Как правильно установить радиально упорный подшипник?

Установка подшипников: как правильно закрепить и провести монтаж, схема установки

В этой статье мы разберем схему установки радиально-упорных подшипников, расскажем, как проводится их крепление на валу и в корпусе разными способами. Выбор наиболее подходящего зависит от типа опорного узла, его размера, принимаемой нагрузки и множества других факторов. Иногда процесс требует использования дополнительных устройств для более надежного монтажа. Рассмотрим самые популярные пути, рекомендуемые для установки, а также возможные проблемы, связанные с неправильным проведением процедуры.

Подготовка деталей к присоединению

Для успешного выполнения работы необходимо создать комфортные условия. Лучше всего проводить закрепление опор в чистом помещении, где нет работающих станков, способных во время производственного процесса создать лишнюю пыль, стружку, грязь. Если установка проводится в комнате, где избежать негативного воздействия среды невозможно, деталь следует дополнительно накрыть бумагой или фольгой. Кроме этого, нужно предпринять и другие подготовительные шаги:

  • • Заранее собрать все требующиеся запчасти, инструменты, инструкции для использования и монтажа.
  • • Внимательно изучить имеющиеся чертежи конструкции, в которую планируется вмонтировать опорный узел.
  • • Очистить все поверхности от пыли и других частиц.
  • • Проверить, действительно ли форма и размер изделий совпадает с отверстиями в конструкции.
  • • Непосредственно перед началом монтажных работ следует тщательно промыть опору, чтобы избавиться от заводского консерванта. Единственное исключение можно сделать, если узел заполнен специальной смазкой, необходимой для бесперебойной эффективной эксплуатации в дальнейшем.

Выполнив все процедуры, можно приступать к установке опорного подшипника на вал или в корпус. Может показаться, что перечисленные рекомендации не являются обязательными для выполнения, но в действительности плохо очищенные детали в процессе эксплуатации довольно быстро подвергнутся негативному воздействию и их работа будет нарушена. Вместе с тем пострадает весь механизм.

Правила монтажа роликовых сборочных узлов

Роликоподшипники довольно часто используются для максимального уменьшения силы трения в процессе работы механизма. Они отличаются прочностью, работоспособностью, а потому часто устанавливаются в сложные технические конструкции, такие как промышленные станки. Но для достижения продуктивного результата, необходимо соблюдать определенные правила.

Процесс лучше осуществлять с помощью гидравлического или ручного пресса, чтобы не повредить детали. Существуют и другие рекомендации:

  • • Для начала посадочные места покрываются специальной смазкой. Ее слой должен быть тонким, но достаточным для свободного помещения узла.
  • • В зависимости от конкретного вида опоры и собственно конструкции механизма определяют сторону монтажа.
  • • Далее, монтажный стакан с упором совмещается с кольцом роликоподшипника строго по осям.
  • • После того как убедились в соответствии, прикладывается первичная пробная нагрузка, чтобы посмотреть, насколько плавно происходит движение.
  • • Если результат удовлетворительный, совершается окончательный монтаж и регулируется зазор.
  • • На последнем этапе производится фиксация всех элементов.

Если не пропускать ни одного шага в процессе установки детали, сборочный узел равномерно встанет на свое место. В противном случае нередко случаются перекосы. Они нарушают износостойкость и приводят к быстрым поломкам. Проверить, насколько успешно выполнена работаем, можно не только при первом пробном запуске, но и при простом осмотре изделия. Явные проблемы будут очевидны сразу, а значит устранить их надо незамедлительно.

Монтаж подшипников качения

Установка опорных узлов такого типа требует соблюдения определенных правил и стандартов. Так, не допускается передача усилий через тела, обеспечивающие покачивание, чтобы не повредить детали. Поэтому в процессе используется специальное оборудование. Многообразие видов сборочных узлов качения и вовсе диктует определенные особенности. Они должны быть учтены, в противном случае процедура сильно усложнится. Вот что необходимо принять к сведению в первую очередь:

  • • Радиальные роликоподшипники требуют специальной дополнительной опоры для надежной фиксации вала в направлении оси.
  • • Должная установка игольчатого подшипника производится сначала на шейку, если отсутствуют кольца.
  • • Упорные одинарные сборочные узлы монтируются меньшим диаметром на вал, а большим – в корпус.
  • • Если в радиально-упорном виде деталей есть съемное кольцо, необходима раздельная сборка. При этом располагаться такие типы устройств должны парами навстречу друг другу.
  • • Прессовая посадка проводится только в отношении одного из колец, принимающих нагрузку – внутреннего. В противном случае велика вероятность повреждения устройства.

Существуют и другие нюансы, которые трудно учесть людям, далеким от технической стороны проблемы. Если возникают вопросы, как посадить, надеть и закрепить подшипник на вал или в трубу, независимо от его вида, формы, размера, лучше обратиться за консультативной помощью к специалистам. Это позволит избежать ошибок и поломок, повысит эффективность работы. Учитывая, что узловые опоры, работающие по принципу покачивания, монтируются в сложное дорогостоящее оборудование, делать это самостоятельно не всегда экономически целесообразно.

Монтаж сборочных узлов скольжения

Такие детали могут быть неразъемными и разъемными. Особенности установки в первую очередь зависят именно от того, какой вид изделия планируется заменить. Если речь идет о первой группе, сначала проводится запрессовка подшипников на вал и их закрепление в корпусе. Делать это можно не только с помощью специального прессовочного оборудования, но и вручную. В этом случае пошаговая инструкция выглядит так:

  • • Втулка надевается на оправку, которая центрируется в отверстии.
  • • С помощью молотка конструкция аккуратно вводится в посадочную щель. При этом важно не допустить перекосов.
  • • Уже запрессованная втулка крепится специальными стопорами.

Если запрессовать подшипник на вал правильно, можно добиться высокой износоустойчивости от узловой опоры. Важное значение имеет наружное состояние используемого элемента. Если на нем уже перед началом работ есть царапины, сколы и другие повреждения, деталь лучше заменить. При приеме сильной нагрузки поврежденный элемент продолжит разрушаться. Небольшая потертость довольно быстро может стать серьезной проблемой. Особенно если есть сопутствующие неприятности со смазкой или неправильной постановкой.

Разъемные конструкции устанавливаются по отдельности в основание и крышку механизма. При этом оставляется небольшой зазор, позволяющий нормально работать. Важной особенностью можно назвать необходимость подгонки такого типа узловых опор, независимо от того, делается замена в домашней мастерской или на серийном производстве. Причем соврешается это уже во время первичной проверки. Правильность монтажа оценивается по тому, насколько свободно деталь скользит в конструкции.

