Пространство для подшипника, Встроенные уплотнения, Скорость, Точность, Перекос
Пространство для подшипника
Во многих случаях один из основных размеров подшипника - диаметр отверстия - обусловлен общей конструкцией машины и диаметром вала.
Для валов малого диаметра могут использоваться все типы шарикоподшипников, самыми распространенными из них являются радиальные шарикоподшипники; также могут использоваться игольчатые подшипники (-> рис. 1). Для валов большого диаметра, наряду с радиальными шарикоподшипниками, могут применяться цилиндрические , сферические и конические роликоподшипники (-> рис. 2).
Если радиальное пространство ограничено, следует выбирать подшипники с малым поперечным сечением, особенно с малой высотой поперечного сечения, т.е. подшипники серий диаметров 8 и 9. Комплекты игольчатых подшипников с сепаратором, игольчатые роликоподшипники со штампованным наружным кольцом и игольчатые роликоподшипники без внутреннего кольца (-» каталог 5KF «Игольчатые роликоподшипники») (-> рис. 3), а также некоторые серии радиальных и радиально-упорных шарикоподшипников, цилиндрических, конических, сферических и тороидальных роликоподшипников могут быть решением в таких случаях.
Если ограничено осевое пространство, то наряду с различными типами комбинированных игольчатых роликоподшипников (-> рис. 4), могут использоваться некоторые серии цилиндрических роликоподшипников и радиальных шарикоподшипников для радиальных и комбинированных нагрузок соответственно (-> рис. 5). Для восприятия преимущественно осевых нагрузок могут использоваться комплекты упорных игольчатых роликов с сепаратором (с тугими кольцами и без них), а также упорные шарикоподшипники и цилиндрические упорные роликоподшипники (-> рис. 6).
Нагрузки
Величина нагрузки
Величина нагрузки -- это один из факторов, который обычно обусловливает выбор размера используемого подшипника. В целом, роликоподшипники способны воспринимать более значительные нагрузки по сравнению с шарикоподшипниками того же размера (-» рис. 7), а подшипники с максимальным количеством тел качения (бессепараторные подшипники) способны нести более тяжелые нагрузки по сравнению с соответствующими подшипниками, снабженными сепараторами. Шарикоподшипники используются в основном для малых и средних нагрузок. Для тяжелых нагрузок и валов большого диаметра больше подходят роликоподшипники.
Направление нагрузки
Радиальная нагрузка
За исключением цилиндрических роликоподшипников типа NU и N, а также игольчатых и тороидальных роликоподшипников, способнх воспринимать только радиальную нагрузку (-> рис. 8), все остальные радиальные подшипники, помимо радиальных нагрузок, способны воспринимать определенную осевую нагрузку {-> «Комбинированная нагрузка»).
Осевая нагрузка
Упорные шарикоподшипники и подшипники с четырехточечным контактом (-> рис. 9) подходят для легких и средних нагрузок, действующих исключительно в осевом направлении. Одинарные упорные шарикоподшипники способны воспринимать нагрузки, действующие только в одном направлении; для восприятия нагрузок, действующих в обоих направлениях, необходимы двойные упорные шарикоподшипники.
Упорно-радиальные шарикоподшипники могут воспринимать средние осевые нагрузки при вращении с большой частотой вращения; одинарные подшипники также способны воспринимать радиальные нагрузки, действующие одновременно с осевыми, в то время как двойные подшипники обычно используются только для осевых нагрузок (-> рис. 10).
Для средних и тяжелых осевых нагрузок, действующих в одном направлении, подходят игольчатые и конические упорные роликоподшипники, а также сферические упорные роликоподшипники (-» рис. 11), которые также способны воспринимать одновременно действующие радиальные нагрузки. Для тяжелых переменных осевых нагрузок можно использовать два цилиндрических упорных роликоподшипника или два согласованных сферических упорных роликоподшипника.
