Радиальные подшипники
Радиальные подшипники используют для восприятия нагрузки, перпендикулярной оси вала, нагрузка вдоль оси вала не допускается
Радиальные подшипники дешевле подшипников других типов, допускают наиболее простой монтаж и демонтаж, не требуют высокой точности в соосности опор и жесткости валов и способны воспринимать как радиальные, так и осевые нагрузки.
На рисунке радиальные подшипники по видам тел качения
1 — с шариковыми телами качения, 2 — с короткими цилиндрическими роликами, 3 — с длинными цилиндрическими или игольчатыми роликами, 4 — с коническими роликами,
5 — с бочкообразными роликами
Примечание: приведены только некоторые виды тел качения
Радиальные роликовые подшипники благодаря увеличенной контактной поверхности допускают значительно большие нагрузки, чем шариковые. Однако они не воспринимают осевые нагрузки и плохо работают при перекосах вала. В роликовых цилиндрических и конических подшипниках с бочкообразными роликами концентрация нагрузки от
неизбежного перекоса вала существенно снижается. Аналогичное сравнение можно провести и между радиально-упорными шариковыми и роликовыми подшипниками.
Самоустанавливающиеся шариковые и роликовые подшипники применяют в тех случаях, когда допускают значительный перекос вала (до 2…3°). Они имеют сферическую поверхность наружного кольца и ролики бочкообразной формы. Эти подшипники допускают небольшие осевые нагрузки.
Виды радиальных подшипников
Шариковый радиальный однорядный подшипник
Шариковый радиальный двухрядный сферический подшипник
Шариковый радиальный двухрядный сферический подшипник. Главная особенность конструкции – наличие сферической поверхности на внешнем кольце, что позволяет ликвидировать главный недостаток однорядного шарикового подшипника – невозможность работы при перекосе или изгибе валов. Это самоустанавливающаяся опора, хорошо воспринимающая радиальные нагрузки при перекосе осей колец до 3 о (возможен и больший перекос, но тогда должна снижаться величина воспринимаемой нагрузки). Такие перекосы возникают в конструкциях с недостаточно жесткими валами (когда увеличение их жесткости нецелесообразно), а также у гибких валов. Подшипник может воспринимать и двустороннюю осевую нагрузку (пунктирные вектора на рисунке), но она затрудняет отслеживание перекосов, и поэтому нагружать ею подшипник не рекомендуется.
Роликовые радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами
Роликовые радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами. Предназначен для восприятия большой радиальной нагрузки, но, вследствие повышенной чувствительности к перекосу осей, должен устанавливаться на жестких валах (перекос не должен превышать 10…15º). Вследствие скосов на одном из колец (на рисунке – на внутренней поверхности наружного кольца) кольцо становится подвижным в осевом направлении. По этой причине подшипник не способен воспринимать осевую нагрузку, и необходима его осевая фиксация в конструкции подшипникового узла. Подшипники применяют в качестве плавающей опоры. Предельно допустимая скорость качения роликов на среднем диаметре не должна превышать 10 м/с.
Роликовый радиальный двухрядный сферический подшипник
Роликовый радиальный двухрядный сферический подшипник. Предназначен для восприятия особо больших радиальных нагрузок при значительном перекосе осей колец (до 3°). Внутренняя поверхность наружного кольца имеет сферическую форму (
что позволяет компенсировать перекосы валов), а ролики – бочкообразную форму. Подшипники могут воспринимать и осевые нагрузки.
Радиально-упорные подшипники
Радиально-упорные подшипники при увеличении угла контакта увеличивают осевую нагрузку, однако существенно снижается радиальная грузоподъемность.
Радиально-упорные шариковые подшипники.
Радиально-упорные шариковые подшипники. Предназначен для восприятия радиальной и односторонней осевой нагрузок. Приложение к подшипнику осевой силы другого направления (к узкому торцу наружного кольца) может вызвать съем кольца с тел качения, что недопустимо. Середина площадки контакта шариков с наружным кольцом (дорожки качения) смещена относительно вертикального положения на угол b, что улучшает восприятие осевой нагрузки. При этом для восприятия относительно небольших осевых нагрузок (Fa/Fr о и повышенным b>25°, с ростом этого угла повышается осевая нагрузочная способность. С другой стороны, во избежание заклинивания роликов не рекомендуется применение при больших осевых нагрузках подшипников с малым углом b. Коническая форма подшипника, как и в случае с шариковым радиально-упорным подшипником, вызывает самодогружение его осевой силой S. Подшипники требуют обязательной осевой регулировки. На рисунке точка приложения радиальной реакции смещена относительно середины подшипника и находится в точке А пересечения оси подшипника и нормали к оси ролика, проведенной из его середины. При больших углах контакта эта точка может выйти за пределы подшипника.
