Довідкова інформація

Радіальні кулькові підшипники широко використовуються в різних галузях промисловості. Довгий термін служби, простота конструкції, здатність роботи на високих швидкостях зумовлюють їхню затребуваність і поширеність. Кулькові підшипники добре витримують радіальні та двосторонні осьові навантаження, практично не потребують обслуговування протягом усього терміну служби.
 
Стандартно сепаратори для кулькових радіальних підшипників виготовляють із сталі методом штампування. Якщо до підшипників пред’являються підвищені вимоги, то сепаратори виготовляються великих розмірів із спеціальних матеріалів з підвищеними антифрикційними властивостями, таких як латунь, текстоліт, бронза, алюмінієві сплави. Зустрічаються також сепаратори виготовлені зі склонаповненого поліаміду. Такі підвищені вимоги обумовлені більшими розмірами підшипника або дуже високою швидкістю.
 
Дотримання співвісності валу та отвору впливає на тривалість терміну служби підшипника. Дотримання цієї нескладної умови експлуатації гарантує тривалий термін служби радіальних кулькових підшипників.
 
Роликові підшипники багато в чому поступаються кульковим. Кулькові підшипники витримують великі частоти обертання за рахунок малого опору коченню. Форма тіл кочення – куля, цим і обумовлений найменший опір кочення кулькових підшипників та їх переваги перед іншими типами.

Підшипники радіальні сферичні кулькові призначені для сприйняття радіальних і незначних осьових навантажень . Не рекомендується для сприйняття значних осьових навантажень, тому що в цьому випадку навантажується один ряд кульок і, отже, знижується вантажопідйомність. Під час коливального руху ці підшипники працюють краще, ніж радіальні однорядні шарикопідшипники.

Підшипники фіксують положення валу в осьовому напрямку обидві сторони. Конструктивно вони складаються з двох рядів кульок, внутрішнього кільця з двома доріжками кочення та зовнішнього з однією сферичною доріжкою кочення, що дозволяє внутрішньому кільцю з комплектом кульок повертатися навколо центру підшипника, тобто. самовстановлюватися. Ця здатність дозволяє застосовувати їх при значній неспіввісності посадкових місць та великих прогинах валів.

Підшипники можуть мати циліндричний або конічний отвір внутрішнього кільця. Підшипники з конічними отворами, скомплектовані із закріплювальними втулками, забезпечують можливість їх монтажу на гладкі вали без рюкзаків.

Сепаратори сферичних шарикопідшипників, як правило, сталеві штамповані. У підшипниках великих розмірів та підвищених класів точності застосовують масивні, переважно латунні сепаратори.

Роликові підшипники однорядні з короткими роликами у вигляді циліндрів створені для прийняття на себе сильних навантажень. Ці підшипники дуже чутливі до перекосів при встановленні і до деформацій валів, на які вони встановлені. Напрямок навантажень, які діють на підшипник – радіальний. По максимальній швидкості обертання роликові підшипники майже поступаються кульковим радіальним однорядним підшипникам. Роликопідшипники цього виду можуть відрізнятися між собою за конструкцією у разі, якщо розміщуються додаткові борти на зовнішньому та внутрішньому кільцях. Роликові підшипники можуть випускатися навіть без внутрішніх чи зовнішніх кілець.

Мають велику перевагу у вантажопідйомності порівняно з рівногабаритними радіальними кульковими підшипниками та більшою жорсткістю через малу пружну деформацію. Через відносно невелику силу тертя роликові підшипники можуть витримувати високу швидкість обертання, хоча і трохи поступаються за цим показником кульковим. Підшипники, у яких є борти на внутрішньому та зовнішньому кільцях, можуть витримувати менше осьове навантаження.

Найбільша величина навантаження, яку може витримувати підшипник, залежить не від властивостей матеріалу, а переважно від форми поверхонь ковзання торця ролика та борту і, найголовніше, від матеріалу змащення. Сеператор центрується по тілах кочення. Радіальні роликові підшипники з короткими роликами циліндричної форми вимагають дуже точної відповідності осей посадкових місць. За відсутності співвісності виникає тиск кромки роликів на доріжки, якими здійснюється кочення, це дуже знижує термін експлуатації роликових підшипників. Для мінімізації напруги на кромках підшипники виробляють з роликами і кільцями, які мають не звичайний, а модифікований контакт. Роликові підшипники з короткими роликами у формі циліндрів переважно монтують на короткі вали з двома опорами.

