Подшипник кручения. Виды и назначение радиальных подшипников. Определение параметров по маркировке

Подшипники качения — это два кольца, имеющие разнообразную форму и осуществляющие функцию качения тел. В конструкции подшипник качения имеет сепаратор, разделяющий между собой тела, при этом направляющий их движение и выполняющий контроль наличия одинакового между кольцами расстояния. Имеются на кольцах особые желоба, которые являются дорожками качения, по которым в процессе функционирования происходит перемещение тела качения.

Преимущества и назначение

Имеющиеся у подшипника качения особенности конструкции, дают возможность достигать хорошего трения качения, обеспечивая тем самым уменьшение потерь энергии, расходуемой на само трение, а так же способствует сокращению износа. Существует два типа подшипников качения:

  1. Открытые.
  2. Закрытые с крышкой защитной, не нуждающиеся в замене смазки.

Основное назначение таких деталей — это фиксация положения в плоскостях пространства, с созданием качения минимально возможного сопротивления, принимая и передавая на элементы конструкции нагрузки от подвижных узлов.

Существует несколько различных видов соединений с подшипниками данного типа. Достигается оно за счет того, что являются они опорой для элементов находящихся в движении, определяя расположение их в строении всего механизма и принимая значительные нагрузки. Как раз за счет этого гарантированно обеспечиваются преимущества данных деталей:

  • уменьшение коэффициента трения;
  • центрирование максимально точно вала;
  • небольшие осевые габариты.

Область использования

Все упомянутые выше достоинства и особенности конструкции обуславливают обширнейшую сферу использования этих подшипников. Так, к примеру, использоваться они могут в узлах конструкций авиационных для:

  • роторов двигателей;
  • несущих и рулевых винтов вертолёта;
  • воздушных винтов самолёта.

Подшипники качения справляются великолепно с радиальными и осевыми нагрузками, в том случае если не превышает скорость вращения средних показателей, что в свою очередь дает возможность использовать их для колёс шасси самолёта. Некоторые модели так же выполнять могут опорную функцию для валов со значительной длиной, при этом они непременно будут перекошены.

Подшипники, которые непригодны для работы со средними и повышенными скоростями вращения вала, использоваться могут в рычагах поршневых клапанов двигателя. Некоторые модели даже приспособлены для использования их со значительными нагрузками оси на малых скоростях. Это дает возможность применять такие подшипники в винтовых втулках, где при изменении шага винта с их помощью осуществляется поворот лопасти.

Статья написана исключительно для ознакомления интернет-пользователей с основными разновидностями подшипников. Будет полезна студентам ВТУЗов и, возможно, молодым специалистам.

Мы не несем ответственности за непосредственный, опосредственный или непреднамеренный ущерб, нанесенный в результате использования информации представленной в данной статье.

Постоянный адрес статьи:

При любом использовании данного материала ссылка на него обязательна!

Вы также можете принять участие в написание статьи, оставив свои дополнения , замечания и комментарии на электронном адресе: Указание имени автора того или иного изменения гарантируется!

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

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

Основные разновидности подшипников

Подшипники - это технические устройства , являющиеся частью опор вращающихся осей и валов. Они воспринимают радиальные и осевые нагрузки, приложенные к валу или оси, и передают их на раму, корпус или иные части конструкции. При этом они должны также удерживать вал в пространстве, обеспечивать вращение, качание или линейное перемещение с минимальными энергопотерями. От качества подшипников в значительной мере зависит коэффициент полезного действия, работоспособность и долговечность машины.

В настоящее время широко находят применение подшипники:

    контактные (имеющие трущиеся поверхности) - подшипники качени я и скольжения ;

    бесконтактные (не имеющие трущихся поверхностей) - магнитные подшипники .

По виду трения различают:

    подшипники скольжения , в которых опорная поверхность оси или вала скользит по рабочей поверхности подшипника;

    подшипники качения , в которых используется трение качения благодаря установке шариков или роликов между подвижным и неподвижным кольцами подшипника.

Подшипники скольжения

Принципиальная схема опоры с подшипником скольжения

Подшипник скольжения представляет собой корпус, имеющий цилиндрическое отверстие, в которое вставляется вкладыш или втулка из антифрикционного материала (часто используются цветные металлы), и смазывающее устройство. Между валом и отверстием втулки подшипника имеется зазор, который позволяет свободно вращаться валу. Для успешной работы подшипника зазор предварительно рассчитывается.