Как устанавливать радиально-упорный подшипник

Сложность монтажа такого типа сборочных опор кроется в разных диаметрах внутренних колец. Одно из них всегда более свободно, имеет достаточный зазор для перемещения, тогда как второе – тугое.

Схема при этом различается, но общее правило все же есть. Свободное кольцо всегда ставится на неподвижную корпусную часть конструкции, а тугое – на вращающуюся часть. Такая установка позволяет валу спокойно вращаться, не мешая элементу и не затирая его. Если не придерживаться этого основного правила, вся конструкция будет работать неправильно.

Вообще же существует три принципиально различающихся варианта:

  • • О-образный, при котором вмонтированные кольца воспринимают осевую нагрузку, идущую с двух направлений. Этот способ считается наиболее жестким и устойчивым.
  • • Х-образный, при котором узлы также могут воспринимать двойную осевую нагрузку, но с меньшей жесткостью, поскольку ставятся они лицом друг к другу.
  • • Тандем, предполагает восприятие силы только в одном направлении, а потому часто требует дополнительного монтажа еще дополнительного элемента.

Выбор конкретного конструктивного решения зависит от того, какой именно подвид узловых опор используется в механизме, насколько важна грузоподъемность, шумоизоляция и прочие факторы.

Установка выжимного подшипника (МАЗ)

Такой тип узловых опор требует особенного подхода. Это связано с техническими особенностями деталей. Контактное кольцо у этого вида удерживается в пружине с помощью крепежного. Дополнительно к этому происходит автоматическая фиксация. Соответственно при повреждении одной из частей нарушается прочность всей конструкции и контакт с диафрагмальной пружиной (попросту говоря, выскакивает из нее). Дальнейшая эксплуатация механизма в этом случае становится невозможной.

Чаще всего такой тип устройств используется в работе сцепления автомобилей. Чтобы убедиться в том, что выжимной подшипник не изношен, не сломан и может нормально использоваться, необходимо проверить некоторые части изделия. Внимательно осматриваются:

  • • Возвратная пружина.
  • • Направляющая втулка.
  • • Гидравлический и механический привод.
  • • Вилка выключения сцепления и ее втулки.

Если обнаружена одна или несколько проблем, необходимо провести ремонт конструкции. Конкретная пошаговая схема всегда зависит от типа машины, но в общем виде процесс можно представить следующим образом:

  • Сначала выжимной элемент присоединяется к вилке выключения сцепления, чтобы убедиться в правильном его расположении.
  • • Затем коробка передач соединяется с двигателем автомобиля.
  • • После этого узловая опора придвигается к диафрагмальной пружине и фиксируется в ней.
  • • Далее, настраивается регулятор троса сцепления.
  • • На последнем этапе для проверки работы необходимо несколько раз энергично выжать педаль.

Учитывая важность нормального рабочего процесса сцепления автомобиля, замену подшипника в этом случае лучше всего доверить профессионалам. Обычно это обходится сравнительно недорого, но при этом можно быть уверенным в правильной работе всего механизма. Допущенные ошибки неизбежно повлияют на безопасность использования машины, о какой бы марке ни шла речь. Эксплуатационные характеристики этого вида узловых опор нередко зависят от условий их использования, в том числе климатических. Поэтому проверку рекомендуется проводить не реже раза в год с немедленной заменой детали в случае обнаружения проблемы.

Проверка качества

Монтаж упорного подшипника не завершается без окончательного осмотра правильности проведенной процедуры. В зависимости от того, о каком именно виде деталей идет речь, процесс может несколько меняться, но основной принцип заключается в том, что на узел дается постепенная нагрузка. Скорость вращения должна возрастать плавно, при этом мастер следит за вибрациями, исходящими от конструкции. Излишнее дрожание может свидетельствовать о неравномерном принятии нагрузки, а значит о скошенной установке устройства.

Итоговому измерению подлежат и зазоры между кольцами. Если он недостаточен, подшипник не сможет нормально обеспечивать качение или скольжение. Регулировку проводят не только простым осмотром, но и с помощью специальных технических средств. Выбор их зависит от того, какая именно узловая опора была установлена в механизм и какой зазор в принципе предусмотрен конструкцией. Часто для этого применяют измерительный индикатор, закрепленный на стойке, для достижения максимально достоверного результата.

Не лишней также будет проверка высоты монтажа. Для этого используется нивелир, уровень или линейка. Такая процедура проводится еще до первого запуска, поскольку позволяет сразу обнаружить возможные проблемы. В большинстве случаев ремонтные работы проводятся по месту текущей установки механизма. Это позволяет обойтись без лишней разборки, хотя при необходимости это допустимо.

После проведения всех операций по замене, сборке конструкции, проверки работы можно приступать к привычной эксплуатации механизма. Внешне правильный рабочий процесс выглядит как свободное скольжение или качение, в зависимости от типа узла, а также в равномерном непрерывном шуме. Если на слух определяется, что инструмент функционирует неравномерно, слышен какой-то стук или другое отклонение, необходимо вновь разобрать конструкцию, найти и устранить проблему.

Заключение

Огромное количество различных видов элементов привело к тому, что существует множество способов их монтажа. Установка ступичного подшипника на автомобиле будет отличаться от замены выжимного типа, не говоря уже о более распространенных ролико- и шарикоподшипников. Не всегда благоразумным является решение делать работу самостоятельно. При недостатке технических знаний и навыков доверить процедуру лучше специалисту.

Но для определения проблем, связанных с износом опор, помощь нужна не всегда. Распространенными признаками, свидетельствующим о необходимости проведения замены изделий в конструкции являются:

  • • Отслаивание из-за чрезмерной принимаемой нагрузки.
  • • Появление задиров из-за недостатка смазочного материала.
  • • Возникновение полосок из-за слишком большого количества смазки или неравномерно принимаемой нагрузки.
  • • Разломы и удары, трещины, вмятины.
  • • Коррозийные проявления.
Читайте также:  Как сделать вакуумную камеру?

Причин у той или иной проблемы может быть несколько. В зависимости от того, как именно проявляет себя износ подшипника, можно устранить фактор, оказывающий негативное воздействие на механизм. После этого необходимо разобраться и с ним, иначе только что замененный сборочный узел вновь будет поврежден и потребует срочного ремонта. Купить готовое изделие для последующей установки можно в компании «МПласт». Большой выбор деталей обусловлен собственным производством. При необходимости мы можем изготовить для вас уникальные нестандартные изделия по вашим меркам. Высокое качество устройств гарантируется использование надежных материалов и большим опытом работы. Обратитесь к нам за консультацией по телефону, указанному на сайте. Наши специалисты ответят, как правильно поставить подвесной подшипник на Газель, Киа Спектра и установить этот опорный элемент на вал, также расскажут про быструю установку детали в стиральную машину.