Роликовые подшипники с цилиндрическими роликами обладают большей грузоподъемностью, однако не воспринимают осевых нагрузок, а с коническими роликами менее быстроходны.
Упорные шариковые подшипники.
Упорные подшипники
Упорные шариковые подшипники. Предназначен для восприятия односторонней сжимающей осевой нагрузки. Наличие радиальной нагрузки недопустимо. У этой конструкции подшипников прекрасные скоростные качества, но невысокая нагрузочная способность. Для восприятия двусторонних осевых нагрузок применяют двухрядные подшипники со средним кольцом, фиксируемом на валу. Упорные подшипники чувствительны к перекосу оси вала, и поэтому их часто устанавливают на промежуточных сферических опорах. При горизонтальном расположении валов подшипник работает хуже, чем на вертикальных валах, и требует хорошей регулировки или постоянного поджатия колец подшипника, например, пружинами. Предельно допустимая скорость качения шариков на среднем диаметре не должна превышать 5 м/с (при больших частотах вращения центробежная сила вдавливает шарики в клиновой зазор, образованный дорожками качения, что приводит к их заклиниванию).
Упорные роликовые подшипники
Упорные роликовые подшипники. Ролики могут быть цилиндрическими, коническими и сферическими. В зависимости от формы роликов, упорные роликовые подшипники могут компенсировать перекосы и несовпадения осей вала. Упорные роликовые подшипники применяются в тяжелых условиях работы. при больших осевых нагрузках. Предназначен для восприятия больших осевых нагрузок при небольших частотах вращения (с окружной скоростью до 5 м/с). Упорные подшипники чувствительны к перекосу оси вала, и поэтому их часто устанавливают на промежуточных сферических опорах.
Игольчатые радиальные подшипники.
Игольчатый радиальный подшипник
Применение игольчатых подшипников позволяет уменьшить габариты (диаметр) при значительных нагрузках. Упорный подшипник воспринимает только осевые нагрузки и плохо работает при перекосе оси. Игольчатый роликоподшипник (рисунок 25, б, номер обозначения типа – 4). Предназначен для восприятия радиальных нагрузок при очень стесненных радиальных габаритах. Очень чувствителен к перекосу осей и поэтому требует высокой жесткости вала. Предельно допустимая скорость качения роликов-иголок на среднем диаметре не должна превышать 5 м/с. Подшипнику свойственен повышенный коэффициент трения и износ.
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Что такое радиальный подшипник
Радиальные подшипники
Радиальные подшипники предназначены, прежде всего, для восприятия радиальных нагрузок, т.е. нагрузок, действующих перпендикулярно оси вала, закреплённому в подшипнике.
В то же время большинство радиальных подшипников в состоянии воспринимать нагрузки, действующие вдоль оси вала в одном или в двух направлениях.
Кроме радиальных выделяют также радиально-упорные, упорно-радиальные ( Радиально-упорные подшипники) и упорные подшипники ( Упорные подшипники).
Названия лишь подчеркивают, какая из нагрузок – радиальная или осевая (упорная), является основной. В данном рассматриваются радиальные подшипники.
Выбор типа, исполнения и пр. для подшипника 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 радиальных подшипников, таблица 1.
Таблица 1. ГОСТ 3189-89 «Подшипники шариковые и роликовые. Система условных обозначений».
Типы радиальных подшипников.
Тип подшипника
Обозначение по ГОСТ 3189-89
Шариковый радиальный сферический
Роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами
Роликовый радиальный сферический
Роликовый игольчатый или с длинными цилиндрическими роликами
Радиальный роликовый с витыми роликами
Радиальные шариковые подшипники (шарикоподшипники) и радиальные роликовые подшипники – наиболее распространенные типы подшипников, они применяются во многих механизмах. В силу распространённости этот тип подшипников достаточно дёшев.
Радиальные однорядные шарикоподшипники
Рисунок РП-1. Радиальный однорядный шарикоподшипник.
Тип по ГОСТ 3189-89 – 0. Радиальные однорядные шарикоподшипники (рисунок РП-1) – наиболее распространенный тип подшипников качения. Имеют самое широкое применение в различных видах механизмов. Дорожки качения на наружном и внутреннем кольцах имеют чуть больший радиус по сравнению с шариками. Помимо радиальных нагрузок воспринимают определенные осевые нагрузки в обоих направлениях. Используются в механизмах с высокими скоростями вращения, т.к. имеют небольшой крутящий момент и обеспечивают малую потерю мощности на преодоление сил трения.