Комбинированная нагрузка
Комбинированная нагрузка складывается из радиальной и осевой нагрузок, действующих одновременно. Способность подшипника нести осевую нагрузку определяется величиной угла контакта а- чем больше угол контакта, тем больше подходит подшипник для восприятия осевых нагрузок. Это выражается величиной расчетного коэффициентаY, которая уменьшается с увеличением угла контакта а. Величины этого коэффициента для подшипников определенного типа или для отдельных типоразмеров подшипников можно найти во вступительных статьях соответствующих разделов или непосредственно в таблицах. Осевая грузоподъемность радиального шарикоподшипника зависит от его внутренней конструкции и величины внутреннего зазора (-> раздел «Радиальные шарикоподшипники», начиная со стр. 287). Для комбинированных нагрузок чаще всего используются одно-и двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники и однорядные конические роликоподшипники, хотя радиальные шарикоподшипники и сферические роликоподшипники также пригодны в этом случае {-> рис. 12). Кроме того, если величина составляющей комбинированной нагрузки невелика, могут использоваться самоустанавливающиеся шарикоподшипники и цилиндрические роликоподшипники типа NJ и NUP или типа NJ и NU с фасонными кольцами типа HJ (-> рис. 13).
Однорядные радиально-упорные шарикоподшипники, конические роликоподшипники,
цилиндрические роликоподшипники типа NJ и NU + HJ, а также сферические упорные роликоподшипники способны воспринимать осевые нагрузки, действующие только в одном направлении. Для осевых нагрузок переменного направления эти подшипники должны устанавливаться в сочетании со вторым подшипником. Поэтому однорядные радиально-упорные шарикоподшипники могут поставляться как «универсальные подшипники» для парного монтажа или в виде специальных комплектов, состоящих из двух согласованных однорядных подшипников (-> разделы «Однорядные радиально-упорные шарикоподшипники», стр. 409, и «Спаренные однорядные конические роликоподшипники», стр. 671).
Если осевая составляющая комбинированной нагрузки велика, то для ее восприятия может быть использован отдельный подшипник. Наряду с упорными подшипниками, эту функцию могут выполнять некоторые радиальные подшипники, например, радиальные шарикоподшипники или шарикоподшипники с четырехточечным контактом (-> рис. 14). В таком случае, чтобы подшипник воспринимал только осевую нагрузку, его наружное кольцо должно быть установлено в корпусе с радиальным зазором.
Моментная нагрузка
Если нагрузка действует на подшипник эксцентрично, возникает опрокидывающий момент. Несмотря на то, что двухрядные подшипники и, в частности, радиальные или радиально-упорные шарикоподшипники могут воспринимать опрокидывающие моменты, в таких случаях лучше использовать спаренные однорядные радиально-упорные шарикоподшипники или конические роликоподшипники с расположением по 0-образной или Х-образной схеме (-> рис. 15)
Перекос
Угловые перекосы вала относительно корпуса возникают, например, при изгибах вала, образующихся под воздействием рабочих нагрузок, когда посадочные места подшипника в корпусе имеют разную высоту или когда валы опираются на подшипники, установленные в разных корпусах, находящихся на слишком большом расстоянии друг от друга. Жесткие подшипники, т.е. радиальные шарикоподшипники и цилиндрические роликоподшипники, способны компенсировать без ущерба лишь очень незначительные перекосы. С другой стороны, самоустанавливающиеся подшипники, то есть самоустанавливающиеся шарикоподшипники, сферические и тороидальные роликоподшипники, а также сферические упорные роликоподшипники (-> рис. 16), способны компенсировать перекосы, возникающие под воздействием рабочих нагрузок, а также начальные погрешности механической обработки деталей или монтажа. Допустимые величины перекоса приведены во вступительных статьях соответствующих разделов. В тех случаях, когда прогнозируемые перекосы превышают допустимые величины, просим обращаться в техническую службу SKF. Упорные шарикоподшипники со сферическими подкладными кольцами, подшипниковые узлы типаУ и самоустанавливающиеся игольчатые роликоподшипники (-> рис. 17) могут компенсировать перекос, возникающий вследствие изначальной погрешности при механической обработке или монтаже.
Точность
В подшипниковых узлах, требующих большой точности вращения (например, в шпиндельных узлах станков), а также работающих на очень высоких частотах вращения, используются подшипники повышенной точности. Во вступительных статьях каждого раздела, посвященного определенному типу подшипников, содержится информация о классах точности, в соответствии с которыми изготавливаются подшипники этого типа. 5KF также производит полную номенклатуру прецизионных подшипников, включая однорядные радиально-упорные шарикоподшипники, одно-и двухрядные цилиндрические роликоподшипники, а также одинарные и двойные радиально-упорные шарикоподшипники (-> каталог SKF «Прецизионные подшипники»).