Установка радиальных подшипников

Установка радиальных подшипников

Радиальные подшипники применяют преимущественно в парной, реже в многорядной установке.

Устанавливать нагруженные детали на одном подшипнике (рис. 774, а, б) недопустимо. Угловой зазор шариковых подшипников, составляющий даже при небольших нагрузках 1—2°, вызывает перекос установленной на подшипнике детали. При наличии изгибающего момента (вид б) условия работы шариков резко ухудшаются. Шарики перемещаются по боковым сторонам беговых дорожек, и изгибающий момент Мизг от пары сил, действующих на шарики, расположенные один против другого (вид в), вызывает вследствие небольшого угла контакта β появление значительных нагрузок N, нормальных к поверхности контакта. Подшипники, работающие в таких условиях, быстро выходят из строя.

В правильных конструкциях (виды г, д) подшипники нагружены только радиальными силами.

Как правило, рекомендуется устанавливать подшипники в одном корпусе (вид е) или в частях корпуса, жестко связанных и зафиксированных один относительно другого. Если по конструктивным условиям приходится устанавливать подшипники в разных корпусах, следует применять самоустанавливающиеся подшипники (вид ж).

Для нормальной работы подшипников в парных и многоопорных установках необходимо, чтобы только один из подшипников (фиксирующий) был закреплен на валу и в корпусе. Остальные подшипники должны быть закреплены или на валу, или в корпусе и должны иметь возможность свободно перемещаться в осевом направлении, в первом случае относительно корпуса, во втором — относительно вала.

При креплении обоих подшипников и на валу, и в корпусе (рис. 775, а) необходимо точно выдержать осевые расстояния между фиксирующими элементами (в данном случае расстояние l между стопорными кольцами левого и правого подшипника). Иначе уже при первоначальной установке возможна перетяжка подшипников. При работе узел нагревается от трения (а в горячих машинах — еще от рабочего процесса машины).

Если корпус выполнен из материала с коэффициентом линейного расширения, большим, чем у материала вала, то при нагреве корпус удлиняется больше, чем вал. Если даже подшипники на холодной машине установлены правильно, то при нагреве происходит защемление подшипников.

Пусть расстояние между подшипниками l = 150 мм. Материал корпуса — алюминиевый сплав (αk = 22·10 –6 ). Коэффициент линейного расширения материала вала (сталь) αв = 10·10 –6 . Рабочая температура узла 100°С.

Удлинение корпуса при нагреве

Удлинение вала на том же участке

При нагреве подшипник будет перетянут на величину

При правильной установке (вид б) правый подшипник жестко закреплен на валу и в корпусе; левый подшипник плавающий. Внутренняя обойма его закреплена только на валу, наружная обойма может перемещаться в корпусе. Эта схема установки снижает требования к точности выполнения осевых размеров узла и устраняет влияние тепловых деформаций на его работу.

Посадку плавающих обойм в корпусе делают (во избежание нагружения тел качения при перемещениях обойм) достаточно свободной (G7, Н7, Js7).

Вариант с закреплением наружной обоймы плавающего подшипника в корпусе и с перемещением внутренней обоймы по валу (вид в) применяют реже, так как при такой установке резко (в среднем в 2—2,5 раза) сокращается поверхность, по которой перемещается подшипник, и возникает опасность смятия и разбивания посадочного пояса. При такой установке необходимо придавать посадочному поясу вала повышенную твердость.

При совместной установке шарикового и роликового подшипников (вид г) шариковый подшипник фиксирует вал. Свобода установки противоположного конца вала обеспечивается перемещением роликов по беговой дорожке наружной обоймы подшипника.

Этот способ применим при сравнительно небольших расстояниях между подшипниками. При больших смещениях, когда возникает опасность схода роликов за пределы беговой дорожки, применяют подшипники с роликами, зафиксированными буртами на обеих обоймах подшипника (вид д). Подшипник плавает в корпусе наружной обоймой.

Отступление от изложенных правил допустимо, если расстояние между подшипниками невелико, если вал и корпус выполнены из материала с примерно одинаковым коэффициентом линейного расширения и если рабочие температуры вала и корпуса приблизительно одинаковы.

Нередко внутренние обоймы подшипников крепят на валу, а наружные — фиксируют в обоих направлениях с помощью расположенных между наружными обоймами стопорных колец (вид е). При отсутствии термических деформаций такие системы работают вполне надежно. Производственные погрешности учитывают назначением гарантированного зазора s = 0,2—0,3 мм между фиксирующими элементами и наружными обоймами подшипников.

При установке с фиксацией подшипников наружными стопорами (вид ж) расширение корпуса вызывает увеличение осевого зазора в системе, т. е. опасности защемления подшипников нет. По условиям сборки эта система предпочтительнее системы вида е (возможна установка вала в корпус в сборе с подшипниками). Эти системы применяют, если нет необходимости в беззазорной фиксации вала.

В температуронезависимой системе (вид з) подшипники зафиксированы в корпусе посредством промежуточной стальной втулки, зафиксированной в корпусе кольцевым стопором. Так как коэффициенты линейного расширения материала втулок и вала одинаковы, то изменения линейных размеров корпуса при колебаниях температуры не сказываются на точности установки (если температура втулки не слишком отличается от температуры вала). Свойством температуронезависимости обладают также установки с расположением подшипников в стальных промежуточных гильзах (виды и—м).

Индивидуальная установка подшипников в гильзах (виды н, о) не является температуронезависимой. В таких случаях необходимо один из подшипников сделать плавающим (вид п).

В табл. 44 приведены примеры наиболее часто встречающихся ошибок в парной установке радиальных подшипников.

Радиально-упорные подшипники: таблица размеров, как правильно установить радиально-упорный подшипник – схемы

В многообразии сборочных узлов особое положение занимают те, которые способны воспринимать и осевую нагрузку, и направленную снаружи. В статье поговорим про радиально-упорные подшипники качения – шариковые и роликовые, представим размеры в виде таблиц, а также посмотрим чертежи и фото.