Сферичні підшипники призначені для сприйняття важкого радіального навантаження, але можуть одночасно сприймати і осьове навантаження, що діє в обох напрямках і не перевищує 25% величини невикористаного допустимого радіального навантаження.

Вони здатні компенсувати значну неспіввісність, що утворилася в результаті прогину валу під дією навантаження, а також внаслідок технічних похибок при обробці посадкових поверхонь або складання вузла. Працездатність підшипників зберігається при перекосах осі внутрішнього кільця щодо осі зовнішнього кільця до двох градусів. Фіксують вал в осьовому напрямку в обидві сторони в межах осьових зазорів.

Підшипники виготовляються з асиметричними та симетричними роликами, з циліндричним та конічним отвором внутрішнього кільця, із закріплювальними та стяжними втулками. Застосовуються в опорах вузлів та механізмів, де діють великі радіальні навантаження та неминуча неспіввісність посадкових місць. Це потужні насоси, вентилятори, редуктори, лісопильні рами, гребні вали, прокатні стани.

Останнім часом для роботи в дуже важких умовах набувають поширення роликові сферичні радіальні підшипники з вбудованими з обох сторін контактними ущільненнями, причому зазвичай ущільнення дещо виступає за габарити бічної поверхні підшипника, що вимагає додаткового місця в підшипниковому вузлі.

Роликові сферичні радіальні підшипники мають сепаратори штамповані зі сталі, литі зі склонаповненого поліаміду або механічно оброблені з латуні.

Підшипники роликові радіальні голчасті призначені для сприйняття лише радіального навантаження та не обмежують осьове переміщення валу. Мають високу вантажопідйомність при значно менших габаритах у радіальному напрямку порівняно з підшипниками інших конструктивних груп при однакових з ними діаметрах отвору. Як правило, на зовнішніх кільцях підшипників передбачена кільцева канавка та отвори для подачі мастила до тіл кочення. Торці голкороликів частіше виконують сферичними. Така їх форма є найкращою при можливих перекосах самого голчастого ролика. У ряді випадків їх торці виконуються плоскими або конічної форми (для деяких типів карданних підшипників).

Сепаратор голчастих підшипників виготовляється з кольорових металів або склонаповненого поліаміду, а також штампованим зі сталевого листа. Для збереження високої вантажопідйомності та уникнення перекосів голкороликів підшипник може мати два ряди роликів. Безсепараторні голчасті підшипники відрізняються підвищеною вантажопідйомністю, можуть сприймати навантаження, удари та вібрації. Вони поступаються швидкохідністю підшипникам з сепаратором, але надійно експлуатуються в умовах гойдання.

Монтаж внутрішнього та зовнішнього кілець із комплектом голчастих роликів часто виконується окремо. Перекіс внутрішнього кільця щодо зовнішнього не повинен перевищувати однієї кутової хвилини, так як це призводить до кромки навантаження голчастих роликів. Зазор у голчастих роликопідшипниках без внутрішніх кілець та голчастих роликопідшипниках без кілець встановлюється за допомогою відповідного вибору допусків валу (корпусу), які забезпечують рекомендований зазор.

Роликові радіальні підшипники з крученими роликами призначені для сприйняття тільки радіальних навантажень. Відмінною особливістю конструкції підшипників є застосування як тіл кочення спеціальних гнучких кручених роликів, що дозволяє підшипникам сприймати значні ударні навантаження.

Підшипники з крученими роликами виготовляються з кільцями з підшипникової сталі, зі штампованим зовнішнім кільцем або без кілець. Переважне застосування підшипники отримали в тихохідних вузлах, що не потребують точності обертання, наприклад, у роликах рольгангів та трансмісійних валах металургійного обладнання, у різних вузлах тракторів та комбайнів.

Підшипники з крученими роликами сприймають тільки радіальні навантаження, не фіксуючи вал в осьовому напрямку, можуть сприймати ударні навантаження і малочутливі до забруднення. У порівнянні з підшипниками з суцільними циліндричними роликами, підшипники з крученими роликами мають приблизно вдвічі меншу вантажопідйомність, можуть працювати тільки на невеликих швидкостях і менш чутливі до забруднення.

Радіально-упорні кулькові підшипники поєднують у собі властивості радіальних та упорних підшипників кочення. Радіально-упорні підшипники сприймають як осьові навантаження, і радіальні. Здатність сприймати осьове навантаження визначається, переважно, величиною кута контакту. Чим вище кут контакту, тим більше стає осьова вантажопідйомність радіально-упорного підшипника, але водночас знижується радіальна.