В зависимости от конструкции, окружной скорости цапфы, условий эксплуатации трение скольжения бывает:

    жидкостным, когда поверхности вала и подшипника разделены слоем жидкого смазочного материала , непосредственного контакта между этими поверхностями либо нет, либо он происходит на отдельных участках;

    граничным – поверхности вала и подшипника соприкасаются полностью или на участках большой протяженности, причем смазочный материал в виде тонкой пленки ;

    сухим – непосредственный контакт поверхностей вала и подшипника по всей длине или на участках большой протяженности , жидкостной или газообразный смазочный материал отсутствует;

    газовое – поверхности вала и подшипника разделены слоем газа , трение минимально.

Виды смазки подшипников скольжения

Основные виды смазки

Смазочные материалы и материалы для создания смазочных покрытий. Варианты смазки

В наноструктурном состоянии: С, BN , MoS 2 и WS 2 ;

В виде нанокомпозиционных покрытий: WC / C , MoS 2 / C , WS 2 / C , TiC / C и наноалмаза;

В виде алмазных и алмазоподобных углеродистых покрытий: пленок из алмаза, гидрогенизированного углерода (a - C : H ), аморфного углерода (a -С), нитрида углерода (C 3 N 4 ) и нитрида бора (BN );

В виде твердых и сверхтвердых покрытий из VC , B 4 C , Al 2 O 3 , SiC , Si 3 O 4 , TiC , TiN , TiCN , AIN и BN ,

В виде чешуйчатых пленок из MoS 2 и графита;

В виде неметаллических пленок из диоксида титана, фтористого кальция, стекла, оксида свинца, оксида цинка и оксида олово,

В виде пленки из мягких металлов: свинца, золото, серебра, индия, меди и цинка,

В виде самосмазывающихся композитов из нанотрубок, полимеров, углерода, графита и металлокерамики,

В виде чешуйчатых пленок из углеродных составов: фторированного графита и фторид графита;

Углерод;

Полимеры: PTFE, нейлон и полиэтилен,

Жиры, мыло, воск (стеариновая кислота),

Керамика и металлокерамика.

Жидкостная

Гидродинамическая смазка: толстослойная и эластогидродинамическая;
- гидростатическая смазка;
- смазка под высоким давлением.

Тонкопленочная

Смешанная смазка (полужидкостная);

Граничная смазка.

Газодинамическая смазка

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

г )

а - внешний вид,

б - типичный шарнирный подшипник с поверхностью скольжения типа " металл-металл",

в - типичный шарнирный подшипник с самосмазывающейся поверхностью,

г - благодаря возможности самоустановки и восприятия больших нагрузок шарнирные подшипники находят применение в узлах тяжелой техники (например, в гидроцилиндре экскаватора)

Шарнирные подшипники скольжения - одни из немногих типов подшипников скольжения, которые стандартизированы и выпускаются промышленностью серийно

Подшипники скольжения имеют следующие преимущества:

    допускают высокую скорость вращения;

    позволяют работать в воде, при вибрационных и ударных нагрузках;

    экономичны при больших диаметрах валов;

    возможность установки на валах, где подшипник должен быть разъемным (для коленчатых валов);

    допускают регулирование различного зазора и, следовательно, точную установку геометрической оси вала.

а - двигатель шпинделя HDD c подшипником качения,

б - двигатель шпинделя HDD c гидродинамическим подшипником скольжения,

в - расположение гидродинамического подшипника скольжения в HDD (Hard Disk Drive)

Использование гидродинамических подшипников скольжения вместо подшипников качения в компьютерных HDD (Hard Disk Drive ) дает возможность регулировать скорость вращения шпинделейв широком диапазоне (до 20 000 об/мин), уменьшить шум и влияние вибраций на работу устройств, тем самым позволив увеличить скорость передачи данных, обеспечить сохранность записанной информации и срок службы устройства в целом (до 10 лет), а также - создать более компактные HDD ( 0,8-дюймовые )

Сравнение типов подшипников используемых в шпинделях HDD (Hard Disk Drive)

Требования к HDD

Требования к подшипнику

Подшипник качения

Гидродинамический подшипник

Типичное применение

из твердого металла

из пористого материала*

Большой объем хранения данных

Однократные биения

Персональный компьютер, сервер

Высокие скорости вращения

Низкий уровень шума

Низкий уровень шума

Пользовательский компьютер (нетбуки, SOHO)

