Основные типы подшипников и их характеристики.

Шариковые радиальные однорядные подшипники (рис. 2, а) являются наиболее распространенными. Они просты по конструкции и имеют невысокую стоимость. Подшипники способны воспринимать не только радиальную нагрузку, но и небольшую осевую в обоих направлениях, а также допускать небольшой перекос колец (не более 10'…15').

Шариковые радиальные подшипники имеют ряд конструктивных исполнений (модификаций). К их числу относятся подшипники с защитными шайбами или встроенными уплотнениями с одной или обеих сторон для защиты рабочей зоны от пыли и грязи и для предохранения от утечки смазочного материала. Выпускаются подшипники с канавкой на наружном кольце, с упорным буртом, а также с фланцем на наружном кольце. Разнообразны конструкции сепараторов.

Роликовые радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами (рис. 2, е, ж, з) предназначены для восприятия только радиальных нагрузок. Подшипники отличаются повышенной нагрузочной способностью, но тяжелее и дороже аналогичных шариковых. Для данных подшипников перекосы валов не должны превышать 2', в противном случае появляются большие давления на краях тел качения, что снижает их долговечность.

Роликовые радиальные подшипники допускают некоторое осевое перемещение внутреннего кольца относительно наружного, что дает возможность использовать их в качестве плавающих опор.

Кроме подшипников основного типа с бортами на внутреннем кольце (рис. 2, е) выпускаются подшипники с бортом на наружном кольце (рис. 2, ж) или с дополнительным бортом и упорной шайбой (рис. 2, з) и т. д.

Роликовый радиальный двухрядный подшипник с короткими цилиндрическими роликами (рис. 2, и) применяют для быстроходных, требующих точного вращения валов. Точность достигается благодаря высокой жесткости, обеспеченной большим числом тел качения.

Роликовые подшипники с витыми роликами (рис. 2, к) имеют высокую радиальную податливость роликов и, как следствие, высокую демпфирующую способность. Они воспринимают только радиальную нагрузку, но имеют меньшую грузоподъемность, чем подшипники со сплошными роликами.

Разновидностью роликовых подшипников являются игольчатые подшипники (рис. 2, н, о), диаметр тел качения которых много меньше их длины. Эти подшипники имеют малые радиальные габариты и могут использоваться без одного из колец (рис. 2, о). Роль наружного кольца в случае его отсутствия играет корпус, а внутреннего – вал.

Игольчатые подшипники обладают высокой жесткостью и могут использоваться в качестве высокоточных опор. Из-за потенциально большого числа возможных контактов игольчатые подшипники обладают высокими

а) б) в) г) д)

е) ж) з) и) к)

л) м) н) о)

п) р) с)

Рис. 2 Подшипники качения

демпфирующими свойствами, поэтому допустимо их применение при значительном уровне вибрации.

Подшипники воспринимают только радиальные нагрузки, чувствительны к прогибам валов и несоосности посадочных поверхностей.

Шариковые радиальные двухрядные сферические подшипники (рис. 2, б) предназначены для восприятия радиальных нагрузок при возможных значительных (до 4°) перекосах колец подшипников, которые могут быть вызваны несоосностью отверстий под подшипники или большими упругими деформациями валов.

Дорожка качения наружного кольца представляет собой сферическую поверхность, что существенно снижает требования к соосности колец подшипника и делает его самоустанавливающимся.

Подшипники способны воспринять небольшую осевую нагрузку (не больше четверти радиальной). Очевидно также, что двухрядные подшипники имеют большую грузоподъемность, чем однорядные.

Роликовые радиальные двухрядные сферические подшипники (рис. 2, л) как и аналогичные шариковые имеют сферическую поверхность дорожки качения наружного кольца, а также бочкообразную форму роликов, что позволяет использовать их при возможных значительных перекосах колец. Подшипники могут выдерживать большие радиальные нагрузки, но технология изготовления их сложна.

Шариковые радиально-упорные подшипники (рис. 2, в) воспринимают радиальные и односторонние осевые нагрузки.

В отличие от радиальных шариковых данные подшипники имеют в наружном кольце более высокий борт с одной стороны беговой дорожки. Другой борт наружного кольца срезан почти полностью, что позволяет закладывать в подшипник на 40% больше шариков того же диаметра, что в обычный радиальный подшипник. Радиальная грузоподъемность этих подшипников больше на 40%, чем радиальных однорядных шариковых подшипников.

Осевая грузоподъемность подшипника зависит от номинального угла контакта тел качения с кольцами α. Подшипники выполняют с номинальными углами контакта α = 12°, α = 26°, α = 36, которые определяют конструктивные особенности данных подшипников.

Подшипники часто устанавливают по два в опоре, что обеспечивает большую грузоподъемность опоры, способность ее воспринимать двухсторонние осевые нагрузки.

На рис. 2, г показан шариковый радиально-упорный двухрядный подшипник, воспринимающий значительные радиальные и осевые нагрузки в условиях высоких требований к жесткости опоры.

Шариковый радиально-упорный однорядный подшипник с разъемным внутренним (рис. 2, д) или наружным кольцом используют при радиальных и двухсторонних осевых нагрузках в условиях стесненных габаритов по оси.

Радиально-упорные подшипники с коническими роликами (рис. 2, м) имеют тела качения в форме усеченного конуса и съемное наружное кольцо. Такая конструкция подшипников позволяет производить раздельный монтаж и демонтаж колец. При монтаже и эксплуатации подшипники нуждаются в регулировании осевых зазоров.

Подшипники воспринимают радиальные и односторонние осевые нагрузки. Осевая нагрузочная способность подшипников возрастает с увеличением угла конусности наружного кольца α.

Наряду с основной конструкцией подшипников, имеющей угол конусности наружного кольца α = 10°…16°, выпускаются подшипники с большим углом конусности α = 20°…30°, а также подшипники двух- и четырехрядные.

Конические роликовые подшипники широко применяются в машиностроении, отличаются удобством монтажа, имеют большую нагрузочную способность по сравнению радиально-упорными шариковыми подшипниками (примерно в 1,5 раза).

Шариковые упорные подшипники (рис. 2, п, р) предназначены для восприятия только осевой нагрузки: для односторонней – одинарные подшипники, для двухсторонней – двойные. Одно из колец подшипника устанавливается на вал с натягом, другое кольцо – в корпус с зазором.

Эти подшипники удовлетворительно работают при небольших скоростях (до 10 м/с). При высоких частотах вращения подшипники работаю плохо вследствие появления центробежных сил и гироскопических моментов, действующих на шарики. На горизонтальных валах они работают хуже, чем на вертикальных, и требуют хорошей регулировки или постоянного поджатия колец пружинами.

Роликовые упорные подшипники воспринимают большие осевые нагрузки. Быстроходность их невелика.

Во избежание скольжения, связанного с формой тел качения, подшипники выполняют с коническими роликами (рис. 2, с), с короткими цилиндрическими роликами, с бочкообразными роликами.

Для восприятия двухсторонней осевой нагрузки применяют двойные подшипники.

Краткое описание основных типов подшипников необходимо дополнить упоминанием о многообразии конструктивных решений. Все конструктивные особенности используются для повышения надежности и точности подшипников, улучшения их технических показателей и облегчения монтажа.