Общее описание детали

Элемент служит для придания движения вращения одних частей системы, в то время как сердцевина (обычно это вал) остается неподвижной. Можно достигать высоких оборотов и скорости, а также увеличить сопротивляемость давлению и силе трения, если правильно эксплуатировать запчасть. Конструктивно механизм прост и состоит из:

  • внешнего и внутреннего кольца;
  • тел вращения – шариков или роликов;
  • сепараторов, создающих ячейки;
  • уплотнителей, предотвращающих попадание грязи.

Чтобы сопряженные поверхности лучше скользили, их требуется постоянно смазывать. Есть не только делали, устроенные по принципу качения, но и скольжения. В них вместо мелких металлических элементов находится полость для смазки или твердый вкладыш, который улучшает движение и препятствует появлению большой силы трения.

Неподвижным может оставаться либо втулка, либо обод. При этом нужно достигать высокой степени соосности при креплении. Но при самом эффективном монтаже может быть зазор, он заполняется смазывающими субстанциями. Иногда одно из колец вовсе отсутствует, это очень положительно сказывается на сопряжении, достигается максимальный контакт, но может использоваться только в системах, которые хорошо защищены от попадания влаги, загрязнений.

Достоинство и особенность радиально-упорных подшипников в отличие от опорных – их устройство создано для двух типов нагрузок одновременно. И для радиальных, и для осевых в различной мере. Это позволяет применять узлы в различных сферах, значительно увеличивая их значимость и востребованность.

Классификация происходит по различным параметрам – по размеру, использованию различных тел вращения, по конструктивным особенностям, количеству рядов, а также по производителям. В интернет-магазине «Подшипник Моби» представлен широкий ассортимент продукции отечественных и зарубежных компаний. Если вы точно не знаете, какая модель вам необходима, то консультанты помогут вам с выбором. Главное знать размерный ряд и назначение узла. Рассмотрим, какие они бывают, ниже.

Подшипники шариковые радиально-упорные однорядные

Конструкцию таких шарикоподшипников можно назвать классической. Шарики немного смещены по отношению к внутреннему и внешнему кольцу, это позволяет воспринимать высокую осевую нагрузку на деталь. Производиться они могут открытыми и с закрывающими уплотнителями. При этом везде есть сепараторы. Они могут быть штампованными (более дешевый вариант) или более прочными – из латуни. Также можно разделить все модели на разборные и цельные. Первые хороши тем, что их можно открыть, прочистить и смазать, а во вторых смазка заложена на весь период эксплуатации.

К особенностям следует отнести то, что двигаются они обычно в одном направлении, так что при необходимости вращения в обе стороны их устанавливают парой. У них низкая угловая самоустанавливаемость, поэтому они неприменимы в системах с повышенным уровнем вибрации или частыми ударами, механическими повреждениями. Обычно угол контакта в изделии доходит до 40 градусов. Такой наклон обеспечивает хорошее восприятие осевых нагрузок и увеличенную грузоподъемность – все это в сравнении как с опорными, так и с обыкновенными радиальными узлами.

Подшипники шариковые радиально-упорные двухрядные

Они конструктивно схожи с предыдущим типом, но отличаются двумя дорожками качения с разделителем между ними и увеличенным, соответственно, числом тел вращения. Шарики могут быть расположены симметрично по отношению друг к другу или в шахматном порядке. В целом деталь напоминает два сдвоенных однорядных шарикоподшипника, но места занимают гораздо меньше, более компактны, чем этот тандем.

По назначению они более универсальны, потому что за счет возможности работать в двух направлениях, увеличивается спектр действий. У них также незначительная самоустанавливаемость (то есть допустимо отклонение до 4 градусов), а угол контакта 25-35°, поэтому осевая нагрузка на них допустима меньшая, зато грузоподъемность одинакова в обе стороны.

Есть еще одна приятная особенность – не обязательна строгая соосность валов, работа будет оптимальной даже при небольшом зазоре.

Радиально-роликовые, оснащенные короткими цилиндрическими роликами

Они могут иметь любое количество рядов, дорожек. Основное конструктивное отличие – наличие цилиндров небольшой длины вместо шариков.Это приводит к очень большой грузоподъемности и к восприятию значительных нагрузок извне. Зато осевые воздействия допустимы только кратковременные. Это объясняет отсутствие быстроходности. Основное применение – в крупных машинах, например, для металлообработк, когда необходимо производить мало вращений, но требуется работа с крупногабаритными и тяжелыми соседствующими запчастями.

Еще один значительный плюс – это способность к самоустановке. Она характерна для всех роликоподшипников, потому что контакт элементов намного больше. Результат – кромочного напряжения фактически нет, можно применять даже в условиях частых или усиленных вибраций.

Относятся к изделиям с повышенной прочностью и долгим сроком службы.

Роликовые радиально-упорные двухрядно-сферические подшипники: обозначение и отличия

Основная нагрузка – перпендикулярно валу, при этом выдерживают очень большую грузоподъемность. На ось тоже может быть достаточно крупное воздействие, но оно не должно быть не более 25% от допустимого радиального напряжения. Очень неприхотливые с точки зрения монтажа, соосности и других технических погрешностей. Работают в оба направления за счет двух рядов тел вращения, которые представляют из себя сферы, а не цилиндры. За счет скругления роликов по краям обеспечивается достаточная самоустановка, а также отсутствие кромочного напряжения.

Читайте также:  Мотор редуктор — что это и где применяется

Узлы находят себе применения в крупных объектах, которые отличаются габартами и несоосностью деталей, а также не требуют высокой осевой нагрузки. Это могут быть водяные насосы, промышленные вентиляторы, большие редукторы, лесопильные рамы, гребные валы, прокатные станы.

Маркировка и особенности игольчатых радиально-упорных подшипников

Иглы – это те же ролики, но с меньшим сечением и большей частотой установки. Миниатюрные размеры в ширину позволяют делать маленькие сборочные узлы с большой грузоподъемностью и восприятием высоких нагрузок.

Отличия и технические характеристики:

  • В сравнении с шарикоподшипниками они воспринимают большее радиальное напряжение, хотя размером могут быть такими же. Это объясняется контактом элементов, который превышает шариковый.
  • Отсутствие чувствительности к механическим ударам и вибрациям.
  • Возможность изготовления без сепараторов – тогда можно увеличить нагрузку, но будет снижена скорость вращения. Обычно разделители делаются штампованными или изготавливаются из латуни.
  • Есть варианты даже без обоих колец – внешнего и внутреннего.
  • Малые габариты.
  • Низкая предельная скорость.

Обычно они маркируются сочетанием RN в начале, затем цифры.

