Предназначение подшипников. Подшипник качения. Обозначение диаметра отверстия

Обозначения подшипников сегодня крайне активно используются в различных сферах современного производства, ведь это абсолютно незаменимая деталь, которая сегодня применяется в преимущественном большинстве самых разнообразных механизмов и узлов. На сегодняшний день их повсеместно используют во всем, начиная от миниатюрной техники бытового назначения и заканчивая огромными механизмами, использующимися в промышленном производственном оборудовании.

Ни одно современное предприятие, промышленный комплекс или же производственное объединение не может не использовать те или иные обозначения подшипников и сами изделия, которые при этом имеют ограниченный срок службы, и единственной причиной такого явления является то, что им просто нет какой-то конкретной альтернативы. В связи с этим бесперебойность и активность работы различных предприятий, а значит, и их экономическая эффективность непосредственно зависят от того, насколько своевременно поставляются и ставятся такие изделия в случае их износа.

История

Не все правильно понимают старую поговорку, говорящую о том, что все новое представляет собой просто давно забытое старое. Это бессмертное высказывание вполне подходит практически под любые современные технологии, и в частности, это касается подшипника, несмотря на то, что с тех времен, как появились первые обозначения подшипников, прошел уже огромный эволюционный путь, и изначально такие изделия выглядели далеко не так, как их сегодня представляют многие.

Если совсем глубоко окунаться в историю, то начать стоит с 3500 года до н.э., когда жители Древнего Египта использовали, хоть и достаточно примитивные, но в то же время для своего времени крайне эффективные в которых, правда, на тот момент еще не использовались шарики. Приблизительно в 700-м году до н.э. кельты уже прекрасно знали и достаточно активно использовали изделия, которые в наше время обозначения подшипников именуют как цилиндрические устройства качения.

Следующий шаг - 330 год до н.э., в котором один из известнейших инженеров Древней Греции Диад смог создать полноценную осадную машину, одним из основных элементов которой были достаточно примитивные подшипники. Данная машина представляла собой полноценный массивный таран, который мог без труда передвигаться при помощи роликовых направляющих. Именно так на практике был показан принцип, который несет в себе любой шариковый подшипник качения, то есть трение скольжения получилось заменить благодаря чему машина смогла без труда выполнять поставленные перед ней задачи, используя гораздо меньше силы.

В 1490 году Леонардо да Винчи изобрел первый в мире чертеж подшипника качения. Стоит отметить тот факт, что данное изобретение вызвало самый настоящий фурор в кругах специалистов, но на самом деле с течением времени многие поняли, что на тот момент такому изделию просто не находилось практического применения.

В 1794 году произошло первое патентование подшипника качения, который является аналогом современного устройства. К сожалению, использованию этого образца на практике тоже не суждено было состояться, потому что для того, чтобы полноценно реализовать данную идею, нужно было иметь другие технические возможности, так как использование ручной полировки не позволяло добиться соответствующих результатов.

В 1839 году ученый из Америки по имени Исаак Бэббит изобретает специализированный сплав, с помощью которого начали производиться шарики, которые дальше включал в свой состав полноценный роликовый подшипник качения. Данный сплав включал в свой состав медь, сурьму, свинец и олово.

Далее произошел настоящий прорыв в области обоснованных с технической точки зрения конструкций подшипника, и преимущественное большинство из них, естественно, было запатентовано. В 1853 году Филлип Мориц Фишер конструирует первый в истории педальный велосипед, механизмы которого содержали в себе специализированный роликовый подшипник.

Последним действительно значимым для запуска повсеместного распространения и использования таких изделий событием стало то, что Фридрих Фишер создал в 1883 году машину, при помощи которой осуществлялось шлифование шариков, изготовленных из закаленной стали. При этом стоит отметить тот факт, что данная машина позволяла получить такой высокий уровень шлифования, который ранее был просто недостижим. За счет создания данной машины появился знаменитый на весь мир швейнфуртский подшипниковый завод, а в дальнейшем подобные изделия уже начали применяться практически повсеместно.

С тех пор непрерывно осуществлялось совершенствование технологий огромными темпами - закупалось более точное оборудование, начал проставляться номер подшипника, разрабатываться определенные стандарты производства. В конце концов мы видим знакомое многим изделия, без которого в наши дни практически невозможно представить себе

Самыми востребованными и популярными в наше время можно назвать подшипники скольжения и качения, поэтому в данной статье мы разберем именно их использование.

Подшипники качения

Основным принципом данного подшипника является применение Такое изделие имеет конструкцию, которая составляется из двух металлических колец с желобом, между которыми размещаются ролики, иглы или шарики, фиксирующиеся внутри сепаратора, размещенного между кольцами. Стоит отметить, что можно найти не один номер подшипника, предусматривающий возможность отсутствия сепаратора в его конструкции.

В чем их различия?

Современные подшипники качения принято классифицировать по нескольким основным признакам:

• Вид тел, которые используются для обеспечения того самого качения - роликовый/игольчатый или же шариковый подшипник;
• Тип возможной нагрузки - линейные, упорные, радиальные, радиально-упорные и шариковые
• Общее количество используемых элементов - от однорядных до многорядных.
• Возможность обеспечения компенсации того, что в конструкции отсутствует соосность втулки и вала - несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся.

Преимущества

Существует целый ряд достоинств, которыми выгодно отличаются такие подшипники. ГОСТ устанавливает достаточно жесткие нормы производства таких изделий, соответствие которым должно обеспечивать следующие преимущества:

• Предельно высокий КДА, который обеспечивается за счет достижения минимальных потерь из-за трения.
• В разы, а в некоторых случаях даже в десятки раз уменьшенный момент трения по сравнению с подшипниками скольжения.
• Полное отсутствие какой-либо потребности в применении дорогостоящих цветных металлов, без которых не могли бы эффективно использоваться подшипники скольжения, что крайне положительно сказывается на изначальной себестоимости и, соответственно, конечной цене, которую имеют такие подшипники. ГОСТ при этом достаточно четко указывает требования к их производству, поэтому не приходится беспокоиться о том, что за меньшие деньги вы получите не столь качественное изделие.
• Возможность изготовления подшипников практически любых интересующих вас габаритов по направлению к оси, благодаря чему диапазон их применения значительно расширяется.
• Великолепные эксплуатационные параметры, а также полная неприхотливость в обслуживании в комбинации с относительной простотой замены.
• Предельно низкий расход смазки.
• Достаточно низкая стоимость, что представляет собой следствие слишком большой массовости производства таких изделий, а также количества используемых материалов.
• Довольно высокая степень взаимозаменяемости, что также положительно сказывается на общей простоте и величине скорости ремонта различного оборудования и машин.

Минусы

При этом нельзя не сказать о том, что даже обозначение импортных подшипников такого типа предусматривает наличие у них определенных недостатков, а именно:

• Относительно небольшой диапазон применения. В преимущественном большинстве случаев, если разбирать обозначения подшипников, расшифровка их характеристик четко указывает на их полную непригодность для применения в оборудовании, работающем на сверхвысоких скоростях и с большими вибрационными и ударными нагрузками, так как все это подобным изделиям неподвластно.
• Довольно большая масса и габариты в радиальном направлении.
• Отсутствие возможности создания полностью бесшумных подшипников из-за погрешности форм.
• Достаточно сложная установка всевозможных подшипниковых узлов.
• Нужно крайне внимательно относиться к тому, чтобы максимально точно устанавливать такие изделия, о чем свидетельствуют обозначения подшипников. Расшифровка основных параметров и практических примеров их использования говорит о том, что даже небольшие неточности в конечном итоге могут привести к выведению из строя всего узла.
• В процессе изготовления маленьких партий подшипников с нестандартными типоразмерами их стоимость увеличивается довольно сильно.

Подшипники скольжения

Обозначение подшипников по ГОСТ говорит о том, что устройства скольжения представляют собой корпус с отверстием, внутри которого находится смазочное приспособление и специализированная втулка, изготовленная из Вращение вала осуществляется за счет зазора, предусмотренного между ним и отверстием. Стоит отметить тот факт, что расчету данного зазора уделяется особенное внимание, так как в противном случае просто не удастся обеспечить действительно эффективную работу данного изделия. Именно поэтому обозначение подшипников SKF и лого других крупнейших мировых производителей, как минимум, позволяет быть уверенным в том, что их характеристики соответствуют изделиям высокого уровня и не дадут сомневаться в эффективности применяемых изделий.

Трение скольжения в подобных изделиях разделяется на несколько основных категорий:

• Граничное . Смазочный материал покрывает изделие тонкой пленкой, в то время как подшипник с валом соприкасается на полную или же просто затрагивает участки на большой протяженности.
• Жидкостное . За счет применения слоя достаточно жидкой смазки исключается непосредственное непрерывное соприкосновение поверхностей подшипника и вала. Такой контакт может или полностью отсутствовать или же быть непостоянным в определенных участках.
• Газовое . За счет присутствия газовой прослойки между изделием и валом полностью исключается возможность их непосредственного соприкосновения.
• Сухое . Смазка не используется в принципе, а валы при этом полностью покрывают диаметры подшипников или же те ложатся на участки значительной протяженности.