Соосность посадочных мест под радиальные однорядные шарикоподшипники должна быть выдержана в таких пределах, чтобы перекос наружных колец относительно внутренних не превышал 10-15 угловых минут даже при использовании шарикоподшипников с увеличенным зазором.
Помимо исполнений открытого типа, такие подшипники могут быть закрытыми с одной или обеих сторон металлическими шайбами или резиновыми уплотнениями и заполнены консистентной смазкой. При необходимости используются со стопорными кольцами. Могут исполнятся без сепараторов или с сепараторами.
Радиальные шарикоподшипники с уплотнениями не требуют специального ухода и упрощают конструкцию подшипниковых узлов.
Подшипники способны воспринимать радиальные и осевые нагрузки, действующие в обоих направлениях вдоль оси вала, обычно не превышающие 70% неиспользованной допустимой радиальной нагрузки.
Подшипники магнето, рисунок РП-2
Рисунок РП-2. Шарикоподшипник магнето.
Наружное кольцо подшипника этого типа имеет буртик с одной стороны. Он легко разбирается. Это упрощает монтаж. Обычно подшипники такого типа устанавливаются парами. Подшипники магнето выпускаются с внутренним диаметром от 4 до 20 мм и используются в небольших редукторах, гироскопах, электроинструментах и т.п. В подшипниках магнето обычно применяют штампованные латунные сепараторы. Возможно применение сепараторов, полученных механической обработкой.
Шариковый радиальный сферический подшипник
Рисунок РП-3. Шариковый радиальный сферический шарикоподшипник.
Тип по ГОСТ 3189-89 – 1. Шариковые радиальные сферические шарикоподшипники (рисунок РП-3) являются самоустанавливающимися.
На внутреннем кольце имеется две дорожки качения, на наружном кольце- одна сферическая. Центр кривизны этой дорожки лежит на оси подшипника. За счёт этого ось вала вместе с внутренним кольцом, шариками и сепаратором может отклоняться на несколько градусов от оси наружного кольца.
Тем самым корректируется незначительная несоосность вала и корпуса, обусловленная погрешностями обработки или монтажа.
Обычно отклонение, которое допускает самоустанавливающийся подшипник, может составлять от 4 до 7 градусов. Однако отклонение может быть ограничено не самим подшипником, а другими конструктивными элементами подшипникового узла или механизма. Поэтому при расчётах допустимой несоосности и выборе вида подшипника надо принимать во внимание все влияющие на предельную несоосность параметры.
Этот тип подшипников часто имеет коническое отверстие для монтажа с использованием закрепительной втулки.
Подшипники роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами
Тип по ГОСТ 3189-89 – 2. Выпускаются однорядные радиальные роликовые подшипники, рисунок РП-4, двухрядные – рисунок РП-5, и многорядные. Подшипники выполняются с сепараторами и без сепараторов. Количество исполнений таких подшипников очень велико.
Рисунок РП-4. Радиальный однорядный роликовый подшипник с сепаратором.
Рисунок РП-5. Двухрядный радиальный роликовый подшипник с сепараторами.
В подшипниках этого типа используются ролики цилиндрической формы. Между дорожкой качения с плоским дном и цилиндрическим телом качения имеется линейный контакт. За счет большей площади пятна контакта радиальная грузоподъёмность таких подшипников больше при сравнимых с шарикоподшипниками размерах.
В то же время они могут работать на высоких скоростях, хотя, естественно, потери на трение в таких подшипниках выше.
Роликоподшипники с сепаратором воспринимают большие радиальные нагрузки, работоспособны при высоких частотах вращения и при высоких ускорениях. В бессепараторных подшипниках за счёт отсутствия зазоров между телами качения количество роликов максимально относительно геометрии колец, поэтому такие подшипники воспринимают очень тяжёлые радиальные нагрузки при средних частотах вращения вала.
Цилиндрические роликоподшипники некоторых исполнений не имеют фланцев на наружном и внутреннем кольцах и допускают за счёт этого осевые смещения колец относительно друг друга. Они могут использоваться в качестве подшипников для «свободной опоры».
Подшипники, в которых одно кольцо – двухбортовое, а другое – однобортовое, воспринимают осевые нагрузки в одном направлении.
Двухрядные и многорядные подшипники имеют высокую жесткость и применяются для изготовления высокоточных подшипниковых узлов.
Сепараторы для таких подшипников изготавливаются из стали и латуни, в некоторых моделях используются сепараторы из полиамида.