Как правильно установить и в каких условиях использовать радиально упорные подшипники с витыми роликами

Навивка тел вращения производится посредством металлической ленты. Если изделие двухрядное, то важно направление этого процесса в разные стороны. Это позволяет не только двигаться в два направления, но и способствует наилучшему распределению смазки. Из плюсов можно выделить – не чувствительны к загрязнениям, не ломаются от механических воздействий, ударов.

Зато есть недостатки, относительно цилиндрических роликов или шарикоподшипников:

  • совсем не воспринимается осевая нагрузка;
  • невысокая грузоподъемность;
  • низкая частота вращения.

Установка таких узлов происходит в тихоходных машинах без необходимости высокой скорости движения, но с работой в условиях возможных загрязнений. Например, в сельскохозяйственных машинах.

ГОСТ для подшипников радиально-упорных шариковых

Здесь мы уже не будем разделять их на однорядные и двухрядные, в приведем общие черты конструкции. Нормативный документ, который обусловливает их изготовление и использование – ГОСТ 831-75. Но стандарты настолько интернациональны, что есть иностранное повторение российских изделий любого типоразмера. В приведенной документации содержится подробная номенклатура всех размеров, а также несколько чертежей. Приведем их здесь:

Размерный ряд полностью воплотить в рамках одной статьи фактически невозможно, но мы приведем пример таблицы, чтобы было понятно, как с ней обращаться, ниже.

Подшипник роликовый радиально-упорный конический

Ролики в виде конуса дают преимущество с точки зрения восприятия как осевых, так и радиальных нагрузок. Первые зависят от площади контакта тел вращения с дорожками качения. Чем она выше, тем больше грузоподъемность.

Их допустимая скорость и частота оборотов небольшая даже по сравнению с цилиндрическими роликоподшипниками, она больше соотносится со сферическими.

Могут быть однорядными, двухрядными, четырёхрядными, а также со съемной конструкцией и неразъемные, без внешнего или внутреннего кольца.

Из чего состоит подшипник шариковый упорный

Радиальная нагрузка – небольшая, как и площадь контакта шариков с дорожкой. Зато хорошая осевая грузоподъемность и увеличенная скорость вращения. Чтобы не было высокой силы трения, сепараторы часто изготавливают не путем металлической штамповки, а из стеклонаполненного полиамида.

Упорно-роликовые

Аналог предыдущего, но в роликоподшипнике больше допустимое напряжение, перпендикулярное валу. Поэтому их применяют на более крупных изделиях. При этом пропорционально падает скорость вращения. Особенность, как устанавливать радиально-упорные роликовые подшипники в том, что им не требуется высокая точность и соосность. Они будут работать при отклонениях до 2,5 градусов.

Шарнирные

Это узел, который работает не по принципу качения, а на технологии скольжения. Это два кольца – наружнее и внутреннее, которые имеют сферические поверхности. Благодаря ним, изделия являются самоцентрирующимися. Нагрузка распределяется очень равномерно, т.к. нет тел вращения, то и кромочной нагрузки фактически тоже нет, поэтому можно говорить о очень высоких осевых и радиальных напряжениях.

В зависимости от материалов изготовления и напылений они могут менять свои характеристики – быть более или менее прочными, требовать дополнительного обслуживания (смазки) или нет.

Назначение и схема установки радиально-упорных подшипников

Они находят свое применение в изделиях, для которых важны оба типа нагрузок. При этом далее смотрят на необходимую скорость, грузоподъемность, условия эксплуатации, наличие вибраций и ударов, потребность в самоустановке, направленность в одну или две стороны и прочие характеристики, чтобы подобрать модель из классификационного перечня, который мы сегодня привели.

Использование – в общетехнических отраслях повсеместно, в машиностроении, танкостроении, самолетостроении, химической отрасли и множественных других сферах.

Покажем схему распределения радиальной и осевой нагрузки:

Таблицы размеров

Все типоразмеры можно найти в многочисленных ГОСТ. В документах представлено обширное перечисление, но мы покажем, как оно выглядит и как им пользоваться, на примере однорядных радиально-упорных шариковых подшипников – их разница перед радиальными в том, что они могут одновременно воспринимать и осевое напряжение.

Как устанавливать упорные подшипники, схемы установки

Существует три основных схемы установки упорных подшипников:

  • О-образная схема
  • Х-образная схема
  • Схема «тандем»

Чтобы узнать какой способ установки будет лучше в конкретных условиях для вашего оборудования, читайте ниже.

О-образная схема или «спина к спине»

” data-medium-file=”https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/O-obraznaja-shema.jpg?fit=300%2C214″ data-large-file=”https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/O-obraznaja-shema.jpg?fit=746%2C532″ src=”https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/O-obraznaja-shema.jpg?resize=300%2C214″ alt=”О-образная схема” width=”300″ height=”214″ data-recalc-dims=”1″ data-lazy-srcset=”https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/O-obraznaja-shema.jpg?resize=300%2C214 300w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/O-obraznaja-shema.jpg?resize=150%2C107 150w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/O-obraznaja-shema.jpg?resize=65%2C46 65w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/O-obraznaja-shema.jpg?resize=220%2C157 220w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/O-obraznaja-shema.jpg?resize=140%2C100 140w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/O-obraznaja-shema.jpg?resize=358%2C255 358w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/O-obraznaja-shema.jpg?resize=561%2C400 561w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/O-obraznaja-shema.jpg?resize=631%2C450 631w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/O-obraznaja-shema.jpg?resize=715%2C510 715w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/O-obraznaja-shema.jpg?w=746 746w” data-lazy-sizes=”(max-width: 300px) 100vw, 300px” data-lazy-src=”https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/O-obraznaja-shema.jpg?resize=300%2C214&is-pending-load=1″ srcset=”data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″>

В подшипниках, которые установленны спина к спине или по О-образной схеме, линии нагрузки расходятся по направлению к оси подшипников. При таком способе установки подшипники воспринимают осевые нагрузки как в одну сторону, так и в другую. При этом каждый подшипник воспринимает действующие силы только в одном направлении.