В зависимости от типа используемого изделия может использоваться пластичная, жидкая, газообразная или же твердая смазка.

Классификация

Классификация таких изделий осуществляется в зависимости от следующих признаков:

• Форма отверстия - одноповерхностные или многоповерхностные; со смещенным центром или без смещения; со смещенной поверхностью или без смещения.
• Направления возникающей нагрузки - осевые, радиальные или же радиально-упорные.
• Количество используемых масляных клапанов - один или два и более.
• Конструкция - разъемные, неразъемные или же встроенные.
• Регулируемость - возможность регулировки или же ее отсутствие.

Преимущества

Если говорить об основных достоинствах таких изделий, всего их можно выделить несколько:

• Крайне широкий диапазон возможных сфер применения за счет того, что подшипники могут нормально работать даже на больших ударных и вибрационных нагрузках или же при достаточно высокой скорости.
• Достаточно высокая степень экономичности, если используется вал с большим диаметром.
• Возможность использования в виде разъемного подшипника.
• Возможность обеспечения регулировки зазора, благодаря чему может устанавливаться ось вала с предельной точностью.

Недостатки

При этом, естественно, у таких изделий есть и некоторые минусы:

• В отличие от того, как указывается обозначение подшипников качения, здесь не самый высокий КПД, так как присутствуют довольно существенные потери от трения.
• Нет возможности обеспечения нормальной работы без регулярного смазывания.
• Неравномерный износ цапфы и самого изделия.
• Достаточно высокая себестоимость из-за необходимости регулярного применения цветных металлов в процессе производства.
• Огромная трудоемкость в изготовлении.

Маркировка

Все изделия, которые изготавливаются на территории России, должны в обязательном порядке маркироваться производителями, причем устанавливается обозначение подшипников по ГОСТ. В маркировку любого современного подшипника входит семь цифр главного обозначения, а также несколько дополнительных знаков, которые располагаются слева или же справа от основного обозначения. При этом стоит отметить тот факт, что от основного дополнительная маркировка слева всегда должна отделяться дефисом, в то время как справа находится буквенное обозначение подшипников. При этом знаки в любом случае должны читаться только слева направо.

Левые знаки, которые включает в себя обозначение подшипников на чертеже, содержат в себе следующее:

• момент трения;
• категорию изделия;
• класс точности;
• группу радиального зазора.

Справа же указывается следующее:

• конструктивные изменения;
• материал, использующийся в процессе изготовления данных деталей;
• смазочный материал;
• температура отпуска;
• основные требования к обеспечению определенного уровня вибрации.

Диаметры

Если речь идет об обозначении диаметров, размер которых составляет не более 10 мм, то в таком случае рассматривается значение номинального диаметра, и единственным исключением здесь являются подшипники, имеющие отверстия с диаметром в диапазоне 0.6-2.5 мм, обозначение которых осуществляется дробным числом. В остальных ситуациях, если диаметр имеет дробное значение, то в таком случае обозначение будет иметь округленное до целого, в то время как на втором месте в обозначении данного изделия ставится цифра «5».

Подшипники, диаметр отверстия которых составляет 10, 12, 15 или же 17 мм, в своем обозначении диаметра имеют числа 00, 01, 02 или же 03 соответственно. Если же это отверстие, размер которого находится в диапазоне от 10 до 19 мм, но при этом не входит в перечисленный выше список, то в таком случае изделие обозначается ближайшим числом из вышеперечисленного, а в третьей позиции маркировки ставится цифра «9».

Если диаметр отверстия составляет 22, 28, 32 или же 500 мм, то в таком случае им указываются дробные значения. К примеру, изделие с диаметром 22 мм может иметь обозначение «602/22».

Если диаметр отверстия имеет целое или дробное число, не кратное пяти, то в таком случае они обозначаются в виде округленных до целого числа частных от деления настоящего диаметра на 5. При этом основное обозначение таких изделий включает в себя на третьем месте цифру «9».

Внутренний диаметр подшипников, имеющий отверстие более 500 мм, имеет обозначение, которое полностью совпадает с указанным значением диаметра отверстия, рассчитанного в миллиметрах.

Помимо всего прочего, указывается размерная серия подшипника, которая включает в себя сочетание серий ширин и диаметров для определения точных габаритов.

Подшипником называют устройство, представляющее собой часть опоры, поддерживающей вал, ось или другую подобную конструкция. Подшипник предназначен для фиксации такого вала в пространстве, обеспечивает его свободное вращение, качание либо линейное смещение при минимальных потерях энергии на трение. Кроме того, подшипник предназначен для восприятия и передачи механических нагрузок на другие элементы конструкции. При этом, опору, снабженную упорным подшипником, принято называть подпятником.

Среди всего множества конструкций подшипников выделяют следующие основные типы:

• Подшипники качения;
• Подшипники скольжения;
• Гидростатические подшипники;
• Гидродинамические подшипники;
• Газостатические подшипники;
• Газодинамические подшипники;
• Подшипники магнитные.

В современном же машиностроении используют, главным образом, подшипники качения и скольжения.

Подшипники качения

В состав подшипника качения входят два кольца, комплект тел качения и сепаратор, предназначенный для удержания тел качения на фиксированных расстояниях друг от друга. Однако, иногда используют и подшипники без сепаратора. Внутренняя поверхность наружного кольца и наружная поверхность внутреннего кольца снабжаются желобами - дорожками качения, предназначенными для движения тел качения в процессе работы подшипника.

В некоторых машинах и механизмах для увеличения точности работы, жесткости конструкции и снижения ее габаритов используют подшипники совмещенного типа, в которых роль одного из колец подшипника выполняет непосредственно вал (дорожка качения выполняется на валу) или корпусная деталь.

Находят применение и подшипники без сепараторов, в которых используется большое количество тел качения. Такие подшипники имеют повышенную грузоподъемность, однако, максимальные частоты их вращения заметно ниже, чем у обычных подшипников с сепараторами из-за повышенных потерь на трение.

В подшипниках качения главенствующую роль играет трение качения, т.к. трение скольжения между сепаратором и телами качения, как правило, невелико. Поэтому в подшипниках качения, по сравнению с подшипниками скольжения, наблюдаются значительно меньшие потери энергии, а также меньший механический износ. Подшипники качения закрытого типа (с защитными крышками) почти не требуют какого-либо обслуживания, в то время, как открытые чувствительны к инородным телам, которые способны быстро разрушить подшипник.

Механические нагрузки, действующие на подшипник, принято разделять на радиальные, действующие перпендикулярно оси подшипника, и осевые, действующие вдоль оси подшипника.

Конструкции подшипников

Подшипники качения принято классифицировать по следующим конструктивным признакам:

• форма тел качения: шарики или ролики, причем ролики могут быть короткими цилиндрическими, игольчатыми, бочкообразными, коническими или витыми (пустотелыми);
• направление воспринимаемых нагрузок: радиальные, радиально-упорные или осевые нагрузки;
• рядность движения тел качения: одно-, двух- или четырехрядные;
• чувствительность к перекосам: самоустанавливающиеся (допускают перекос до 3 градусов) или несамоустанавливающиеся;
• форма отверстия внутреннего кольца: цилиндрическое или конусное;
• конструкция корпуса: сдвоенная и другие.

Кроме подшипников основных указанных типов, производятся и некоторые комбинированные модели.

Разновидности подшипников качения

В настоящее время используются следующие основные виды подшипников качения:

• шариковые подшипники: радиальные, радиальные самоустанавливающиеся - сферические, радиально - упорные, упорные, радиальные, предназначенные для корпусных конструкций;
• роликовые подшипники с роликами цилиндрической формы могут быть радиальные и упорными;
• роликовые подшипники с роликами конической формы могут быть упорными и радиально-упорными;
• роликовые подшипники с роликами сферической формы производятся радиальными самоустанавливающимися и упорными самоустанавливающимися;
• роликовые подшипники с игольчатыми роликами подразделяются на радиальные игольчатые, упорные игольчатые и комбинированные;
• прочие подшипники качения делятся на шариковые и роликовые с опорными роликами, роликовые радиально-тороидальные, роликовые радиальные с роликами витого типа, опорно-поворотные подшипники и подшипники комбинированных конструкций.