Низкое потребление тока

Низкий крутящий момент

Устойчивость к ударам

Устойчивость к ударам

Мобильные компьютеры (ноутбуки)

Безотказность

Устойчивость к заклиниванию

Все компьютеры

Жесткость

Жесткость

Примечание:

* - данные приведены для NTN BEARPHITE;

** - обозначения: ++ - очень хорошо, + - хорошо, о - посредственно.

Недостатки подшипников скольжения:

    высокие потери на трение и, следовательно, пониженный коэффициент полезного действия (0,95... 0,98);

    необходимость в непрерывном смазывании;

    неравномерный износ подшипника и цапфы;

    применение для изготовления подшипников дорогостоящих материалов;

    относительно высокая трудоемкость изготовления.

Подшипники качения


Принципиальная схема опоры с подшипником качения

Подшипники качения работают преимущественно при трении качения и состоят из двух колец, тел качения , сепаратора, отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба – дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения.


а)


б)


в)

г) д)

а - с шариковыми телами качения, б - с короткими цилиндрическими роликами, в - с длинными цилиндрическими или игольчатыми роликами, г - с коническими роликами ,

д - с бочкообразными роликами

Примечание: приведены только некоторые виды тел качения

В подшипниках качения применяются тела качения различных форм

В некоторых узлах машин в целях уменьшения габаритов, а также повышения точности и жесткости , применяются так называемые совмещенные опоры: дорожки качения выполняются непосредственно на валу или на поверхности корпусной детали. Некоторые подшипники качения изготовляют без сепаратора. Такие подшипники имеют большое число тел качения и, следовательно, большую грузоподъемность. Однако предельные частоты вращения бессепараторных подшипников значительно ниже вследствие повышенных моментов сопротивления вращению.

Для сокращения радиальных размеров и массы используются “безобоемные” подшипники

Сравнение подшипников качения по эксплуатационным характеристикам

Тип подшипника

Высокая частота вращения

Восприятие перекоса

радиальная

осевая

комбинированная

Шариковый радиальный

Шариковый радиальный двухрядный сферический

Радиально-упорный однорядный шариковый

Радиально-упорные шариковые двухрядный и однорядный сдвоенный ("спина к спине")

Шариковый с четырехточечным контактом

С коротким цилиндрическими роликами без бортов на одном из колец

С коротким цилиндрическими роликами с бортами на противоположных сторонах наружного и внутреннего колец

Радиальный игольчатый

Сферический роликовый

Конический роликовый

Упорный шариковый

Упорный с коническими роликами

Упорно-радиальный роликовый сферический

Примечание:

* - обозначения: +++ - очень хорошо, ++ - хорошо, + - удовлетворительно, о - плохо, х - непригодно.

По сравнению с подшипниками скольжения имеют следующие преимущества:

    значительно меньше потери на трение, а, следовательно, более высокий КПД (до 0,995) и меньший нагрев;

    в 10...20 раз меньше момент трения при пуске;

    экономия дефицитных цветных материалов, которые чаще всего используются при изготовлении подшипников скольжения;

    меньшие габаритные размеры в осевом направлении;

    простота обслуживания и замены;

    меньше расход смазочного материала;

    невысокая стоимость вследствие массового производства стандартных подшипников;

    простота ремонта машины вследствие взаимозаменяемости подшипников.

e )

а - повреждение внутреннего кольца сферического роликового подшипника, вызванное чрезмерным натягом при посадке ;

б - фреттинг-коррозия внутреннего кольца радиального роликового цилиндрического подшипника, вызванное действием вибрации ;

в - повреждение внутреннего кольца радиального шарикового подшипника, вызванное действием чрезмерной осевой нагрузки ;

г - повреждение внутреннего кольца радиального роликового цилиндрического подшипника, вызванное действием чрезмерной радиальной нагрузки ;

д - следы ржавчины на поверхности ролика сферического роликового подшипника, вызванные попаданием воды внутрь подшипника ;

e - повреждение сепаратора роликового конического подшипника, вызываемое действием больших нагрузок и/или вибраций , и/или неправильным монтажом, и/ или смазыванием, и/или работойна высоких частотах вращения

Повреждения подшипников качения

Недостатками подшипников качения являются:

    ограниченная возможность применения при очень больших нагрузках и высоких скоростях;

    непригодность для работы при значительных ударных и вибрационных нагрузках из-за высоких контактных напряжений и плохой способности демпфировать колебания;

    значительные габаритные размеры в радиальном направлении и масса;

    шум во время работы, обусловленный погрешностями форм;

    сложность установки и монтажа подшипниковых узлов;

    повышенная чувствительность к неточности установки;

    высокая стоимость при мелкосерийном производстве уникальных по размерам подшипников.