Плюсы установки подшипников по О-образной схеме:

  • Обеспечение высокой жесткости подшипникового узла
  • Восприятие моментных нагрузок

Х-образная схема или «лицом к лицу»

” data-medium-file=”https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/H-obraznaja-shema.jpg?fit=300%2C216″ data-large-file=”https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/H-obraznaja-shema.jpg?fit=746%2C536″ src=”https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/H-obraznaja-shema.jpg?resize=300%2C216″ alt=”Х-образная схема” width=”300″ height=”216″ data-recalc-dims=”1″ data-lazy-srcset=”https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/H-obraznaja-shema.jpg?resize=300%2C216 300w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/H-obraznaja-shema.jpg?resize=150%2C108 150w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/H-obraznaja-shema.jpg?resize=65%2C47 65w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/H-obraznaja-shema.jpg?resize=220%2C158 220w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/H-obraznaja-shema.jpg?resize=139%2C100 139w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/H-obraznaja-shema.jpg?resize=358%2C257 358w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/H-obraznaja-shema.jpg?resize=557%2C400 557w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/H-obraznaja-shema.jpg?resize=626%2C450 626w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/H-obraznaja-shema.jpg?resize=710%2C510 710w, https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/H-obraznaja-shema.jpg?w=746 746w” data-lazy-sizes=”(max-width: 300px) 100vw, 300px” data-lazy-src=”https://i1.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/H-obraznaja-shema.jpg?resize=300%2C216&is-pending-load=1″ srcset=”data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″>

В подшипниках, которые установленны лицом к лицу или по Х-образной схеме, линии нагрузки сходятся по направлению к оси подшипников. При таком способе установки подшипники воспринимают осевые нагрузки как в одну сторону, так и в другую. При этом каждый подшипник воспринимает действующие силы только в одном направлении.

Результат установки подшипников по О-образной схеме:

  • Узел менее пригоден для восприятия моментных нагрузок

Схема «тандем»

” data-medium-file=”https://i0.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/Shema-tandem.jpg?fit=300%2C249″ data-large-file=”https://i0.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/Shema-tandem.jpg?fit=645%2C536″ src=”https://i0.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/Shema-tandem.jpg?resize=300%2C249″ alt=”Схема тандем” width=”300″ height=”249″ data-recalc-dims=”1″ data-lazy-srcset=”https://i0.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/Shema-tandem.jpg?resize=300%2C249 300w, https://i0.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/Shema-tandem.jpg?resize=150%2C125 150w, https://i0.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/Shema-tandem.jpg?resize=65%2C54 65w, https://i0.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/Shema-tandem.jpg?resize=220%2C183 220w, https://i0.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/Shema-tandem.jpg?resize=120%2C100 120w, https://i0.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/Shema-tandem.jpg?resize=358%2C298 358w, https://i0.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/Shema-tandem.jpg?resize=481%2C400 481w, https://i0.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/Shema-tandem.jpg?resize=542%2C450 542w, https://i0.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/Shema-tandem.jpg?resize=614%2C510 614w, https://i0.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/Shema-tandem.jpg?w=645 645w” data-lazy-sizes=”(max-width: 300px) 100vw, 300px” data-lazy-src=”https://i0.wp.com/mehanic.su/wp-content/uploads/2018/02/Shema-tandem.jpg?resize=300%2C249&is-pending-load=1″ srcset=”data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″>

В случае, если осевая и радиальная грузоподъёмность одного подшипника недостаточна для обеспечения надежной работы оборудования, применяют схему «тандем». Подшипники устанавливаются в одном направлении. Линии нагрузки в этом случае проходят паралельно друг другу. Осевая и радиальная нагрузки распределяются между подшипниками равномерно.

Данная схема установки подшипников позволяет воспринимать нагрузки, действующие только в одном направлении. Если имеется риск воздействия сил в другом направлении, то необходимо установить еще один подшипник или более для компенсации нагрузок.

Как правильно установить радиально упорный подшипник?

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

Порядок слов в названии подшипника подчёркивает, что, прежде всего, они предназначены для работы с радиальными нагрузками.

Также говорят об радиальных ( Радиальные подшипники) упорно – радиальных и упорных ( Упорные подшипники) подшипниках.

Независимо от названия, любой подшипник воспринимает как радиальные, так и осевые нагрузки, но в существенно разных объёмах.

Названия лишь подчеркивают, какая из нагрузок – радиальная или осевая (упорная), является основной. В данном разделе мы не будем делать особенного различия между радиально-упорными и упорно-радиальными подшипниками.

Конструкции и исполнения

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

ГОСТ 3189-89 «Подшипники шариковые и роликовые. Система условных обозначений» выделяет следующие типы радиально – упорных подшипников, таблица 1.

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

Типы радиально-упорных подшипников.

Тип подшипника

Обозначение по ГОСТ 3189-89

Радиально-упорные шарикоподшипники

Радиально-упорные шарикоподшипники имеют дорожки качения и бортики на внутреннем и наружном кольцах, смещённые относительно друг друга вдоль оси подшипника. Такая конструкция подшипника позволяет ему воспринимать нагрузки, действующие в радиальном и осевом направлениях.

Осевая грузоподъёмность радиально-упорного шарикоподшипника растёт с увеличением угла контакта. Угол контакта, α, – это угол между линией, соединяющей точки контакта шарика с дорожками качения, от которых нагрузка передаётся от одной дорожки качения на другую, и линией, перпендикулярной оси подшипника (рисунок РУ-1).

Наиболее распространёнными типами радиально-упорных шарикоподшипников являются:

· однорядные радиально-упорные шарикоподшипники (рисунок РУ-2);

· двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники (рисунок РУ-3);

· шарикоподшипники с четырёхточечным контактом (рисунок РУ-4).

Рисунок РУ-1. Конструкция радиально-упорного шарикоподшипника.

Радиально-упорные однорядовые шариковые подшипники

Рисунок РУ-2. Радиально-упорный однорядовый шариковый подшипник.

Двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники

Двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники – это обычно два однорядных радиально-упорные шарикоподшипники, установленные «спина к спине».

Но они могут быть выполнены заодно, с монолитными внутренним и внешним кольцом качения, на каждом из которых имеется по две дорожки качения (рисунок РУ-3).

Подшипник, показанный на рисунке РУ-3, способен воспринимать радиальные усилия и осевые усилия в обоих направлениях.

Рисунок РУ-3. Двухрядный радиально-упорный шарикоподшипник.

В общем случае имеется три схемы установки шариковых радиально-упорных однорядных подшипников на цапфе, рисунок РУ-4:

· О-образная, «спина к спине». Позволяет воспринимать радиальные усилия и осевые усилия в обоих направлениях;

· Х-образная схема «лицом к лицу». Позволяет воспринимать радиальные усилия и осевые усилия в обоих направлениях;

· схема «тандем». Позволяет воспринимать радиальные усилия и осевые усилия в одном направлении. Используется для повышения жесткости подшипникового узла.

Рисунок РУ-4. Схема установки однорядных радиально-упорных шариковых подшипников на вал.