Радиальный шариковый подшипник	Радиально-упорный шариковый подшипник с четырёхточечным контактом	Самоустанавливающийся двухрядный радиальный шариковый подшипник
Радиальный шариковый подшипник для корпусных узлов	Радиальный роликовый подшипник	Радиально-упорный роликовый подшипник
Самоустанавливающийся радиальный роликовый подшипник	Самоустанавливающийся радиально-упорный роликовый подшипник	Самоустанавливающийся двухрядный радиальный роликовый подшипник с бочкообразными роликами(сферический)
Упорный шариковый подшипник	Упорный роликовый подшипник	Ролики и сепаратор упорного игольчатого подшипника

Условные обозначения подшипников в мире

ISO 15:1998 — Подшипники качения. Радиальные подшипники. Габаритные размеры. Общий вид.

ISO 104:2002 — Подшипники качения. Упорные подшипники. Габаритные размеры и общий вид.

ISO 113:1999 — Подшипники качения. Корпуса опорных подшипников. Габаритные размеры.

ISO 355:1977/Amd 2:1980 — Подшипники качения. Конические роликовые подшипники метрической серии. Габаритные размеры и обозначения серий.

ISO 1132-1:2000 — Подшипники качения. Допуски. Часть 1. Термины и определения.

Система условных обозначений подшипников, принятая в России

Все подшипники, производимые в РФ, маркируются изготовителями согласно требованиям ГОСТ 3189-89.

Маркировка любого подшипника включает семь цифр основного обозначения (при наличии нулевых значений некоторых признаков обозначение может сокращаться вплоть до 2-х цифр) и нескольких знаков дополнительного, которые могут располагаться справа и слева относительно основного обозначения. Причем, дополнительная маркировка слева всегда отделяется от основного обозначения дефисом (тире), а правая дополнительная маркировка всегда первым символом имеет букву. Знаки, как основной, так и дополнительной маркировки следует читать справа налево.

Схема 1 основного условного исполнения для подшипников с диаметром отверстия до 10 мм, кроме подшипников с диаметрами отверстий 0,6, 1,5 и 2,5 мм, которые обозначаются через дробь.

1. диаметр отверстия, два знака;
2. серия диаметров, один знак;
3. тип подшипника, один знак;
4. конструктивное исполнение, два знака;
5. размерная серия (серия ширин или высот), один знак.

Знаки условного обозначения:

• материал деталей;
• конструктивные изменения;
• температура отпуска;
• смазочный материал;
• требования к уровню вибрации.

Система обозначения диаметров отверстий

Обозначение диаметров отверстий до 10 мм по схеме 1 представляет собой значение номинального диаметра; исключение составляют подшипники с отверстиями диаметром от 0,6 до 2,5 мм, которые обозначаются дробным числом. В других случаях, при дробном значении диаметра отверстия, в обозначении оно округляется до целого значения, а на втором месте в условном обозначении такого подшипника ставится цифра «5». Сферические радиальные двухрядные подшипники, имеющие диаметр отверстия не более 9 мм, маркируются в соответствии с ГОСТ 5720.

По схеме 2 диаметр отверстия, при его значении от 10 до 500 мм, если он кратен 5 обозначается двумя цифрами, представляющими собой частное от деления истинного диаметра на 5.

Подшипники с диаметром отверстий 10, 12, 15, 17 мм имеют в обозначении диаметра, соответственно, числа 00, 01, 02, 03. Если отверстие в диапазоне 10 - 19 мм имеет диаметр, отличный от перечисленных выше, то оно обозначается ближайшим числом из этого ряда, но в этом случае в третьей позиции маркировки будет стоять цифра 9.

Отверстия с диаметрами 22, 28, 32, 500 мм имеют дробные обозначения, например, 602/22 при диаметре отверстия 22 мм.

Отверстия с диаметрами, равными дробным или целым числам, не кратным 5, имеют обозначение в виде округленных до целого частных от деления истинного диаметра на 5. Основное обозначение таких подшипников на третьем месте имеет цифру 9.

Внутренний диаметр подшипников с отверстием от 500 мм имеет обозначение, совпадающее со значением диаметра отверстия в миллиметрах.

Обозначение размерных серий

Размерная серия подшипника — сочетание серий диаметров и ширин (высот), определяющее габаритные размеры подшипника. Для подшипников установлены следующие серии (ГОСТ 3478 ):

• диаметров 0, 8, 9, 1, 7, 2, 3, 4, 5;
• ширин и высот 7, 8, 9, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Перечень серий диаметров указан в порядке увеличения размера наружного диаметра подшипника при одинаковом внутреннем диаметре. Перечень серий ширин или высот указан в порядке увеличения размера ширины или высоты.

Серия 0 в обозначении не указывается.

Нестандартные подшипники по внутреннему диаметру или ширине (высоте) имеют обозначение серии диаметра 6, 7или 8. Серия ширин (высот) в этом случае не проставляется.

Обозначение типов подшипников

Типы подшипников обозначаются согласно таблицы

Тип подшипника	Обозначение
Шариковый радиальный	0
Шариковый радиальный сферический	1
Роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами	2
Роликовый радиальный сферический	3
Роликовый игольчатый или с длинными цилиндрическими роликами	4
Радиальный роликовый с витыми роликами	5
Радиально-упорный шариковый	6
Роликовый конический	7
Упорный или упорно-радиальный шариковый	8
Упорный или упорно-радиальный роликовый	9

Обозначение конструктивного исполнения

Конструктивные исполнения для каждого типа подшипников, согласно ГОСТ 3395 , обозначают цифрами от 00 до 99.

Знаки дополнительного обозначения

Слева от основного обозначения ставят знаки:

• класс точности (7, 8, 0, 6Х, 6, 5, 4, 2);
• группа радиального зазора по ГОСТ 24810-81 (1, 2…9; для радиально-упорных шариковых подшипников обозначают степень преднатяга 1, 2, 3);
• момент трения (1, 2…9);
• категорию подшипников (А, В, С).

Справа от основного обозначения ставят знаки:

• материал деталей подшипников (например, Е — сепаратор из пластических материалов, Ю — детали подшипников из нержавеющей стали, Я — подшипники из редко применяемых материалов (твердые сплавы, стекло, керамика и т. д.), W — детали подшипников из вакуумированной стали и т. д.);
• конструктивные изменения (например, К — конструктивные изменения деталей подшипников, М — роликовые подшипники с модифицированным контактом);
• требования к температуре отпуска (Т, Т1, Т2, Т3, Т4, Т5);
• смазочный материал закладываемый в подшипники закрытого типа при их изготовлении (например, С1, С2, С3 и т. д.);
• требования по уровню вибрации (например, Шl, Ш2, ШЗ и т. д.).

Подшипники скольжения

Чаще всего, подшипник скольжения состоит из корпуса с цилиндрическим отверстием, куда вставляется втулка из материала с антифрикционными свойствами. В такой конструкции. обычно, предусмотрена также система смазки, которая обеспечивает поступление смазочного материала в зазор между валом и втулкой подшипника.

Рабочие зазоры в подшипниках, работающих со смазкой, рассчитываются на основе гидродинамической теории. При этом, находится минимальная толщина слоя смазки в микрометрах, температура и давление в этом слое, а также расход смазочного материала. Подшипники различной конструкции, с различными значениями скорости вращения цапфы и в разных условиях эксплуатации могут характеризоваться различными типами трения, которое может быть сухим, граничным, гидродинамическим или газодинамическим. Следует заметить, что даже подшипники с гидродинамическим трением при пуске механизма некоторое время работают в режиме граничного трения.

Смазка относится к числу основных факторов, определяющих надежность и срок службы подшипника. Функцией смазки является: обеспечение минимального трения между подвижными частями, отвод избыточного тепла, защита от неблагоприятных внешних факторов. При этом, смазка может быть: жидкой (синтетические и минеральные масла или вода для подшипников из неметаллических материалов); пластичной (смазки с использованием литиевого мыла или сульфоната кальция); твердой (дисульфид молибдена, графит и пр.); газовой (азот или инертные газы). Самыми высокими эксплуатационными параметрами обладают самосмазывающиеся пористые подшипники, которые изготовлены по технологии порошковой металлургии. Такой пористый подшипник, будучи пропитанным маслом, в процессе работы нагревается и смазка выдавливается из пор в рабочий зазор на трущиеся поверхности. В нерабочем состоянии такой подшипник остывает и смазка снова уходит в его поры.

В зависимости от допустимого направления рабочих нагрузок, подшипники разделяют на осевые (упорные) и радиальные.

Подшипники мехатронные

В 90-х годах прошлого столетия появились подшипники качения нового типа - мехатронные, которые также назывались сенсорными. В состав мехатронного подшипника входит механическая часть (собственно подшипник) и электронная, включающая датчик и энкодер.

Сегодня все множество мехатронных подшипников принято делить на три категории:

• с датчиком скорости вращения;
• с позиционным датчиком, позволяющим измерять скорость, угловое положение, количество оборотов и направление вращения;
• с датчиком моментов.

В настоящее время подшипники этого типа находят все большее применение в автомобилях и промышленных установках.

