спрямоване вниз, а також восьми колодок, що сприймають навантаження, направлену вгору. Встановлювані колодки своїми ребрами спираються на ресори, що сприяють більш рівномірному розподілу навантаження по колодках. Робочі поверхні колодок наплавлені бабітом Б-83. Система змащення радіально-упорного підшипника - циркуляційна з фільтрацією та охолодженням олії.

Радіально-упорні підшипники здвогненные дуплекс (ГОСТ 832 - 57) мають внутрішній попередній натяг; їх можна монтувати у трьох різних положеннях (фіг.

Радіально-упорні підшипники в парній установці з натягом забезпечують практично беззорі центрування та осьову фіксацію валу.

Радіально-упорні підшипники відрізняються від радіальних великою кількістю кульок, яке вдається розмістити в підшипнику внаслідок наявності скосу на зовнішньому кільці, тому їхня жорсткість і вантажопідйомність вищі.

Радіально-упорні підшипники займають проміжне положення.

Радіально-упорні підшипники повинні монтуватися у фіксуючі вузли з осьовою грою, що забезпечує їх вільне обертання і запобігає защемленню тіл кочення при роботі під впливом теплового розширення валу.

Радіально-упорні підшипники сприймають комбіноване навантаження, осьова вантажопідйомність їх збільшується зі зростанням кута контакту. Подвоєні кулькові, дворядні та багаторядні конічні підшипники можуть сприймати осьове навантаження, що діє в обох напрямках. Кулькові упорні підшипники сприймають лише осьове навантаження. Подвійні кулькові підшипники (38000) сприймають навантаження в обох напрямках. Роликові упорні підшипники з циліндричними роликами сприймають лише осьове навантаження. Наполегливо-радіальні кулькові та сфероконічні підшипники поряд з осьовими можуть сприймати і радіальні навантаження.

Мають доріжки кочення на внутрішньому та зовнішньому кільцях, зміщені відносно один одного вздовж осі підшипника. Така конструкція дозволяє підшипнику сприймати комбіновані навантаження, тобто навантаження, що діють у радіальному та осьовому напрямках. Підшипник радіально завзятий може витримувати тільки осьове навантаження та працювати з високими швидкостями.

Осьова вантажопідйомність радіально-упорного шарикопідшипника зростає зі збільшенням кута контакту. Кут контакту - це кут між лінією, що з'єднує точки контакту кульки з доріжками кочення, якими навантаження передається від однієї доріжки кочення на іншу, і лінією, перпендикулярної осі підшипника (рис. 1).

Рис.1 Кут контакту

На рис. 2 представлені найбільш поширеними типами радіально-упорних шарикопідшипників є:

• однорядні радіально-упорні шарикопідшипники (сприймає осьові навантаження, що діють в одному напрямку);
• дворядні радіально-упорні шарикопідшипники (за конструкцією дворядний підшипник радіально завзятий схожий на два однорядні завзято радіальні підшипники розташовані разом);
• шарикопідшипники з чотириточковим контактом (вони дозволяють сприймати осьові навантаження в обох напрямках). Підшипник кульковий завзято радіальний з чотириточковим контактом займає менше осьового простору і внутрішнє кільце є розбірним. Це дозволяє помістити велику кількість кульок і мати велику вантажопідйомність.

Рис.2 Типи радіально-завзятих кулькових підшипників

Дуплексовані підшипники

Дуплексомназивається комплект із двох здвоєних підшипників, що рівномірно сприймають навантаження і здатних працювати як один підшипник. Кожна пара таких підшипників має свій унікальний номер, вказаний разом із стрілками, що показують напрямок дуплексації, на зовнішньому кільці (рис.3). Кожен підшипник з комплекту може застосовуватися як одинарний, але два одинарні підшипники, не сдуплексовані, як дуплексні використовувати не можна. Високоточні використовуються, наприклад, в шпинделях металорізальних верстатів.

Рис.3 Дуплексований підшипник

Підшипники, скомплектовані з двох радіально- упорних підшипниківз однаковими кутами контакту мають три варіанти схеми комплектації (дуплексація) (рис.4). Це схема «Про» (приклад: ), схема «Х» (приклад: ) та схема «Т» («тандем»; приклад: ). При схемі «Про» лінії дії навантаження перетинають осьову лінію у двох порівняно віддалених точках. При схемі «Х» точки перетину ліній дії навантаження та осьової лінії знаходяться поблизу один одного (іноді – лінії дії навантаження перетинаються до досягнення лінії осі). При схемі "Т" (тандем) лінії дії навантаження паралельні один одному.