Радиально-упорные шариковые подшипники с четырёхточечным контактом

В шарикоподшипниках с четырехточечным контактом (рисунок РУ-5) используется два внутренних кольца и одно наружное. Подшипник является разъемным. Каждое кольцо воспринимает нагрузки в своём направлении. Угол контакта шариков с каждой из четырёх дорожек качения – 35°. Две дорожки расположены на внешнем кольце, ещё по одной дорожке расположено на внутренних кольцах. Один подшипник этого типа может заменить пару радиально-упорных шарикоподшипников, установленных по схеме «лицом к лицу» или «спина к спине». Обычно используются с латунными сепараторами, полученными механической обработкой.

Рисунок РУ-5. Радиально-упорный шариковый подшипник с четырёхточечным контактом.

Радиально-упорные роликоподшипники с коническими телами качения

Радиально-упорные подшипники с телами качения в виде усеченных конусов имеют конические ролики, направляемые бортом внутреннего кольца (рисунок РУ-6).

Читайте также:  Система аспирации – что это такое?

Такие подшипники имеют большую радиальную грузоподъемность, а также осевую грузоподъёмность в одном направлении.

Обычно устанавливаются на вал парами, для того, чтобы обеспечить грузоподъёмность в обоих осевых направлениях, т.е. также, как и однорядные радиально-упорные шарикоподшипники. При парной установке зазор между ними обеспечивается подбором расстояния по оси между внутренними или наружными кольцами двух смежных подшипников.

В силу того, что оба подшипника являются разъемными, имеется возможность независимого монтажа внутренних колец с сепараторами и наружных колец.

В зависимости от величины угла контакта, конические роликоподшипники делятся на три группы:

· с нормальным углом;

· со средним углом;

· с увеличенным углом.

Выпускаются двух- и четырехрядные конические роликоподшипники. Для данного типа подшипников в основном применяются сепараторы из стали, изготовленные штамповкой.

Рисунок РУ-6. Радиально-упорный конический роликовый подшипник.

Выпускаются двух- и четырехрядные конические роликовые подшипники, рисунки РУ-7, РУ-8.

Рисунок РУ-7. Радиально-упорный роликовый двухрядный подшипник (конический).

Рисунок РУ-8. Радиально-упорный роликовый четырехрядный подшипник (конический).

Такие подшипники предназначены для работы с осевыми нагрузками, действующими в обоих направлениях по оси.

Устройство колец и использование конических тел вращения позволяет обеспечить большие, чем в случае шарикоподшипников, площади пятна контакта между кольцами и коническими роликами. Поэтому роликовые радиально-упорные конические подшипники могут принимать как значительные радиальные нагрузки, так и значительные нагрузки вдоль оси вала.

Радиально-упорные подшипники с роликами бочкообразной формы

В таких подшипниках (рисунок РУ-9) используются тела качения бочкообразной формы. Кольца подшипника выполняются с дорожками качения, имеющим в разрезе изогнутую примерно по окружности форму, так, что при осевом смещении осей колец друг относительно друга тела вращения всё равно прилегают к поверхности дорожек качения колец.

Рисунок РУ-9. Радиально-упорный роликовый подшипник с роликами бочкообразной формы.

Такой подшипник внешне выглядит очень простым. При этом он компенсирует как радиальные нагрузки, так и осевые в обоих направлениях. При этом является самоустанавливающимся. Подшипник имеет компактные осевые размеры.

В устройствах, где ось изгибается под действием неравномерных радиальных нагрузок, или из-за разности температур на концах вала, такие подшипники снижают вибрации и обеспечивают малые потери на трение.

О классификации подшипников

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

Основными ГОСТами, связанными с подшипниками, являются:

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

Этот ГОСТ ссылается также на следующие стандарты по подшипникам качения:

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

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

Этот ГОСТ ссылается также на следующие стандарты по подшипникам качения:

ГОСТ 520-2002, ГОСТ 832-78, ГОСТ 3395-89, ГОСТ 3478-79, ГОСТ 4060-78, ГОСТ 5377-79, ГОСТ 5721-75

ГОСТ 7872-89, ГОСТ 24310-80, ГОСТ 24696-81, ГОСТ 24810-81, ГОСТ 24850-81, ГОСТ 28428-90.

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

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

В качестве примера в таблице 2 приведены соответствия наименований, применяемых в РФ, и компаниями SKF, Швеция, FAG, Германия, для шарикоподшипников радиально-упорных однорядных со стопорной канавкой.

Таблица 2. Соответствия наименований шарикоподшипников радиально-упорных однорядных.

РФ, ГОСТ 3189-89

SKF, Швеция

FAG, Германия

Внутренний зазор и предварительный натяг подшипников

Подшипники используются в конструкциях фиксирующих либо плавающих опор. Для плавающих опор применяют посадку подшипника с зазором, обеспечивающим подвижность внешнего кольца подшипника в осевом направлении (схемы а, б). Обычно плавающей делают опору, которая несёт меньшую часть радиальной нагрузки. При создании фиксирующей опоры длинного вала часто используют два подшипника для увеличения жёсткости (схема б). Температурное перемещение обеспечивается посадкой радиального шарикоподшипника с зазором (внешнее кольцо подвижно) либо применением радиального роликоподшипника с цилиндрическими роликами.

Схемы установки подшипников

Наружные и внутренние кольца фиксирующих опор неподвижны (схема в, г) в осевом направлении и препятствуют смещению вала в ту или в другую сторону. Применение фиксирующих опор допустимо при установке коротких валов враспор в условиях незначительного нагрева. Вал с фиксирующими опорами удобен при монтаже, но требует контроля линейных допусков и учёта теплового расширения, чтобы предотвратить заклинивание тел качения. Для радиально-упорных подшипников установка враспор должна включать возможность осевой регулировки.

Величина внутреннего зазора определяет взаимное расположение пары однорядных радиально-упорных шарикоподшипников. Внутренний зазор выставляют после их монтажа, причём осевую фиксацию обеспечивает второй подшипник.

Предварительный натяг

Для повышения точности и жёсткости подшипниковых узлов, устранения люфтов и улучшения виброакустических параметров, рекомендуют установку подшипников с предварительным натягом. Преднатяг, т.е. заданная осевая нагрузка, компенсирует зазоры подшипника, создаёт упругую деформацию между максимально возможным количеством тел качения подшипника и его кольцами, предотвращает их проскальзывание. Типичные примеры применения преднатяга – это небольшие быстроходные электродвигатели, шпиндели станков и т.п.