Магнитные подшипники

Принцип работы магнитного подшипника (подвеса) основан на использовании левитации, создаваемой электрическими и магнитными полями. Магнитные подшипники позволяют без физического контакта осуществлять подвес вращающегося вала и его относительное вращение без трения и износа.

Детская игрушка Левитрон наглядно демонстрирует, на что способны электромагнитные поля

Электрические и магнитные подвесы, в зависимости от принципа действия, принято разбивать на девять типов:

    Электростатические;

    на постоянных магнитах;

    активные магнитные;

    LC- резонансные;

    индукционные;

    кондукционные;

    диамагнитные;

    Сверхпроводящие;

    Магнитогидродинамические.


Принципиальная схема типичной системы на основе активного магнитного подшипника (АМП)

Наибольшую популярность в настоящее время получили активные магнитные подшипники. Активный магнитный подшипник (АМП) - это управляемое мехатронное устройство, в котором стабилизация положения ротора осуществляется силами магнитного притяжения, действующими на ротор со стороны электромагнитов, ток в которых регулируется системой автоматического управления по сигналам датчиков перемещений ротора. Полный неконтактный подвес ротора может быть осуществлен с помощью либо двух радиальных и одного осевого АМП, либо двух конических АМП. Поэтому система магнитного подвеса ротора включает в себя как сами подшипники, встроенные в корпус машины, так и электронный блок управления, соединенный проводами с обмотками электромагнитов и датчиками. В системе управления может использоваться как аналоговая, так и более современная цифровая обработка сигналов.


Принципиальная схема управления типичной системы на основе активного магнитного подшипника

Основными преимуществами АМП являются:

    относительно высокая грузоподъемность;

    высокая механическая прочность;

    возможность осуществления устойчивой неконтактной подвески тела;

    возможность изменения жесткости и демпфирования в широких пределах;

    возможность использования при высоких скоростях вращения, в вакууме, высоких и низких температурах, стерильных технологиях...

а)

а - схема компрессора с подшипниками качения,

б - схема компрессора с магнитными подшипниками

Применение магнитных подшипников дает возможность сделать конструкцию более жесткой, что, например, позволяет уменьшить динамический прогиб вала при высоких частотах вращения

В настоящие время для АМП идет создание международного стандарта, для чего был создан специальный комитет ISO TC108/SC2/WG7.

АМП могут эффективно применяться в следующем оборудовании :

    Турбокомпрессоры и турбовентиляторы;

    Турбомолекулярные насосы;

    Электрошпиндели (фрезерные, сверлильные, шлифовальные);

    Турбодетандеры;

    газовые турбины и турбоэлектрические агрегаты;

    инерционные накопители энергии.

Шпиндели для вакуумных машин с активными магнитными подшипниками

Однако АМП требуют сложную и дорогостоящую аппаратуру управления, внешнего источника электроэнергии, что снижает эффективность и надежность всей системы. Поэтому идут активные работы по созданию пассивных магнитных подшипников (ПМП), которые не требуют сложных систем регулирования: например, на основе высокоэнергетических постоянных магнитов NdFeB (неодим-жедезо-бор).

Пассивный магнитный подшипник на основе высокоэнергетических постоянных магнитов

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

5) ISO Standardization for Active Magnetic Bearing Technology. Published 2005 ;

6) Kazuhisa Miyoshi. Solid Lubricants and Coatings for Extreme Environments: State-of-the-Art Survey. NASA, 2007 ;
7) Needle Roller Bearings. Cat.№ 2300-VII/E. NTN;
8) Needle Roller Bearing Series General Catalogue. IKO;

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

14) Torbjorn A. Lembke. Induction Bearings. A Homopolar Concept for High Speed Machines. Electrical Machines and Power Electronics. Department of Electrical Engineering. Royal Institute of Technology. Stockholm, Sweden, 2003 ;
15 ) Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. М.: Машиностроение, 2001;
16) Журавлев Ю. Н. Активные магнитные подшипники: Теория, расчет, применение. - СПб.: Политехника, 2003 ;
17 ) Орлов П.И. Основы конструирования/Справочно-методическое пособие в 2-х книгах. М.: Машиностроение, 1988;

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

ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ

П л а н л е к ц и и

1. Общие сведения.