Скорость
Эксплуатационная скорость подшипников ограничивается допустимой рабочей температурой, поэтому для высоких частот вращения наиболее пригодны подшипники с малым трением и, соответственно, низким тепловыделением. В условиях преимущественно радиальных нагрузок самыми скоростными являются радиальные и самоустанавливающиеся шарикоподшипники (--> рис. 18), а в условиях комбинированных нагрузок-радиально-упорные шарикоподшипники (-> рис. 19). Это относится в особенности к прецизионным радиально-упорным или радиальным шарикоподшипникам с керамическими телами качения. В силу особенностей конструкции упорные подшипники не способны работать на таких же высоких скоростях, как радиальные подшипники.
Малошумное вращение
В некоторых случаях шум, производимый подшипниками, например, в небольших электродвигателях бытовых электроприборов или офисного оборудования, является важным фактором, определяющим выбор подшипника. Для таких случаев 5KF производит специальные радиальные шарикоподшипники
Жесткость
Жесткость подшипника качения характеризуется величиной упругих деформаций подшипника под нагрузкой. Обычно эти деформации очень малы, и ими можно пренебречь. Однако в некоторых случаях, например, для узлов шпинделей станков или ведущих валов-шестерён, жесткость подшипника является важным фактором. В силу особенностей контакта между телами и дорожками качения роликоподшипники, например, цилиндрические или конические роликоподшипники (-» рис. 20), имеют большую жесткость, чем шарикоподшипники. Жесткость подшипника может быть увеличена за счет преднатяга (--> раздел «Предварительный натяг подшипников», стр. 206).
Валы или другие вращающиеся детали машин обычно опираются на фиксирующие и нефиксирующие подшипники. Фиксирующие подшипники обеспечивают осевую фиксацию детали машины в обоих направлениях. Наиболее подходящими для этого являются подшипники, способные нести комбинированные нагрузки или обеспечивать осевое направление вращения в сочетании со вторым подшипником (--> матрица, стр. 46 и 47). Нефиксирующие подшипники допускают перемещение вала в осевом направлении, за счет чего подшипник не перегружается, например, в результате теплового расширения вала. В качестве нефиксирующих подшипников подходят игольчатые роликоподшипники и цилиндрические роликоподшипники типа NU и N (-> рис. 21), цилиндрические роликоподшипники типа NJ и некоторые бессепараторные роликоподшипники. В тех случаях, когда величина осевого смещения должна быть сравнительно большой и существует вероятность перекоса вала, идеальным выбором нефиксирующего подшипника будет тороидальный роликоподшипник CARB (-> рис. 22). Все эти подшипники допускают осевые перемещения вала относительно корпуса внутри подшипника. Допустимые величины осевого смещения внутри подшипника приводятся в соответствующих таблицах подшипников. Если неразборные подшипники, например, радиальные шарикоподшипники или сферические роликоподшипники (-> рис. 23) используются в качестве нефиксирующих, посадка одного из колец должна быть свободной
Монтаж и демонтаж
Цилиндрическое отверстие
Подшипники с цилиндрическим отверстием проще в монтаже и демонтаже, особенно если для обоих колец требуется посадка с натягом. Разборные подшипники предпочтительны в тех случаях, когда требуется частый монтаж и демонтаж, т.к. кольцо с комплектом тел качения и сепаратором этих подшипников может устанавливаться отдельно от другого кольца. Это относится к шарикоподшипникам с четырехточечным контактом, цилиндрическим, игольчатым и коническим роликоподшипникам (-> рис. 24), а также упорным роликоподшипникам.
Коническое отверстие
Подшипники с коническим отверстием (-> рис. 25) могут устанавливаться на конических шейках валов, либо на цилиндрических посадочных местах на валах при помощи закрепительной или стяжной втулки (-> рис. 26) или ступенчатой втулки.
Встроенные уплотнения
Выбор уплотнения имеет большое значение для устойчивой работы подшипника. 5KF поставляет подшипники со встроенными уплотнениями следующих типов - с защитными шайбами (-» рис. 27) - с уплотнениями малого трения (-> рис. 28) - с контактными уплотнениями (-> рис. 29), которые обеспечивают экономичные и компактные решения для многих областей применения подшипников. Имеется большое количество исполнений уплотнений для - радиальных шарикоподшипников - радиально-упорных шарикоподшипников - самоустанавливающихся шарикоподшипников - цилиндрических роликоподшипников - игольчатых роликоподшипников - сферических роликоподшипников - тороидальных роликоподшипников CARB - опорных роликов, - подшипников и подшипниковых узлов типа Y. Все подшипники со встроенными уплотнениями с обеих сторон заполнены пластичной смазкой надлежащего качества и в требуемом количестве.