Переважно застосовуються при середніх та високих числах оборотів. Радіально-упорні шарикопідшипники сприймають лише односторонні осьові навантаження, вимагають встановлення ще одного підшипника, що фіксує вал у зворотньому напрямку. Сепаратори в радіально-упорних роликопідшипниках виготовляються із кольорових металів, текстоліту, пластмас та штамповані –  із сталевої стрічки.

При застосуванні сепараторів, виготовлених із текстоліту чи склонаповненого поліаміду, необхідно враховувати температурні межі цих матеріалів. При цьому потрібно уважно ставитись до присадок, що додаються в олію, які можуть скоротити термін служби поліамідного сепаратора під час тривалої роботи підшипника при високих температурах.

Радіально-упорні підшипники з конічними роликами призначені для сприйняття комбінованих радіальних і осьових навантажень, що одночасно діють. Здатність підшипника до сприйняття осьового навантаження переважно визначається кутом конусності доріжки кочення зовнішнього кільця, званим кутом контакту. Зі збільшенням кута контакту осьова вантажопідйомність підшипника зростає при зменшенні радіальної вантажопідйомності і допустимої швидкості обертання.

При експлуатації радіально-упорних підшипників з конічними роликами навіть незначний перекіс валу щодо корпусу неприпустимий. Радіально-упорні підшипники з конічними роликами виконуються із сталевими штампованими сепараторами, великогабаритні — з масивними сепараторами зі сталі або латуні, а для спеціальних застосувань можливе виготовлення із сепараторами із склонаповненого поліаміду.

Роз’ємна конструкція однорядного радіально-упорного підшипника з конічними роликами значно спрощує його встановлення (монтаж/демонтаж), а також подальше обслуговування.

Конструкція кулькових упорних підшипників така, що вони призначені виключно для експлуатації при значних осьових навантаженнях, будь-яке радіальне навантаження для них неприпустиме. Одинарні кулькові упорні підшипники сприймають тільки односторонні осьові навантаження, а подвійні можуть сприймати осьове навантаження в обох напрямках.

Кулькові упорні підшипники виконуються зі сталевими штампованими сепараторами, масивними сепараторами з латуні, сталі, алюмінієвих сплавів або зі склонаповненого поліаміду. У разі необхідності забезпечення вкрай високої осьової вантажопідйомності, можуть виконуватися без сепаратора з максимальною кількістю кульок.

Кулькові упорні підшипники з плоскими вільними кільцями не допускають будь-якого навіть незначного кутового перекосу між валом і корпусом. Якщо необхідно забезпечити роботу вузла з початковим кутовим перекосом, слід використовувати підшипники зі сферичними вільними та підкладними кільцями. Зазвичай кулькові підшипники виконуються роз’ємними, що полегшує їх монтаж, але для спеціальних застосувань вони можуть мати штампований захисний кожух, який робить всю конструкцію нероз’ємною.

Підшипники кулькові упорні допускають значно меншу частоту обертання в порівнянні з іншими типами кулькових підшипників, так як доріжки кочення можуть сприймати лише обмежені відцентрові навантаження, що виникають при русі кульок.

Упорні роликові підшипники відрізняються сприйнятливістю до великих осьових навантажень (набагато більшим, ніж будь-які інші типи підшипників). Підвищена вантажопідйомність завзятого роликового підшипника пояснюється більшою зоною (площею) контакту між тілами кочення (роликами) та доріжками кочення, що, у свою чергу, забезпечує меншу контактну напругу та більш високу осьову вантажопідйомність.

Одинарний упорний роликовий підшипник виготовляється з масивним сепаратором, виконаним зі склонаповненого поліаміду або різних антифрикційних металів, таких як бронза, латунь та ін. Іноді в сепараторі можна спостерігати не один ряд роликів, а два, причому один ролик може бути довшим, а інший – коротше . Робиться це для того, щоб уникнути прослизання ролика при обертанні підшипника. Необхідність у збільшенні довжини ролика виникає, як правило, для збільшення його осьової вантажопідйомності (за рахунок збільшення зони контакту та зменшення контактної напруги).

Різниця лінійних швидкостей на (кінцях роликів) є однією з причин «тихохідності» упорних роликових підшипників. Тому там, де передбачаються високі швидкості обертання, краще від упорних роликопідшипників відмовитись, адже основне їх призначення – це сприйняття великих осьових навантажень (у тому числі ударних), але на невеликих швидкостях.