Первыми широкое распространение получили мехатронные подшипники модели ASB - Active Sensor Bearing компании SNR. Это подшипники для ступиц автомобилей, оснащенные встроенными датчиками скорости.

К главным преимуществам мехатронных подшипников ASB можно отнести:

• способность измерять небольшие скорости вращения колес (практически от нуля);
• небольшой вес и габариты ступиц;
• простота установки подшипников;
• возможность использования унифицированных деталей и узлов.

Перечень ГОСТов

1. ГОСТ 520—2002 Подшипники качения. Общие технические условия.

2. ГОСТ 831-75 Подшипники шариковые радиально-упорные однорядные. Типы и основные размеры.

3. ГОСТ 832-78 Подшипники шариковые радиально-упорные сдвоенные. Типы и основные размеры.

4. ГОСТ 2893-82 Подшипники качения. Канавки под упорные пружинные кольца. Кольца упорные пружинные. Размеры.

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

6. ГОСТ 3325-85 Подшипники качения. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки.

7. ГОСТ 3395-89 Подшипники качения. Типы и конструктивные исполнения.

8. ГОСТ 3478-79 Подшипники качения. Основные размеры.

9. ГОСТ 3722-81 Подшипники качения. Шарики. Технические условия.

10. ГОСТ 4252-75 Подшипники шариковые радиально-упорные двухрядные. Основные размеры.

11. ГОСТ 4657-82 Подшипники роликовые радиальные игольчатые однорядные. Основные размеры. Технические требования.

12. ГОСТ 5377-79 Подшипники роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами без внутреннего или наружного кольца. Типы и основные размеры.

13. ГОСТ 5721-75 Подшипники роликовые радиальные сферические двухрядные. Типы и основные размеры.

14. ГОСТ 6364-78 Подшипники роликовые конические двухрядные. Основные размеры.

15. ГОСТ 6870-81 Подшипники качения. Ролики игольчатые. Технические условия.

16. ГОСТ 7242-81 Подшипники шариковые радиальные однорядные с защитными шайбами. Технические условия.

17. ГОСТ 7634-75 Подшипники радиальные роликовые многорядные с короткими цилиндрическими роликами. Типы и основные размеры.

18. ГОСТ 7872-89 Подшипники упорные шариковые одинарные и двойные. Технические условия.

19. ГОСТ 8328-75 Подшипники роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами. Типы и основные размеры.

20. ГОСТ 8338-75 Подшипники шариковые радиальные однорядные. Основные размеры.

21. ГОСТ 8419-75 Подшипники роликовые конические четырехрядные. Основные размеры.

22. ГОСТ 8530-90 Подшипники качения. Гайки, шайбы и скобы для закрепительных втулок. Технические условия.

23. ГОСТ 8545-75 Подшипники шариковые и роликовые двухрядные с закрепительными втулками. Типы и основные размеры.

24. ГОСТ 8882-75 Подшипники шариковые радиальные однорядные с уплотнениями. Технические условия.

25. ГОСТ 8995-75 Подшипники шариковые радиально-упорные однорядные с одним разъемным кольцом. Типы и основные размеры.

26. ГОСТ 9592-75 Подшипники шариковые радиальные с выступающим внутренним кольцом. Технические условия.

27. ГОСТ 9942-90 Подшипники упорно-радиальные роликовые сферические одинарные. Технические условия.

28. ГОСТ 13014-80 Втулки стяжные подшипников качения. Основные размеры.

29. ГОСТ 18572-81 Подшипники роликовые с цилиндрическими роликами для букс железнодорожного подвижного состава. Основные размеры.

30. ГОСТ 18854-94 Подшипники качения. Статическая грузоподъемность.

31. ГОСТ 18855-94 Подшипники качения. Динамическая расчетная грузоподъемность и расчетный ресурс (долговечность).

32. ГОСТ 20531-75 Подшипники роликовые игольчатые радиально-упорные комбинированные. Технические условия.

33. ГОСТ 22696-77 Подшипники качения. Ролики цилиндрические короткие. Технические условия.

34. ГОСТ 23179-78 Подшипники качения радиальные шариковые однорядные гибкие. Технические условия.

35. ГОСТ 23526-79 Подшипники роликовые упорные с цилиндрическими роликами одинарные. Типы и основные размеры.

36. ГОСТ 24208-80 Втулки закрепительные подшипников качения. Основные размеры.

37. ГОСТ 24297-87 Входной контроль продукции. Основные положения.

38. ГОСТ 24696-81 Подшипники роликовые радиальные сферические двухрядные с симметричными роликами. Основные размеры.

39. ГОСТ 24810-81 Подшипники качения. Зазоры.

40. ГОСТ 24850-81 Подшипники шариковые радиальные однорядные с двумя уплотнениями, с широким внутренним кольцом и сферической наружной поверхностью наружного кольца. Основные размеры.

41. ГОСТ 24955-81 Подшипники качения. Термины и определения.

42. ГОСТ 25255-82 Подшипники качения. Ролики цилиндрические длинные. Технические условия.

43. ГОСТ 25256-82 Подшипники качения. Допуски. Термины и определения.

44. ГОСТ 25455-82 Подшипники качения. Втулки закрепительные и стяжные. Технические условия.

45. ГОСТ 27057-86 Подшипники упорные роликовые конические одинарные. Основные размеры.

46. ГОСТ 27365-87 Подшипники роликовые конические однорядные повышенной грузоподъемности. Основные размеры.

47. ГОСТ 28428-90 Подшипники радиальные шариковые сферические двухрядные. Технические условия.

48. ГОСТ 9013-59 Металлы. Методы измерения твердости по Роквеллу.

49. ГОСТ 3635-78 Подшипники шарнирные. Технические условия.

50. ГОСТ Р 52545.1-2006 (ИСО 15242-1:2004) Подшипники качения. Методы измерения вибрации. Основные положения.

Перечень стандартов ISO

МЕЖДУНАРОДНЫЕ СТАНДАРТЫ (СТАНДАРТЫ ISO), ДЕЙСТВУЮЩИЕ ДЛЯ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ, ШАРНИРНЫХ ПОДШИПНИКОВ И ТЕЛ КАЧЕНИЯ.

В данном материале приводится перечень стандартов, разработанных ISO («International Organization for Standardization» — «Международная организация по стандартизации»). Эти стандарты называются международными. В разработке некоторых из них приняли участие специалисты России (Россия — участник секции ISO номер ТК-4 -"Подшипники качения"). В перечень включены действующие стандарты, за исключением стандартов на самолетные подшипники дюймовой размерности. Не приводятся отмененные и замененные стандарты ISO. Несколько стандартов ISO находятся на стадии утверждения, но пока еще являются проектами. Стандарты ISO содержат ценную информацию о подшипниках, обобщающую мировой опыт. Некоторые стандарты ISO являются основой соответствующих ГОСТов и других стандартов более низкого уровня. Однако формально стандарты ISO в России не являются стандартами прямого действия. Перечень составлен по состоянию на 01.01.2005 г.

1. ISO 15: 1998 Подшипники качения — Радиальные подшипники — Основные размеры, генеральный план.

2. ISO 76: 1987 Подшипники качения — Статическая грузоподъемность.

3. ISO Amd. 1 76: 1999 Подшипники качения — Статическая грузоподъемность — Изменение 1.

4. ISO 104: 2002 Подшипники качения — Упорные подшипники — Основные размеры, генеральный план.

5. ISO 113: 1999 Подшипники качения — Корпуса на лапах — Основные размеры.

6. ISO 199: 1997 Подшипники качения — Упорные шариковые подшипники — Допуски.

7. ISO 246: 1995 Подшипники качения — Роликовые цилиндрические подшипники — Отдельные упорные кольца — Основные размеры.

8. ISO 281: 1990 Подшипники качения — Динамическая расчетная грузоподъемность и расчетный ресурс — Часть 1: Методы расчета.

9. ISO Amd. 1 281: 2000 Подшипники качения — Динамическая расчетная грузоподъемность и расчетный ресурс — Изменение 1. 10. ISO Amd. 2 281: 2000 Подшипники качения — Динамическая расчетная грузоподъемность и расчетный ресурс — Изменение 2.

11. ISO 355: 1997 Подшипники качения — Роликовые конические подшипники метрической серии -Основные размеры и обозначения серий.

12. ISO 464: 1995 Подшипники качения — Радиальные подшипники с упорным пружинным кольцом -Размеры и допуски.

13. ISO 492: 2002 Подшипники качения — Радиальные подшипники — Допуски.

14. ISO 582: 1995 Подшипники качения — Максимальные значения размеров фасок.

15. ISO 683-17: 1999 Стали термообработанные, легированные и быстрорежущие — Часть 17: Стали для шариковых и роликовых подшипников.

