Подшипники качения

Эти изделия состоят из следующих элементов: двух колец, тел качения, форма которых может быть различной, сепаратора. Задачей последнего является:

• Выступать в качестве элемента, разделяющего тела качения;
• Сохранять между ними заданные расстояния;
• Направлять их в процессе движения.

Отдельные типы подшипников сепараторов не имеют изначально. У них больше тел качения, что увеличивает допустимую грузоподъёмность. Но это приводит к увеличению момента сопротивления (при работе) и, соответственно, значительному снижению допустимой скорости вращения вала.

На поверхностях имеющихся колец, которые обращены друг к другу, выполняются специальные желоба, иначе именуемые дорожками качения. По ним, в процессе работы, перемещаются тела качения. У моделей упорных подшипников дорожки протачиваются в торцевых поверхностях имеющихся колец.

Существуют отдельные конструктивные узлы с реализованным вариантом совмещённых опор. Чтобы повысить жёсткость всей конструкции, при одновременном уменьшении её геометрических размеров, желоба выполняются на поверхности вала либо в корпусе опорной детали.

Принцип работы подшипников рассматриваемой группы основан на снижении трения за счёт применения тел качения. У последних площадь контактирующих поверхностей минимальна.

Это обеспечивает минимизацию износа и энергопотерь из-за трения.

Подшипники качения, в основном, рассчитаны на восприятие однонаправленных нагрузок (параллельно или перпендикулярно оси вращения).

Классификация изделий по особенностям конструкции

• По форме, которую могут иметь тела вращения: роликовые, шариковые.

Причём первые, в свою очередь, могут иметь следующие формы: цилиндрические (по соотношению длины к диаметру их подразделяют на длинные ролики, короткие, либо относящиеся к игольчатому типу), конические, ролики, имеющие бочкообразную форму, витые.

• По направлениям прилагаемых нагрузок выделяют четыре группы.

К первой относятся радиальные подшипники, рассчитанные на восприятие нагрузок, направленных под углом 90° относительно оси вращения (перпендикулярно ей).

Радиально-упорные, способные воспринимать радиальные (перпендикулярные) и, частично, осевые нагрузки.

Третья группа это упорно-радиальные, рассчитанные на восприятие осевых нагрузок. И, частично, радиальных (перпендикулярных).

Упорные, воспринимающие только продольные нагрузки (осевые).

• Рядов тел качения может быть несколько. По их количеству подшипники делят на 4-ёхрядные, 2-ухрядные, 1-орядные;
• По допустимости перекосов выделяют две группы: допускающие перекосы ≤ 3° (именуются самоустанавливающимися), и не допускающие этого (несамоустанавливающиеся);
• По форме внутреннее отверстие кольца может быть конусным, либо иметь форму цилиндра.

Предлагаются сдвоенные варианты подшипников и иные конструктивные решения.

Преимущества (относительно подшипников скольжения)

• Теряют на трение существенно меньше энергии, что увеличивает их КПД (для некоторых моделей он может составлять 0,995), а также снижает нагрев в процессе работы;
• При их производстве ощутимо экономятся цветные металлы, которые применяют для изготовления подшипников скольжения;
• Момент трения, возникающего при запуске, значительно меньше (в среднем, в десять – двадцать раз);
• Осевой поперечник по габаритам существенно меньше (обеспечивается компактность сборки);
• Изделие просто обслуживается;
• Минимизируется расход смазки;
• Низкая себестоимость производства, благодаря значительным объёмам выпуска подшипников стандартных размеров;
• Взаимозаменяемость изделий упрощает ремонтные работы.

Недостатки

• Имеются определённые ограничения на использование подобных устройств при высоких частотах вращения и существенных нагрузках;
• Их нельзя использовать в ситуациях, предусматривающих высокие вибрационные, значительные ударные нагрузки, приводящих к возникновению больших контактных напряжений. Так как изделие фактически не демпфирует колебания;
• Сложность монтажа и установки отдельных подшипниковых узлов.