Подшипники роликовые радиальные сферические
Тип по ГОСТ 3189-89 – 3. Роликовые радиальные сферические подшипники, рисунок РП-6 – это самоустанавливающиеся подшипники.
Рисунок РП-6. Двухрядный радиальный сферический подшипник.
В подшипниках этого типа тела качения располагаются между внутренним кольцом, на котором две дорожки качения, и наружным кольцом, на котором проложена одна сферическая дорожка. Тела качения – ролики имеют бочкообразную форму.
Центр кривизны сферической дорожки лежит на оси подшипника. За счёт этого ось вала вместе с внутренним кольцом, роликами и сепаратором может отклоняться на несколько градусов от оси наружного кольца.
Так корректируется незначительная несоосность вала и корпуса, обусловленная погрешностями обработки или монтажа.
Обычно отклонение, которое допускает самоустанавливающийся подшипник, может составлять от 4 до 7 градусов. Однако отклонение может быть ограничено не самим подшипником, а другими конструктивными элементами подшипникового узла или механизма. Поэтому при расчётах допустимой несоосности и выборе вида подшипника надо принимать во внимание все влияющие на предельную несоосность параметры.
Радиальные сферические подшипники способны воспринимать радиальные и осевые нагрузки в обоих направлениях, имеют высокие показатели радиальной грузоподъемности и могут применяться при значительных ударных нагрузках на ось механизма.
Некоторые подшипники имеют конические отверстия и могут монтироваться непосредственно на конические и цилиндрические цапфы с использованием закрепительных втулок.
Сепараторы для таких подшипников изготавливаются из стали и латуни, в некоторых моделях используются сепараторы из полиамида.
Подшипники роликовые игольчатые или с длинными цилиндрическими роликами
Тип по ГОСТ 3189-89 – 4. Роликовые игольчатые или с длинными цилиндрическими роликами (далее и те, и другие будем для краткости называть игольчатыми роликоподшипниками) показаны на рисунках РП-7 и РП-8.
Рисунок РП-7. Игольчатый роликоподшипник.
Рисунок РП-8. Сепаратор с роликами для игольчатого подшипника.
В игольчатых роликоподшипниках в качестве тел качения используются тонких ролики (иголки). Отношение их длины к диаметру – от 3 до 10. Торцы иголок обычно имеют сферическую форму, но могут обрабатываться и под фаску. В силу того, что наружный диаметр игольчатого подшипника ненамного больше диаметра вписанной окружности, игольчатые роликоподшипники имеют более высокую радиальную грузоподъемность по сравнению с роликовыми подшипниками других типов.
Игольчатые подшипники находят применение в авиационных двигателях, в тяжелых прокатных станах и в других машинах, валы которых испытывают очень большие и постоянно изменяющиеся нагрузки.
Игольчатый подшипник сочетает достоинства подшипника скольжения, см. раздел
Подшипники скольжения, и подшипника качения.
Разнообразие игольчатых подшипников велико. Среди выпускаемых видов игольчатых подшипников многие не имеют внутреннего кольца.
Различают игольчатые подшипники со штампованным наружным кольцом и подшипники «сплошного» типа, с вытачиваемым наружным кольцом. Отдельно производятся сепараторно-роликовые узлы без колец. Они предназначаются для установки в кольца, выполненные заодно с подшипниковыми узлами механизма.
Для большинства игольчатых подшипников используются штампованные стальные сепараторы. Применяются и бессепараторные игольчатые подшипники.
Подшипники радиальные роликовые с витыми роликами
Тип по ГОСТ 3189-89 – 5. Подшипники с витыми роликами (рисунок РП-9) – разновидность роликовых подшипников.
Рисунок РП-9. Подшипник с витыми роликами.
На роликах подшипников этого типа имеются спиральные канавки, которые улучшают смазывание поверхности роликов. Эти канавки, совместно с защитными шайбами, уменьшают чувствительность подшипника к загрязнениям, делают ролики более упругими и поэтому улучшают устойчивость подшипника к ударным нагрузкам. Используются в низкоскоростном оборудовании, например, в подшипниковых узлах рольгангов прокатных станов, в сельскохозяйственных машинах, в трансмиссиях металлургического оборудования.
О классификации радиальных 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 радиальных однорядных со стопорной канавкой.
Таблица 2. Соответствия наименований шарикоподшипников.
РФ, ГОСТ 3189-89
SKF, Швеция
FAG, Германия
Виды и назначение радиальных подшипников
Радиальный подшипник — механизм, находящийся в узле опоры вала и воспринимающий исключительно перпендикулярную осевую нагрузку. Существует много видов этого устройства. Некоторые модели способны воспринимать только радиальную нагрузку, а другие являются универсальными, например, упорный роликоподшипник. Все механизмы можно разделить на 2 большие группы: подшипники качения и радиальные подшипники скольжения.