16. ISO 1002: 1983 Подшипники качения — Самолетные подшипники — Характеристики, основные размеры, допуски, оценка грузоподъемности.

17. ISO 1132-1: 2000 Подшипники качения — Допуски — Часть 1: Термины и определения.

18. ISO 1132-2: 2001 Подшипники качения — Допуски — Часть 2: Принципы и методы измерения и контроля.

19. ISO 1206: 2001 Подшипники роликовые игольчатые — Легкая и средняя серии — Размеры и допуски.

20. ISO 1224: 1984 Подшипники качения — Приборные прецизионные подшипники.

21. ISO 2982-1: 1995 Подшипники качения — Комплектующие детали — Часть 1: Конические втулки -Размеры.

22. ISO 2982-2: 2001 Подшипники качения — Комплектующие детали — Часть 2: Стопорные гайки и стопорные приспособления — Размеры.

23. ISO 3030: 1996 Подшипники качения — Радиальные игольчатые ролики с сепаратором в сборе -Размеры и допуски.

24. ISO 3031: 2000 Подшипники роликовые игольчатые — Упорные игольчатые ролики с сепаратором в сборе, упорные шайбы — Размеры и допуски.

25. ISO 3096: 1996 Подшипники качения — Игольчатые ролики — Размеры и допуски.

26. ISO Cor. 1 3096: 1999 Подшипники качения — Игольчатые ролики — Размеры и допуски — Техническая поправка 1.

27. ISO 3228: 1993 Подшипники качения — Литые и штампованные корпуса для вкладышных подшипников.

28. ISO 3245: 1997 Подшипники качения — Роликовые игольчатые подшипники со штампованным наружным кольцом без внутреннего кольца — Основные размеры и допуски. 29. ISO 3290: 2001 Подшипники качения — Шарики — Размеры и допуски.

30. ISO 5593: 1997 Подшипники качения — Словарь.

31. ISO 5753: 1991 Подшипники качения — Радиальный внутренний зазор.

32. ISO 5949: 1983 Стали инструментальные и стали подшипниковые — Микрофотографический метод оценки распределения карбидов с помощью контрольных микрофотоснимков.

33. ISO 6743-2: 1981 Смазки, промышленные масла и сопутствующие продукты (Класс L) — Классификация -Часть 2: Группа F — Шпиндельные подшипники, подшипники и муфты.

34. ISO 6811: 1998 Подшипники скольжения сферические — Словарь.

35. ISO Cor. 1 6811: 1999 Подшипники скольжения сферические — Словарь — Техническая поправка 1.

36. ISO 7063: 2003 Роликовые игольчатые подшипники — Опорные ролики — Допуски.

37. ISO 7938: 1986 Авиация — Шариковые подшипники для направляющих роликов тросов управления -Размеры и нагрузки.

38. ISO 7939: 1988 Авиация — Неметаллические направляющие ролики с шариковыми подшипниками для тросов управления — Размеры и нагрузки.

39. ISO ISO 8443: 1999 8826-1: 1989 Подшипники качения — Радиальные шариковые подшипники с бортом на наружном кольце — Размеры борта. Технические чертежи — Подшипники качения — Часть 1: Общее упрощенное изображение.

40. ISO 8826-2: 1994 Технические чертежи — Подшипники качения — Часть 2: Детализированное упрощенное изображение.

41. ISO 9628: 1992 Подшипники качения — Вкладышные подшипники и эксцентрические стопорные кольца.

42. ISO 9758: 2000 Авиация и космос — Вилкообразные наконечники стальные, с резьбой, для подшипников качения, для тросов управления самолетами — Размеры и нагрузки.

43. ISO 9760: 2000 Авиация и космос — Вилкообразные наконечники из нержавеющей стали для подшипников качения, для тросов управления самолетами — Размеры и нагрузки.

44. ISO 10285: 1992 Подшипники качения — Подшипники линейного перемещения — Шариковые рециркулирующие подшипники втулочного типа — Метрическая серия.

45. ISO 10317: 1992 Подшипники качения — Конические роликовые подшипники — Система обозначений.

46. ISO/TR 10657: 1991 Пояснительная записка к ISO 76.

47. ISO 10792-1: 1995 Авиация и космос — Самолетные сферические подшипники скольжения из нержавеющей стали с самосмазывающейся прокладкой — Часть 1: Метрическая серия.

48. ISO 10792-3: 1995 Авиация и космос — Самолетные сферические подшипники скольжения из нержавеющей стали с самосмазывающейся прокладкой — Часть 3: Технические условия.

49. ISO 12043: 1995 Подшипники качения — Однорядные цилиндрические роликовые подшипники — Размеры фасок для колец со скошенным и направляющими бортами.

50. ISO 12044: 1995 Подшипники качения — Однорядные радиально-упорные шариковые подшипники -Размеры фасок со стороны ненагруженного торца наружного кольца.

51. ISO 12240-1: 1998 Сферические подшипники скольжения — Часть 1: Радиальные сферические подшипники скольжения.

52. ISO 12240-2: 1998 Сферические подшипники скольжения — Часть 2: Радиально-упорные сферические подшипники скольжения.

53. ISO 12240-3: 1998 Сферические подшипники скольжения — Часть 3. Упорно-радиальные подшипники скольжения.

54. ISO 12240-4: 1998 Сферические подшипники скольжения — Часть 4. Хвостовики сферических подшипников скольжения.

55. ISO Cor. 1 12240-4: 1999 Сферические подшипники скольжения — Часть 4. Хвостовики сферических подшипников скольжения — Техническая поправка 1 .

56. ISO 13012: 1998 Подшипники качения — Подшипники качения линейного перемещения — Шариковые линейные рециркулирующие подшипники — Втулочный тип — Принадлежности.

57. ISO Cor. 1 13012: 1999 Подшипники качения — Подшипники качения линейного перемещения — Шариковые линейные рециркулирующие подшипники — Втулочный тип — Принадлежности -Техническая поправка 1 .

58. ISO 13411: 1997 Авиация и космос — Самолетные роликовые игольчатые подшипники и игольчатые опорные ролики — Технические условия.

59. ISO 13416: 1997 Авиация и космос — Самолетные роликовые игольчатые подшипники — Опорные ролики для скобы, однорядные, с уплотнениями — Метрическая серия.

60. ISO 13417: 1997 Авиация и космос — Самолетные роликовые игольчатые подшипники — Опорные ролики с хвостовиком, однорядные, с уплотнениями — Метрическая серия.

61. ISO 13790-1: 2004 Подшипники качения — Подшипники качения линейного перемещения — Часть 1: Номинальная расчетная динамическая грузоподъемность и расчетная долговечность.

62. ISO 14190: 1998 Авиация и космос — Самолетные подшипники качения: шариковые и сферические роликовые — Технические требования. 63. ISO 14191: 1998 Авиация и космос — Самолетные однорядные роликовые сферические самоустанавливающиеся подшипники качения, серии диаметров 3 и 4 -Метрическая серия.

64. ISO 14192: 1898 Авиация и космос — Самолетные однорядные роликовые сферические самоустанавливающиеся подшипники качения с защитной шайбой, для умеренного режима работы — Метрическая серия.

65. ISO 14195: 1998 Авиация и космос — Самолетные двухрядные роликовые сферические самоустанавливающиеся подшипники качения, с уплотнением, для трубовидных деталей с высоким сопротивлением кручению, для легкого режима работы -Метрическая серия.

66. ISO 14201: 1998 Авиация и космос — Самолетные двухрядные шариковые самоустанавливающиеся подшипники качения, серия диаметров 2 — Метрическая серия.

67. ISO 14202: 1998 Авиация и космос — Самолетные шариковые подшипники качения, жесткие, серии диаметров 0 и 2 — Метрическая серия.

68. ISO 14203: 1998 Авиация и космос — Самолетные однорядные шариковые подшипники качения, несамоустанавливающиеся, жесткие, серии диаметров 8 и 9 — Метрическая серия.

69. ISO 14204: 1998 Авиация и космос — Самолетные двухрядные шариковые подшипники качения, несамоустанавливающиеся, жесткие, серия диаметров 0 — Метрическая серия.

70. ISO 14728-1: 2004 Линейные подшипники — Динамическая и статическая расчетная грузоподъемность -Часть 1: Шариковые линейные рециркулирующие подшипники.

71. ISO 14728-2: 2004 Линейные подшипники — Динамическая и статическая расчетная грузоподъемность -Часть 2: Шариковые линейные рециркулирующие подшипники с профильными направляющими.

72. ISO 14728-2: 2004 Линейные подшипники — Динамическая и статическая расчетная грузоподъемность -Часть 2: Шариковые линейные рециркулирующие подшипники с профильными направляющими.