2. Материалы, применяемые для изготовления подшипников качения.

3. Виды разрушений и критерии работоспособности подшипников качения.

4. Расчет подшипников качения на долговечность.

5. Статическая грузоподъемность подшипников качения.

1. Общие сведения

Подшипники качения – это опоры вращающихся или качающихся деталей, использующие элементы качения (шарики или ролики) и работающие на основе трения качения.

Основные детали подшипников качения. Подшипники качения со-

стоят из следующих деталей (рис. 13.1): 1 – наружного кольца с диаметром D ; 2 – внутреннего кольца с диаметром отверстия d и шириной B ; 3 – тел качения c диаметром D w (шариков или роликов), которые катятся по дорожкам качения колец; 4 – сепаратора, отделяющего и удерживающего тела качения в собранном состоянии.

Основное применение имеет змейковый сепаратор, в подшипниках с высокой точностью вращения применяют массивные сепараторы (цельные или клепаные).

Классификация подшипников качения группирует последние по сле-

дующим признакам: по форме тел качения, по направлению воспринимаемой нагрузки, по числу рядов тел качения, по самоустанавливаемости, по радиальным габаритным размерам, по ширине одного и того же диаметра, по степени точности.

По форме тел качения различают:

шариковые подшипники (рис. 13.2, а ). Они наиболее быстроходные; роликовые подшипники имеют большую грузоподъемность. В зависи-

мости от формы роликов бывают:

с цилиндрическими короткими роликами (рис. 13.2, б ); цилиндрическими длинными роликами (рис. 13.2, в ); игольчатыми роликами (рис. 13.2, г ); бочкообразными роликами (рис. 13.2, д ); коническими роликами (рис. 13.2, е );

комбинированными роликами (рис. 13.2, ж ), с небольшой выпуклостью поверхности (7–30 мкм на сторону); витыми или пустотелыми роликами (рис. 13.2, з ).

По направлению воспринимаемой нагрузки изготавливают:

радиальные подшипники , предназначенные для восприятия радиальных сил; некоторые типы могут воспринимать и осевые силы.

На рис. 13.3 приведены схемы шарикового (рис. 13.3, а ), роликового (рис. 13.3, б ) и игольчатого (рис. 13.3, в ) радиальных подшипников;

упорные подшипники (рис. 13.4), предназначенные для восприятия осевых сил;

радиально-упорные подшипники – шарикоподшипник (рис. 13.5, а ) и ро-

ликоподшипник (рис. 13.5, б ). Предназначены для восприятия комбинированной (с учетом угла наклона осей тел качения α) радиальной и осевой нагрузки. Подшипники регулируемых типов без осевой силы работать не могут; упорно-радиальные подшипники – для восприятия осевых и небольших

радиальных нагрузок.

По числу рядов тел качения выпускают:

однорядные подшипники (рис. 13.6); двухрядные подшипники (рис. 13.7); многорядные подшипники.

a б в г д е

По признаку самоустанавливаемости бывают:

несамоустанавливающиеся подшипники (рис. 13.8); самоустанавливающиеся подшипники (рис. 13.9). Например, сферичес-

кие самоустанавливаются при неточном угловом расположении осей вала и отверстия в корпусе.

По радиальным габаритным размерам производят подшипники качения:

сверхлегкие (две серии); особо легкие (две серии) (рис. 13.10, а);

легкие и легкие широкие (рис. 13.10, б, в); средние и средние широкие (рис. 13.10, г, д); тяжелые (рис. 13.10, е); особо тяжелые.

По ширине одного и того же диаметра подшипники бывают:

узкие; нормальные; широкие; особо широкие.

По степени точности ГОСТ 520–89 предусматривает пять классов точности (в порядке возрастания):

нормальной точности – 0; повышенной – 6; высокой – 5; прецизионной – 4; сверхпрецизионной – 2.

Подшипники качения могут выполняться с коническими посадочными отверстиями (угол конуса 1: 12).

Обозначение подшипников качения. Подшипники имеют условное обозначение, состоящее из цифр и букв (табл. 13.1).

Пятая или пятая и шестая справа цифры обозначают конструктивные разновидности подшипников: угол контакта шариков в радиально-упорных подшипниках; наличие защитных шайб, канавок под упорное кольцо и др.