Рис.4 Схеми дуплексації

Літери DB, DF, DT позначають дуплексацію.

Кулькові підшипники в принципі є найбільш поширеними і застосовуються в різних механізмах будь-яких розмірів. Принцип їхньої дії полягає в тому, що тіла кочення котяться спеціальними біговими доріжками — канавками, які розташовані на поверхні зовнішніх обойм (кілець). Вся конструкція поміщена в сепаратор.

Підшипник радіально-упорний кульковий

Їх виготовляють із металу за допомогою механічної обробки або штампуванням. У Останнім часом, все більш поширеними стають підшипники радіально-упорні кулькові, основні робочі сепаратори яких із самого початку були виготовлені саме з полімерних та синтетичних матеріалів. Особливістю таких підшипників є те, що момент тертя між канавкою та кульками мінімальний. Це зумовлено точковим контактом між ними. Завдяки цій умові вдається досягати великої швидкості обертання. За цією характеристикою, радіально-упорні підшипникине сильно поступаються радіальним. А ось у деяких виконаннях (прецизійні) навіть перевершують їх. Даний тип підшипників сприймає осьові та радіальні навантаження. Збільшуючи або зменшуючи розмір кута контакту, можна значно змінювати допустиму швидкість обертання, а також осьову та радіальну вантажопідйомність. Кут контакту розраховується за такою формулою:

Формула для розрахунку кута контакту

До речі, у разі збільшення даного показника, допустимі швидкості зменшуються, а ось осьова вантажопідйомність тут навпаки збільшується. При зменшенні кута контакту відбувається з точністю до навпаки.

Елементи в кульковому радіально завзятому підшипнику

Основні кулькові підшипники складаються з наступних елементів:

1. Сепаратор
2. Внутрішнє кільце
3. Зовнішнє кільце
4. Тіла кочення (кульки)

Влаштування кулькового підшипника

За своїми конструктивними особливостями, підшипники радіально завзяті кулькові тривають на кілька видів. До речі слід звернути увагу на те, що кожен із вищевказаних типів є за своїм особливим і включає величезну кількість всіляких нюансів, які слід брати до уваги. Тим не менш, при заміні цієї запасної частини важливо враховувати, що товар потрібно купувати виключно в перевірених і надійних центрах і магазинах. Також слід звернути увагу, що різні типи підшипників та їх розміри регулюються різними стандартами. Наприклад, однорядні кулькові підшипники регулює ГОСТ 8338-75.

ГОСТи та маркування

Підшипники кулькові — зокрема радіально-упорні можуть випускатися на даний момент у широкому асортименті і розрізняються за зовнішнім і внутрішнім діаметром, шириною, масою, класом точності, вимогами до мастильних матеріалів, а також описаними вище конструкційними особливостями. До основних параметрів даних виробів належать:

1. Максимальні осьове та радіальне навантаження (статичне та динамічне)
2. Посадочні розміри
3. Максимальна швидкість обертання
4. Ресурс
5. Вібрації та шуми
6. Вимоги до змащення
7. Клас точності

Всі підшипники, що випускаються в Росії, відповідають ГОСТам 3189-89, а також ГОСТ 831-705, який поширюється на однорядні, роз'ємні та нероз'ємні підшипники радіально завзяті кулькові.

ГОСТ 837-78 регламентує виробництво здвоєних радіально завзятих кулькових підшипників. Такі вироби використовують для фіксування корпусу, а також валу в основному осьовому, деякому радіальному напрямку. ГОСТ 8995-75 для одинарних радіально завзятих кулькових підшипників, що мають одне роз'ємне кільце і призначених для застосування в механізмах, виявляються комбіновані навантаження змінного напрямку - осьові та радіальні. ГОСТ 29241-91 поширюється на одинарні, завзято радіальні підшипники, що мають кут контакту - 60 градусів. ГОСТ 4252-75 для повноцінних дворядних підшипників так званих радіально завзятих кулькових з попереднім натягом. Використовуються у виробах, де на них впливають осьові та радіальні навантаження за різними напрямками сил та моментів. Їх маркування складається з 7 цифр, що становлять основне. умовне позначення. У деяких випадках воно може бути скорочено до двох цифр при нульових значеннях певних параметрів. Крім основного призначення, маркування підшипника містить і додаткове — воно може розташовуватися як перед основним збагаченням, так і після нього. У першому випадку воно відокремлюється знаком «-» - тире. Якщо воно знаходиться після основного позначення, завжди починається з великої літери. Розглянемо на конкретному прикладі: Б7005С.ТПА.П4УЛ.