73. ISO 15241 2001 Подшипники качения — Символы и величины.

74. ISO 15242-1 2004 Подшипники качения — Методы измерения вибрации — Часть 1: Основные положения.

75. ISO 15242-2 2004 Подшипники качения — Методы измерения вибрации — Часть 2: Радиальные шариковые подшипники с цилиндрическими отверстием и наружной поверхностью.

76. ISO 15243 2004 Подшипники качения — Повреждения и отказы — Термины, характеристики и причины.

77. ISO 15312 2003 Подшипники качения -Допустимая тепловая скорость — Расчет и коэффициенты.

78. ISO/TS 16799 1999 Подшипники качения — Динамическая расчетная грузоподъемность и расчетный ресурс — Нарушение непрерывности в расчете базовой динамической грузоподъемности.

79. ISO 21107: 2004 Подшипники качения и сферические подшипники скольжения — Структура поиска для электронных баз данных — Характеристики и рабочие критерии, идентифицируемые по словарю признаков.

80. ИСО 1132-1:2000 Подшипники качения. Допуски. Часть 1. Термины и определения.

90. ИСО 1132-2:2001 Подшипники качения. Допуски. Часть 2. Принципы и методы измерения и контроля.

91. ИСО 12240-1:1998 Сферические подшипники скольжения. Часть 1. Радиальные сферические подшипники скольжения.

92. ИСО 12240-2: 1998 Сферические подшипники скольжения. Часть 2. Радиально-упорные сферические подшипники скольжения.

93. ИСО 12240-3:1998 Сферические подшипники скольжения. Часть 3. Упорно-радиальные сферические подшипники скольжения.

94. ИСО 12240-4:1998 (с поправкой) Сферические подшипники скольжения. Часть 4. Хвостовики сферических подшипников скольжения.

95. ИСО 199:1997 Подшипники качения. Упорные шариковые подшипники. Допуски.

96. ИСО 492:2002 Подшипники качения. Радиальные подшипники. Допуски.

97. ИСО 5753:1991 Подшипники качения. Радиальный внутренний зазор.

98. ИСО 76:1987 (с поправкой 1:1999) Подшипники качения. Статическая грузоподъемность.

99. ИСО 15242-4 Подшипники качения. Методы измерения вибрации. Радиальные цилиндрические роликовые подшипники с цилиндрической внутренней и наружной поверхностью.

100. ИСО 15242-1:2004(Р) Подшипники качения. Методы измерения вибрации. Часть 1: Основные положения.

101. ИСО 15242-2:2004(Р) Подшипники качения. Методы измерения вибрации. Часть 2: Радиальные и радиально-упорные шариковые подшипники с цилиндрическим отверстием и цилиндрической наружной поверхностью.

102. ИСО 15242-3:2006(Р) Подшипники качения. Методы измерения вибрации. Часть 3: Радиальные сферические и конические роликовые подшипники с цилиндрической внутренней и наружной поверхностью.

По материалам Википедии

Все существующие виды подшипников представляют собой сборочный узел, функциональное назначение которого заключается в поддержке подвижной конструкции (оси, вала и т. п.) с определенной степенью жесткости. Одновременно подшипник выступает в роли одного из элементов опоры, надежно фиксирующего положение в пространстве в совокупности с обеспечением качения, вращения или линейного перемещения.

Разновидности сборочных узлов

В настоящее время технический прогресс, обусловивший неуклонное развитие инженерной мысли, абсолютно не способен развиваться без использования такого, казалось бы, незначительного элемента, как шарикоподшипник. Повсеместное применение этого изделия во всех сферах производства, начиная с миниатюрной бытовой техники и заканчивая грандиозными механизмами производственного оборудования, заставляет признать безальтернативность его использования. Все существующие в настоящее время шарикоподшипниковые узлы делятся на два основных типа: скольжения и качения.

Особенности подшипников скольжения

Конструктивное исполнение этого изделия не отличается сложностью и представляет собой устройство, принцип работы которого заключается в использовании трения скольжения. Основными элементами изделия являются корпус, в отверстии которого установлены приспособление для смазки и особая втулка из материала, обладающего высокими антифрикционными характеристиками.

Вращение подвижной конструкции (оси, вала) происходит благодаря наличию зазора между ним и внутренней поверхностью отверстия корпуса. От скрупулезности расчета указанного зазора всецело зависит эффективность работы всего узла. Тип трения скольжения, используемый в таких подшипниках, подразделяют на несколько базовых категорий:

Отметим важность качества и вида смазочного материала, задействованного в работе изделия. В качестве основных видов смазок специалисты позиционируют полимерные, керамические, графитные, нейлоновые и т. д.

Классификация изделий

Модельный ряд подшипников, использующих трение скольжения, достаточно широк и разнообразен. Классифицируются эти изделия в зависимости от присутствия следующих признаков:

1. Форма отверстия в корпусе. Современные подшипники производятся со смещенными или несмещенными поверхностями и центром, а также имеющие одну или несколько поверхностей.
2. Число масляных клапанов. Как правило, это один или два, но бывает и больше.
3. Направление возникающих нагрузок. Определяются как радиальные, радиально-упорные и осевые.
4. Возможность (или невозможность) выполнения регулировочных работ.

Кроме характеристик, перечисленных выше, огромную роль играет вид конструктивного исполнения узла. Он может быть встроенным, разъемным и неразъемным.

Преимущества и недостатки

Говоря о достоинствах изделий, работа которых основана на трении скольжения, уместно помнить, что определение положительных свойств и характеристик всецело зависит от степени соответствия предполагаемому назначению подшипников. Тем не менее перечень объективно существующих плюсов таких изделий выглядит следующим образом:

Вполне логичным будет предположить, что эксплуатация узлов, работающих по принципу скольжения контактных поверхностей, сопровождается и некоторыми минусами. И это действительно так:

• Наличие существенных потерь, возникающих при трении, значительно снижает КПД (в сравнении с подшипниками качения).
• Довольно высокая себестоимость, вызванная применением в конструкции цветных металлов и трудоемкостью изготовления.
• Отсутствие возможности нормального функционирования без использования смазок.
• Неравномерность износа как самого изделия, так и цапфы.

В настоящее время производится еще несколько групп узлов скольжения, обладающих некоторыми особенностями устройства: самосмазывающиеся, сегментные, шарнирные. Последние являются одними из немногих моделей, прошедших стандартизацию и выпускаемых серийно.

Характеристики подшипников качения

Конструктивное исполнение такого изделия предусматривает наличие следующих элементов: два металлических кольца, на внутренней поверхности которых проточен желобок, шарики, иглы или ролики, размещаемые между кольцами, и фиксирующий их сепаратор, помещенный между ними. Надо заметить, что существует достаточно много моделей подшипников, не имеющих в конструкции таких элементов, как сепаратор или одно из колец. В первом случае это связано с необходимостью получения уменьшенных габаритных размеров изделия, а во втором - увеличения показателя грузоподъемности.

Функционирование узлов основано на принципе использования силы трения качения, при помощи специальных элементов: роликов, шариков или игл.

Признаки классификации

Чем отличаются друг от друга вышеназванные изделия? Признаками, положенными в основу классификации таких узлов, являются:

1. Направление восприятия нагрузок. По данному признаку подшипники делят на радиальные, воспринимающие исключительно радиальные нагрузки, в крайнем случае осевые, но очень небольшие по величине. Упорные, или рассчитанные на осевые нагрузки. Радиально-упорные и упорно-радиальные, предназначенные для комбинированных нагрузок в различных процентных соотношениях. Кроме того, следует отметить, что радиальные изделия могут быть открытыми и закрытыми, то есть защищенными уплотнениями с одной или двух сторон.
2. Количество рядов. Различают однорядные, двухрядные и многорядные.
3. Конфигурация тел качения. Может быть шариковой или роликовой.
4. Габариты или размерные серии. По ширине различают особо широкие, широкие, нормальные и узкие изделия. Радиальные габариты делят подшипники на тяжелые, средние, легкие и сверхлегкие. Самое широкое распространение получили средние, легкие и особо легкие серии.
5. Самоустанавливаемость (один из базовых конструктивных признаков). Классификация признает подшипник, допускающий взаимный перекос колец от 4 0 до 8 0 , не самоустанавливающимся. Если данный показатель менее 4 0 - изделие самоустанавливающееся.
6. Класс точности. В соответствии с этим признаком узел может соответствовать нормальному, повышенному, высокому, прецизионному и сверхпрецизионному классу.
7. Специальные технические требования. Они подразумевают деление на теплостойкие, коррозионно-стойкие, высокоскоростные, самосмазывающиеся, немагнитные, малошумные и некоторые другие.

Еще одним из признаков, по которым производится классификация подшипников качения, служат конструктивные особенности изделий. Их достаточно много, но группа основных системных идентификаторов выглядит примерно так:

• отверстие конической формы, обеспечивающее фиксацию на валу посредством закрепительных втулок;
• выполнение одного из колец разъемным;
• наличие на наружном кольце выступа, предназначенного для его монтажа в корпусе узла;
• присутствие защитных шайб, уплотнений и т. п. ;
• наличие выпуклых участков поверхности качения роликовых подшипников, увеличивающее значение допустимого угла перекоса.