Конструкция радиальных подшипников
Радиальный подшипник — опора для вала, в которой трение реализовано путем скольжения сопряженных поверхностей. Конструкция механизма включает следующие элементы:

Виды радиальных подшипников, часто применяемых в промышленности
У производителей эти механизмы отличаются по типоразмерам и сериям. В промышленности применяют классификацию подшипников по особенностям конструкции. Они бывают:
Шариковый однорядный радиальный подшипник
Считаются самыми простыми и самыми распространенными устройствами. Размер воспринимаемой аксиальной нагрузки равен 50% от величины статической нагрузки, указанной в паспорте механизма. Модели бывают открытыми, закрытыми, односторонне закрытыми. На внешнем кольце часто имеется проточка под стопор.
Сепараторы однорядных шарикоподшипников штампованные, выполнены из стали, центрированы по телам качения. Также можно встретить модели с крупными сепараторами из латуни и полиамида. Их центрируют по бортам наружных колец. Модели могут иметь стандартный внутренний зазор, уменьшенный или увеличенный. Шарикоподшипники разобрать нельзя.
Шариковый двухрядный радиальный подшипник качения
В основном этот тип радиального подшипника воспринимает нагрузку, идущую перпендикулярно валу. Этому способствует два ряда сферических тел качения. Механизмы отличаются габаритами и большой массой, имеют нулевой класс точности. Они воспринимают небольшие аксиальные усилия. Преимущества двухрядных шарикоподшипников:
Механизмы этого вида предназначены для работы в устройствах, подвергающихся большим нагрузкам. Их можно устанавливать в оборудование с высокой частотой вращения. Сепараторы двухрядных моделей изготавливают из латуни, полиамида, штампованной стали. Их производят с открытыми и закрытыми уплотнениями.
Роликовый радиальный подшипник качения
Главный плюс роликов в сравнении с шарикоподшипниками заключается в увеличении порога воспринимаемых нагрузок. При этом все остальные характеристики практически не изменяются. Осевые нагрузки роликоподшипники не воспринимают. При значительной несоосности валов их устанавливать тоже не рекомендуется. С малыми аксиальными нагрузками роликоподшипники с бортами справятся. Характеристики радиальных подшипников роликового типа в зависимости от серии:
Радиальные двухрядные роликоподшипники
Этот тип радиального подшипника способен воспринимать нагрузки, направляемые вдоль и параллельно валу. Максимальная осевая нагрузка равна 25% от неиспользуемой перпендикулярной валу. Механизм можно использовать при значительных перекосах валов. От других моделей двухрядные роликоподшипники отличаются возможностью использования их при несоосности внутреннего и наружного колец до 2°.

Радиально-упорные подшипники
Этот конструктивный узел предназначен для того, чтобы принимать на себя нагрузку по оси и перпендикулярно валу. Величина максимального аксиального усилия определяется углом соприкосновения тел качения с дорожками. Самыми распространенными считаются упорные роликоподшипники и шарикоподшипники одно- и двухрядного типов. Реже для оборудования применяют четырехрядные механизмы. Конструктивные особенности узла:
Упорные шарикоподшипники
Используются для восприятия односторонних осевых и перпендикулярных усилий. Их осевая грузоподъемность возрастает с увеличением контактного угла. Он образуется между линиями, соединяющими точки взаимодействия шарика с дорожками качения. По ним комбинированные усилия передаются с одной дорожки на другую. При изготовлении сепараторов для упорных шарикоподшипников часто используют стеклонаполненный полиамид. На внутреннем или наружном кольце обязательно присутствует скос со стороны шариков.
Упорные роликоподшипники
В качестве тел качения в этих механизмах применяются конические ролики, за счет размещениях которых под определенным углом изделие сможет воспринимать серьезные комбинированные усилия. Единственный минус конических роликов — мало количество допустимых оборотов. Степень восприятия аксиальной нагрузки зависит от угла конусности. Чем он больше, тем больше изделие воспринимает осевые усилия.
Очень важно при установке соблюдать соосность. Перекосов для нормальной работы роликоподшипников быть не должно. В промышленности часто используют следующие типы изделий:
При выборе изделия обращайте внимание на диаметр, количество часов эксплуатации в определенных условиях, число оборотов и воспринимаемых усилий. В сложных условиях лучше использовать продукцию брендов FAG, INA, они зарекомендовали себя как производители надежных подшипниковых изделий.






