Літера Б позначають серію шпиндельних підшипників. 7005 - типомір виробу, відповідає (25х47х12). Літера С позначає кут контакту, що дорівнює 15 градусів. Літери ТПА вказують на матеріал, з якого виконаний текстоліт. П4 - клас точності. УЛ - позначає універсальне виконання і легкий натяг (при Х і 0-подібних схемах установки).

Особливості використання

Більшість підшипників даного типу оснащуються досить масивними сепараторами, що мають вікна. Найчастіше вони виконані зі скла, наповненого поліамідом. Завдяки цьому підшипники радіально завзяті кулькові можуть витримувати тривалу роботу при підвищених температурах (до 120 градусів Цельсія). Цим пояснюється те, що до мастильних матеріалів тут можуть бути особливі вимоги. Так як присадки, що містяться в маслі, можуть істотно зменшити термін експлуатації сепаратора. До такого ж ефекту може призвести і застосування старої олії або недотримання термінів її заміни.

Дворядний кульковий підшипник

Підшипники радіально наполегливі кулькові випускаються повністю готовими для встановлення. Їх можна використовувати спільно з уже встановленим, тільки слід дотримуватись однієї умови — їх монтаж виконується впритул до вже встановленого підшипника з дотриманням рекомендованого значення осьового зазору(Внутрішнього). У такому разі забезпечується рівномірний розподілнавантажень, а наявність додаткових пристроїв не потрібна.

Дуже важливо при встановленні таких підшипників дотримуватися співвісності. В іншому випадку, можуть виникнути перекоси, про що можуть свідчити вібрації і шуми, що посилюються.

В однорядному кульковому радіально завзятому підшипнику внутрішній зазор залежить від його розташування щодо розташування іншого підшипника, за допомогою якого у вузлі здійснюється фіксація цього підшипника в діаметрально протилежному напрямку. Для коректної та задовільної роботи радіально завзятого кулькового підшипника необхідно, щоб він постійно знаходився під мінімальним навантаженням. Дотримання цієї умови особливо важливе під час роботи підшипника на високих швидкостях. Це зумовлено тим, що тертя та сила інерції можуть надавати негативний впливі викликати прослизання кульок (самих тіл кочення) по доріжці.

Кулькові радіальні однорядні підшипники(Мал. 7.10) призначені в основному для сприйняття радіального навантаження, але можуть сприймати і осьові в обох напрямках. Сепаратор зазвичай штампований, скріплений із двох частин заклепками, центрується по тілах кочення. Більш дорогі масивні сепаратори застосовують при підвищених частотах обертання та для великогабаритних підшипників. Допустимий взаємний перекіс осей кілець до 8".

Роликові радіальні підшипникиз короткими циліндричними роликами (рис. 7.11), призначені для сприйняття радіальних навантажень. Вони мають більшу здатність навантаження, ніж радіальні шарикопідшипники, завдяки більшій площі контакту, але менш швидкохідні. Роликопідшипники дуже чутливі до відносних перекосів кілець, які викликають концентрацію контактної напруги на краях роликів. Для зменшення концентрації напруги використовують підшипники з модифікованим контактом: ролики або доріжки кочення роблять з невеликою опуклістю (бомбіною), що призводить до підвищення допустимого кута перекосу з 2" до 6", а ресурсу в 1,5...2 рази. Підшипники з бортами на обох кільцях (типи 12000, 32000, 42000 та ін) можуть сприймати одностороннє осьове навантаження за умови, що воно не більше 0,2 ... 0,4 радіальної в залежності від серії підшипника. Випускають підшипники із приставними бортами. Сепаратори цих підшипників штамповані чи масивні.