В классификации определена еще одна разновидность изделия - магнитного узла или подвеса. Его работа основана на принципе использования левитации, созданной магнитным и электрическим полями. Особенность их функционирования заключается в возможности подвеса и бесконтактного вращения вала, исключающего возникновения трения и износа.

Плюсы и минусы использования

Требования ГОСТа устанавливают предельно жесткие нормативы, регламентирующие производство подшипников такой конструкции. Соответствие указанным положениям обеспечивает изделиям наличие следующих преимуществ:

Вместе с тем изделия такого типа по определению не могут характеризоваться исключительно достоинствами. Как и любой из механизмов, они имеют конкретные, пусть несущественные, но недостатки:

• Ограничения в использовании. В подавляющем большинстве случаев расшифровка марки информирует о полной непригодности применения подшипников качения в оборудовании, функционирование которого происходит на сверхвысоких скоростях и сопровождается повышенными ударными и вибрационными нагрузками.
• Невозможность создания абсолютно бесшумных узлов вследствие погрешности форм.
• Достаточно большие показатели собственной массы и габаритов, определяемых в радиальном направлении.
• Необходимость соблюдения максимально возможной точности в процессе установки изделия. Даже небольшие погрешности приводят к выходу из строя всего узла раньше установленного срока.

Кроме того, практика показывает рост количества заявок на изготовление небольших партий изделий, обладающих нестандартными типоразмерами. Это вызывает значительное увеличение их отпускной стоимости.

Таблица размеров

Каталог шариковых подшипников по размерам призван помочь в поиске оптимального технического решения. , таблица которых содержит бесценную информацию о таких параметрах изделий, каковыми являются величина диаметра внутреннего (внешнего) кольца, ширина изделия и т. п. , обеспечивает не только правильный выбор комплектующих, но и быстрый подбор аналогов. Таким образом, можно утверждать, что использование таблицы размеров подшипников качения является достаточно важным фактором в обеспечении бесперебойности рабочего процесса.

И в заключение необходимо рассмотреть еще один немаловажный момент, касающийся срока службы подшипников. Существует несколько факторов, непосредственно влияющих на продолжительность эксплуатации этих изделий:

1. Защищенность от негативного воздействия внешней среды.
2. Усталостное разрушение металла, использованного для изготовления элементов узла и следующее за ним «крошение».
3. Твердость и степень обработки подвижной конструкции.
4. Применение установленных производителем типов и количества смазочных материалов.

Современные марки стали, в совокупности с высоким качеством исполнения, способны обеспечивать шарикоподшипникам возможность увеличения номинального ресурса, заявленного производителем. Единственными условиями такого продления являются контроль показателей контактных нагрузок и соблюдение нормативов технического обслуживания.

Подшипником называется особый сборный узел, являющийся частью опоры, поддерживающей вал и обеспечивающий свободное вращение последнего. Видов подобных устройств существует несколько. Конечно же, в обязательном порядке соблюдаются при изготовлении таких изделий, как подшипники, стандарты, предусмотренные ГОСТом.

Основные типы

Для снижения трения в узлах разного рода могут использоваться подшипники:

• качения;
• скольжения.

Классификация подшипников качения

Устройства этого типа имеют очень простую конструкцию. Состоят они обычно из двух колец, между которыми находятся тела качения. Последние удерживаются внутри подшипника с помощью специального сепаратора.

Классифицироваться устройства качения могут по следующим признакам:

• направлению воспринимаемой нагрузки — осевые, радиальные, радиально-упорные;
• виду тел качения - шарики, ролики;
• расположению тел качения — одно-, двух- или четырехрядные;
• форме центрального отверстия — конусные, цилиндрические.

Существуют и такие виды подшипников качения, как обычные и самоустанавливающиеся, а также сдвоенные и простые.

Разновидности подшипников скольжения

Конструкция у устройств этого типа также совершенно несложная. Основой подшипника скольжения, как и качения, являются два кольца, одно из которых движется в процессе работы механизма. Однако вместо шариков или роликов в таких устройствах используются разного рода смазочные материалы, залитые в специальный желоб. Существует подшипники скольжения:

• гидростатические;
• гидродинамические.

В устройства первого типа смазка подается извне посредством насоса. Гидродинамические подшипники в этом плане более удобны. В процессе работы они сами выступают в роли насоса. Смазка в них поступает из-за разницы давления между составными частями.

По конструкции подшипники скольжения бывают:

• сферические;
• упорные;
• линейные.

Подшипники первого типа используются в основном в узлах механизмов, работающих на малых скоростях. Основным преимуществом устройств этой разновидности является способность эффективно выполнять свои функции даже при значительных перекосах.

Упорные подшипники устанавливаются в узлах, испытывающих сильные поперечные нагрузки. Чаще всего они применяются в турбинах и паровых установках.

Линейные подшипники при работе выполняют роль направляющих. Функционировать без перебоев они могут даже при постоянных радиальных нагрузках.

Стандарты устройств скольжения

Подшипники любой разновидности — изделия прежде всего стандартные. В противном случае подобрать подобное устройство для того или иного механизма было бы крайне сложно.

По каким же нормативам изготавливаются подшипники? ГОСТ регулирует не только собственно размеры подобных изделий, но и, к примеру, условные обозначения их конструктивных элементов и многие другие параметры. Какие именно нормативные документы регулируют изготовление устройств скольжения, можно посмотреть в представленной ниже таблице.

ГОСТ для подшипников скольжения

Норматив	Какой ГОСТ регулирует
Сокращения и условные обозначения
Параметры для расчета
Стандарты для втулок из медных сплавов	4379-2006, 29201-91
Конструктивные особенности и подшипниковые материалы
Размеры и типы колец
Размеры керамических втулок
Размеры и виды втулок, типы спекаемых материалов
Определения и термины для подшипников механизмов и машин

Основные ГОСТы для подшипников качения

При изготовлении таких устройсв также соблюдаются ГОСТы.

ГОСТ для подшипников качения

Норматив	Какой ГОСТ регулирует
Общие технические условия
Типы и конструктивные исполнения
Канавки, кольца (размеры)
Посадка валов и корпусов
Основные размеры
Требования к шарикам
Требования к роликам игольчатым/цилиндрическим	6870-81/22696-77
Гайки, шайбы для втулок
Грузоподъемность
Методы измерения вибрации

Подшипники: стандарты ГОСТа в отношении размеров

Согласно ГОСТу, все подобные изделия должны иметь определенные внутренний и внешний диаметр, а также ширину. В зависимости от этих параметров определяется серия изделий.

Серии подшипников по размерам

Серия	Диаметр внутренний (мм)	Диаметр внешний (мм)	Ширина (мм)

Вот такие могут иметь подшипники размеры. Таблица, представленная выше, зависимость диаметров и ширины подобных изделий демонстрирует наглядно.

Корпуса подшипников

Госстандарт регулирует в том числе и конструктивное оформление таких устройств. Корпус подшипника может идти:

• с выемкой;
• без выемки.

Изделия первой разновидности устанавливаются обычно на обработанные поверхности при направлении нагрузки радиальной от опоры. Модели без выемки монтируются, наоборот, к опоре.

Корпус подшипника может иметь разную ширину. По этому признаку различают изделия типа:

• ШМ — широкие неразъемные;
• УБ — узкие неразъемные;
• РШ — широкие разъемные;
• РУ — узкие разъемные.

Маркировка

При изготовлении таких изделий, как подшипники, стандарты соблюдаются обязательно. И конечно же, производители подобных устройств, согласно нормативам, должны предоставлять потребителям всю необходимую информацию о них. Маркировка подшипников, выпускаемых в России, состоит обычно из трех частей:

• основного обозначения;
• дополнительных знаков справа и слева.

6-180306УС17Ш.

Здесь основная часть состоит из шести цифр. Дополнительный знак слева («6») обозначает класс точности изделия. Маркировка справа УС17Ш расшифровывается так:

• У — степень шероховатости;
• С17 — тип смазки;
• Ш — степень шумности.

Основные цифры обозначают:

• серии по наружному диаметру и ширине;
• внутренние диаметры;
• конструктивные особенности.

Классы точности подшипников

Этот параметр определяет в первую очередь сферу применения устройства. К примеру, на современные станки сложной конструкции могут устанавливаться подшипники только самого высокого класса точности. В массово же распространенных механизмах зачастую применяются не слишком качественные изделия этого типа. Класс точности подшипника может быть:

• нормальным (в маркировке не указывается);
• сверхвысоким — цифра 2;
• особо высоким — 4;
• высоким — 5;
• повышенным — 6;
• пониженным — 7 или 8.