Правильно рассчитанный преднатяг может заметно увеличить долговечность подшипников шпинделя станка во всём диапазоне скоростей вращения. Величина преднатяга рассчитывается при разработке дизайна шпинделя, причём в расчёте нужно учесть сложную динамику, тепловой баланс, а также их влияние на величину натяга при высоких скоростях вращения шпинделя. Центробежные силы, действующие на тела качения, прижимают их к наружному кольцу подшипника, увеличивая преднатяг от лёгкого до среднего или сильного. Без учёта этих процессов, увеличивающих крутящий момент и нагрев подшипника, можно не продлить, а сократить срок его службы. Неверно рассчитанный преднатяг, повышенная нагрузка, нагрев и ускоренный износ тел качения уменьшают ресурс подшипника.

L – легкий преднатяг;

M – средний преднатяг;

S – сильный преднатяг.

Сегодня отсутствует единый стандарт, нормирующий преднатяг, и разные производители подшипников используют различные его определения. Код класса преднатяга может включаться в обозначения подшипников.

Способы выполнения предварительного натяга

Регулировка преднатяга выполняется двумя основными способами:

  • твердый, задаётся конструкцией подшипника (п.1.2);
  • пружинный, задаётся внешней пружиной(п.3).

Подшипник следует нагружать не более, чем это задано нормами эксплуатации, поскольку сила преднатяга устанавливает баланс параметров жесткость /крутящий момент / увеличение рабочей температуры.

  1. Установка проставок заданной толщины между одноимёнными (наружными / внутренними) кольцами пары обычных радиально-упорных шарикоподшипников и стяжка вторых колец (внутренних / наружных соответственно) до выборки зазора между ними.
  2. Применение парных радиально-упорных шарикоподшипников, соприкасающихся парой одноимённых колец, с зазором между второй парой. Стянуть кольца второй пары до выборки зазора.
  3. Создание требуемой нагрузки на наружное кольцо подшипника при помощи пружины, внутреннее кольцо фиксировано. Это наиболее эффективный натяг, способный увеличить ресурс подшипника. Упругая нагрузка пружины, в отличие от жёсткой стяжки колец, оптимизирует напряжения деформации в точках касания колец и тел качения, а длинный рабочий ход пружины не только стабилизирует зазоры, но и компенсирует температурные перемещения.

Преднатяг чаще всего применяют при установке шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников, а также роликовых конических подшипников. Вследствие теплового расширения, на преднатяг и регулировку подшипника может существенно влиять температура подшипникового узла. Факторы, определяющие температуру подшипников – оптимальные смазки, нагрузки, скорости вращения, должны тщательно учитываться. Качество подшипников, их правильный монтаж и эксплуатация, обеспечивают статическую и динамическую жесткость подшипникового узла и как следствие – увеличивают срок службы.

Твердый преднатяг требует точного соблюдения разности уровней торцевых поверхностей наружного и внутреннего колец подшипника. При монтаже подшипника, крышка или гайка сжимает кольца, уравнивая их торцевые поверхности. Сила, возникшая при уравнивании торцов, эквивалентна полному статическому преднатягу подшипника. Допуски обработки торцов колец подшипников от разных производителей заметно различаются, конструкторы должны учитывать это при расчёте желаемого преднатяга. В отсутствие единого промышленного стандарта, критичные параметры допусков нередко упускают при выборе подшипника.

После сборки подшипников со свободными допусками преднатяга в узел, результирующий натяг в подшипниках может существенно измениться. В худшем случае, суммарный преднатяг может уменьшиться, что приведёт к снижению жесткости узла, уводу инструмента, падению точности, потере динамической стабильности, значительному сокращению срока службы инструмента и узла в целом. Проблема контроля и соблюдения допусков становится особо критичной при аварийных ремонтах и замене подшипников в «полевых условиях».

Пружинный преднатяг очень эффективен при малых нагрузках и больших скоростях вращения, обеспечивая оптимальную нагрузку колец подшипников, предотвращая проскальзывание тел качения и неизбежные повреждения в результате. Экспериментально определено, что роликоподшипнику нужна минимальная нагрузка, составляющая 2% C, а шарикоподшипнику – 1% C, где С – номинальная статическая и динамическая нагрузка согласно каталогу или тех. паспорту. Минимальную нагрузку следует увеличить, если на подшипник действуют большие ускорения, если скорость вращения составляет 50 % и более от предельного значения, заявленного производителем.

При скоростях вращения выше 350 000 DN (= D внутренний диаметр подшипника, мм * N скорость вращения, об/с) разгрузка может привести к аварии подшипникового узла. Кроме проскальзывания и нагрева, в подшипниках возникают другие нежелательные явления, в том числе деградация смазки, неравномерная нагрузка на тела качения, ведущая к разрушению сепаратора.

Комплекты подшипников имеют три группы зазора:

  • СА – осевой зазор уменьшен;
  • СВ – осевой зазор стандартный;
  • СС – осевой зазор увеличен.

Комплекты подшипников имеют три группы натягов:

GA -лёгкий, GВ – средний, GC – тяжёлый.

Подшипники с предварительным натягом предназначены только для парной установки, так как возрастает риск увеличения предварительного натяга.

Таблица 1: Осевой внутренний зазор спаренных однорядных радиально-упорных шарикоподшипников установленных по О-образной или Х-образной схемам

ДиаметрОсевой внутренний зазор отверстия
Класс
dCACBCC
болеевключаямин.макс.мин.макс.мин.макс.
мммкм
101851315232432
183071518263240
305091722304048
5080112326384860
80120142632445567
120180172935476274
180250213745617490
2503152642526890106

Таблица 2: Предварительный натяг однорядных радиально-упорных шарикоподшипников, предназначенных для универсального монтажа по О-образной или Х-образной схемам

Диаметр отверстияПреднатяг
Класс
dGAGBGC
отвключаямин.максмакс.мин.макс.мин.макс.мин.макс.мин.макс.
мммкмNмкмNмкмN
1018+4-480-2-1030330-8-16230660
1830+4-4120-2-1040480-8-16340970
3050+4-4160-2-1060630-8-164501 280
5080+6-6380-3-151401 500-12-241 0803 050
80120+6-6410-3-151501 600-12-241 1503 250
120180+6-6540-3-152002 150-12-241 5004 300
180250+8-8940-4-203303 700-16-322 6507 500
250315+8-81 080-4-203804 250-16-323 0008 600

Отдел продаж: +7 (812) 449 03 35 (Санкт-Петербург, Россия)

+7 905 953 13-62 и +7 962 833 45-67 (Новосибирск)

Ссылка на основную публикацию