Роликові радіальні голчасті підшипники(рис. 7.12) застосовують при обмежених радіальних розмірах, а також при коливанні. Для підвищення здатності навантаження підшипника голки часто встановлюють без сепаратора, що дозволяє збільшити число голок. Для зменшення радіальних габаритів широко застосовують голчасті підшипники без внутрішнього кільця. Осьові навантаження ці підшипники не сприймають. Допустимий кут взаємного перекосу кілець 1¢.

Кулькові та роликові радіальні дворядні сферичні підшипники(рис. 7.13) допускають роботу в умовах взаємних перекосів осей кілець до 4° через сферичну поверхню доріжки кочення зовнішнього кільця і ​​можуть сприймати осьові сили в обох напрямках. Сепаратори найчастіше штамповані. Роликові сферичні підшипники відрізняються від радіальних більшою вантажопідйомністю, але меншою швидкістю.

Кулькові радіально-упорні підшипники(рис. 7.14) призначені для сприйняття комбінованого навантаження: радіального та одностороннього осьового. Навантажувальна здатність цих підшипників вища, ніж у радіальних кулькових, завдяки більшому числутіл кочення, яке вдається розмістити у підшипнику через наявність скосу на зовнішньому чи внутрішньому кільці. Здатність підшипника сприймати осьове навантаження залежить від номінального кута контакту (кут між нормаллю до майданчика контакту зовнішнього кільця з тілом кочення та площиною обертання підшипника). Зі зростанням осьова вантажопідйомність підшипника зростає, а гранична частота обертання та допустиме радіальне навантаження зменшуються. Підшипники виконують із номінальними кутами контакту = 12; 26; 36 °. В даний час виготовляють підшипники з кутами контакту 15, 25 і 36 ° зі скосом на внутрішньому кільці (рис. 7.14). б) та центруванням сепаратора по зовнішньому кільцю. Це дозволяє суттєво підвищити граничну частоту обертання внаслідок більш сприятливих умов змащення. Сепаратори цих підшипників виконують, зазвичай, масивними. Допустимий взаємний перекіс кілець 4...6".

Кулькові радіально-упорні підшипники з роз'ємним внутрішнім кільцем (рис. 7.14) г) залежно від форми доріжок кочення мають три- або чотири точковий контакт кульки з кільцями та призначені для сприйняття радіального та осьових навантажень в обох напрямках. Існують аналогічні підшипники з зовнішнім роз'ємним кільцем (рис. 7.14 в).

Роликові радіально-упорні конічні підшипники(Мал. 7.15 а) призначені для сприйняття спільно діючих радіальних та осьових навантажень. Зазвичай кут конуса зовнішнього кільця a = 10 ... 18 °. Підшипники з великими кутами конуса a = 25...30° застосовують як здвоєні. Навантажувальна здатність радіально-упорних роликопідшипників вище, ніж радіально-упорних кулькових підшипників, але гранична частота та точність обертання нижче. Для сприйняття значних навантажень при стиснених радіальних розмірах ці підшипники здвоюють або використовують багаторядні конічні підшипники. Сепаратор зазвичай сталевий штампований чи точений. Допустимий кут взаємного перекосу кілець 2", а з модифікованим контактом - 4...8". Крім однорядних підшипниківвипускаються дво- (рис. 7.15 б) та чотирирядні (рис. 7.15 в).

Упорні підшипники(Мал. 7.16) призначені для сприйняття осьових навантажень. Застосовуються як одинарні підшипники для сприйняття навантаження в одному напрямку (рис. 7.16). а), і подвійні – для сприйняття навантаження в обидві сторони (рис. 7.16 б). Упорні підшипники відрізняються невисокою швидкохідністю, але великою здатністю навантаження завдяки одночасної роботі всіх тіл кочення за умови відсутності перекосів. Для компенсації перекосів одне з кілець може виконуватися зі сферичною поверхнею для самоустановки (рис. 7.16) в). Область застосування завзятих підшипників: домкрати, гакові підвіски, столи металорізальних верстатів, штовхачі та ін.

Упорно-радіальні підшипники(рис. 7.17) призначені для сприйняття осьового та радіального навантажень. Їх застосовують замість завзятих підшипників при високій частоті обертання.

Рис. 7.18. Комбінований підшипник

Комбіновані підшипники(рис. 7.18) призначені для сприйняття осьового та радіального навантажень, застосовуються рідко. Вони являють собою два підшипники, об'єднаних в одну конструкцію. Як тіл кочення, що працюють у радіальному напрямку, зазвичай застосовують голчасті ролики.