Таким образом, подшипник из нашего примера относится к повышенному классу точности.

Размеры устройств: внутренний диаметр

На этот параметр указывают первые две цифры с конца в маркировке. Для подшипников с внутренним диаметром свыше 20 мм их нужно умножать на 5. В нашем примере — это цифры 0 и 6. Шесть умножаем на пять, получаем 30 мм.

Конечно же, не только большие могут иметь подшипники размеры. Таблица, представленная ниже, показывает, как маркируется внутренний диаметр маленьких изделий этого типа (до 20 мм). На 5 в данном случае ничего умножать не нужно.

Маркировка подшипников с внутренним диаметром меньше 20 мм

Маркировка	Диаметр

Серия по наружному диаметру

На этот параметр указывает третья цифра справа. При одинаковой конструкции и внутреннем диаметре подшипники могут различаться по наружному диаметру и ширине. В зависимости от этого стандартами определяется и их серия. Наружный диаметр в маркировке указывается третьей цифрой справа, а ширина — седьмой справа. Обозначения согласно стандартам в настоящее время приняты следующие:

• 1 — серия особо легкая;
• 2 — легкая;
• 3 — средняя;
• 4 — тяжелая;
• 5 — легкая широкая;
• 6 — средняя широкая.

Подшипник, маркированный 6-6180306, относится к средней широкой серии.

Тип подшипника

Разновидность устройства, конечно же, также указывается в маркировке. Определяются типы подшипников по четвертой цифре справа. В данном случае для шариковых подшипников приняты следующие обозначения:

• радиальный — 0;
• радиальный сферический — 1;
• радиально-упорный — 6;
• упорный — 8.

Для роликовых:

• радиальный с короткими роликами — 2;
• радиальный сферический — 3;
• игольчатый или с длинными роликами — 4;
• радиальный с витыми роликами — 5;
• конический — 7;
• упорно-радиальный — 9.

Подшипник с маркировкой 6-180306УС17Ш является радиальным шариковым (четвертая цифра справа — 0).

Международная система

Таким образом, в России предприятия, изготавливающие подшипники, ГОСТа придерживаться должны в обязательном порядке. Определить, что представляет собой изделие, выпущенное у нас в стране, совершенно не сложно по его маркировке. С импортными устройствами этого типа, к сожалению, все далеко не так просто.

За границей классификация подшипников существует такая же, как у нас, а вот какой-то общепринятой четкой системы обозначений, к сожалению, там не имеется. Зарубежные производители маркируют свою продукцию так, как им заблагорассудится.

Дополнительные обозначения на подшипниках, изготовленных, к примеру, в том же Китае, могут наноситься как до основного блока, так и после него. Сама базовая информация, как и в российской системе, обычно представляется в виде нескольких цифр (3-5). Чаще всего в маркировке импортных подшипников:

• первый символ обозначает тип изделия;
• следующие две цифры представляют серию размера ISO;
• последние две цифры указывают код размера подшипника.

Как и в российской системе, в китайской последние две цифры, если они есть, следует умножать на 5. Таким образом можно определить внутренний диаметр подшипника в миллиметрах.

К примеру, характеристики подшипников, промаркированных как N315-EM/C3, будут такими:

• N — это тип подшипника роликовый радиальный;
• 315 — размеры ISO изделия;
• буквы EM указывают в данном случае на то, что в подшипнике предусмотрен латунный сепаратор;
• С3 — группа радиального зазора.

Магнитные подшипники

Такие устройства также достаточно часто используются в узлах механизмов. Принцип их работы основан на левитации, создаваемой магнитным полем. Подвес вала подшипники этой разновидности осуществляют бесконтактным способом. Работать устройства этого типа могут как от катушек, создающих поле, так и от постоянных магнитов. Последняя разновидность устройств используется не слишком часто. Дело в том, что такие системы, к сожалению, не отличаются стабильностью.

Подшипники качения: назначение

Преимуществами устройств подобной конструкции являются прежде всего:

• низкий коэффициент трения;
• малая чувствительность к качеству смазки;
• дешевизна.

Минусами подшипников качения считаются в первую очередь слабая сопротивляемость ударным нагрузкам и невозможность работы на сверхвысоких скоростях. Также к недостаткам устройств этой разновидности относят ограничения в использовании в загрязненных средах.

Очень широкая сфера применения — это то, чем, безусловно, отличаются такие подшипники. Стандарты при их изготовлении соблюдаются в обязательном порядке и использовать их рекомендуется везде, где это возможно. На данный момент именно этот тип устройств является самым востребованным и распространенным.

Основное назначение подшипников качения, как и скольжения, уменьшать трение между движущимися частями механизма. Использоваться они, таким образом, могут в автомобильном и сельскохозяйственном машиностроении, при производстве бытовой техники, в металлургической промышленности. Очень часто подобные устройства применяются и при изготовлении перерабатывающего оборудования. Незаменимыми подшипники качения являются также и в самолетостроении, и даже в космической промышленности.

Где используются устройства скольжения

К основным преимуществам подшипников этого типа можно отнести:

• небольшие размеры;
• высокую скорость работы;
• малую чувствительность к вибрационным и ударным нагрузкам.

Недостатками подшипников скольжения считаются:

• более высокие, чем у устройств качения, потери на трение;
• сложная смазочная система;
• необходимость использования при изготовлении дефицитных материалов.

Применяют подшипники скольжения чаще всего там, где нельзя использовать устройства качения. К примеру, в том случае, если:

• подшипник должен быть разъемным;
• если на этот элемент в процессе эксплуатации приходится очень большая нагрузка;
• на сверхбыстрых валах;
• для работы в очень сильно загрязненных средах.

Чаще всего подшипники скольжения применяются в разного рода высокоскоростных машинах. Это могут быть, к примеру, центрифуги, шлифовальные станки и т. д. Также такие устройства используются на коленчатых валах в двигателях в том случае, если их конструкция должна быть разъемной.

Статья написана исключительно для ознакомления интернет-пользователей с основными разновидностями подшипников. 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!

Внимание! Доступна новая версия статьи! Подробнее: http://www.prompk.ru/ntn-snr/e/about_bearings/about_bearing.htm

Обсуждение новой версии статьи: http://www.liveinternet.ru/users/prompk_ru/post205546614/

Основные разновидности подшипников

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.

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.

Подшипники скольжения

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.

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.

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; - гидростатическая смазка; - смазка под высоким давлением.
Тонкопленочная	Смешанная смазка (полужидкостная); Граничная смазка.
	Газодинамическая смазка

Существует большое количество конструктивных типов подшипников скольжения : самоустанавливающиеся, сегментные, самосмазывающиеся и т.д.

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)

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)

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 )

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.

Подшипники качения

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.

а)	б)	в)
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

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.

Для сокращения радиальных размеров и массы используются “безобоемные” подшипники

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.

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

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.

Магнитные подшипники

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.

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.

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.

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)

а - схема компрессора с подшипниками качения,

б - схема компрессора с магнитными подшипниками

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.

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).

Пассивный магнитный подшипник на основе высокоэнергетических постоянных магнитов

1 ) Albert Kascak , Robert Fusaro & Wilfredo Morales. Permanent Magnetic Bearing for Spacecraft Applications. NASA/TM-2003-211996;
2) Ball and Roller Bearings. Сat. №2202. NTN, 2001; 3) Care andMaintenanceof Bearings. Сat. № 3017. NTN;
4) Henrik Strand. Design, Testing and Analysis of Journal Bearings for Construction Equipment. Department of Machine Design. Royal Institute of Technology. Stockholm, Sweden, 2005;

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 ;
7) Needle Roller Bearings. Cat.№ 2300-VII/E. NTN;
8) Needle Roller Bearing Series General Catalogue. IKO;

10 ) Lei Shi, Lei Zhao, Guojun Yang и др. DESIGN AND EXPERIMENTS OF THE ACTIVE MAGNETIC
BEARING SYSTEM FOR THE HTR-10. 2nd International Topical Meeting on HIGH TEMPERATURE REACTOR TECHNOLOGY . Beijing, CHINA, September 22-24, 2004;
11) Linear Motion Rolling Guide Series General Catalogue , IKO ;
12 ) Precision Rolling Bearings. Cat .№ 2260-II/E. NTN; 13 ) Spherical Plain Bearings. Сat.№5301-II/E. NTN;

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 ;
15 ) Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. М.: Машиностроение, 2001;
16) Журавлев Ю. Н. Активные магнитные подшипники: Теория, расчет, применение. - СПб.: Политехника, 2003 ;
17 ) Орлов П.И. Основы конструирования/Справочно-методическое пособие в 2-х книгах. М.: Машиностроение, 1988;

18) Черменский О.Н., Федотов Н.Н. Подшипники качения. Справочник-каталог. М: Машиностроение, 2003.