Перед основными знаками условного обозначения через дефис могут ставиться: класс точности (нормальный класс точности (0) не указывается), радиальный зазор в подшипниках и величина момента трения (в этом случае нормальный класс точности указывается).

Справа от основного обозначения указываются дополнительные обозначения (буквы и цифры), учитывающие: отличия по материалам деталей, конструкции, покрытиям, зазорам, чистоте обработки; специальные требования по шуму (вибрации); обозначение сортов закладываемой смазки, специального отпуска деталей подшипников и др.

Порядковый номер цифры справа

Первая и вторая

Четвертая

Пятая и шестая

Таблица 13.1

Обозначение подшипников качения

Значение цифр

Внутренний диаметр подшипника d

Для диаметров до 9 мм цифры указывают фактический размер.

Для диаметров 10 мм – 00; 12 мм – 01; 15 мм – 02; 17 мм – 03.

Для диаметров 20–495 мм цифры соответствуют внутреннему диаметру (с 04 до 99), деленному на 5.

Для диаметров более 500 мм и нестандартных размеров указывают фактический размер через косую черту после третьей цифры справа

Серия подшипника по наружному диаметру D

Сверхлегкая

Легкая широкая

Средняя широкая

Особо тяжелая

Тип подшипника

Шариковый радиальный

Шариковый радиальный сферический

Роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами

Роликовый радиальный со сферическими роликами

Роликовый радиальный с длинными цилиндрическими или игольчатыми роликами

Роликовый радиальный с витыми роликами

Шариковый радиально-упорный

Роликовый конический

Шариковый упорный, шариковый упорно-радиальный

Роликовый упорный, роликовый упорно-радиальный

Конструктивные особенности подшипника

Серия подшипников по ширине и высоте

Нормальная

Особо широкие

Назначение подшипников качения. Шарикоподшипники наиболее быстроходные и дешевле роликоподшипников.

Шариковый радиальный однорядный подшипник (рис. 13.11, а ) предназначен для восприятия радиальных нагрузок, но может воспринимать и двухсторонние осевые нагрузки 0,7 от неиспользованной радиальной. Удовлетворительно работает при перекосе колец до 15" .

Подшипник шариковый радиальный сферический двухрядный (рис. 13.11, б ) имеет два ряда шариков, дорожка качения наружного кольца выполнена по сферической поверхности и допускает перекос колец до 3–4º, благодаря чему возможны большие деформации валов и несоосность отверстий в опорах (возможность исполнения отдельно). Подшипник предназначен для восприятия радиальных нагрузок, но может воспринимать и двухсторонние осевые нагрузки до 0,2 от неиспользованной радиальной. При скоростях более 10 м/с рекомендуется применять массивный сепаратор.

Шариковый радиально-упорный однорядный подшипник (рис. 13.11, в ) воспринимает и радиальную, и одностороннюю осевую нагрузку. По конструкции один из бортов наружного кольца срезан, что дает возможность устанавливать больше шариков того же диаметра, повышает грузоподъемность этих подшипников до 30 %. Чем больше осевое усилие, тем с большим углом наклона осей шариков применяются подшипники (углы контакта – 12, 26 и 36°).

Шарикоподшипник радиально-упорный двухрядный (рис. 13.11, г ) воспринимает значительные радиальные, знакопеременные осевые и комбинированные нагрузки при высоких требованиях к жесткости опор вала.

Шариковый подшипник с четырехточечным контактом предназначен для работы при значительных радиальных и двухсторонних осевых нагрузках (равных неиспользованной радиальной). Радиальная грузоподъемность в 1,5 раза больше, чем у обычного однорядного шарикоподшипника.

Шариковые упорный одинарный (рис. 13.12, а ) и двойной (рис. 13.12, б ) подшипники воспринимают только осевые нагрузки, а двойной – знакопеременные. Удовлетворительно работают при скоростях до 5–10 м/с.

Роликоподшипники работают при меньших скоростях, но их грузоподъемность в 1,5–1,7 раза выше, чем у шарикоподшипников.

Роликовый радиальный подшипник с короткими цилиндрическими роликами (рис. 13.13, а ) воспринимает значительные радиальные нагрузки. Подшипник допускает осевое смещение колец и поэтому часто используется там, где необходимо обеспечить осевое перемещение вала.

Роликовый радиальный двухрядный сферический подшипник (рис. 13.13, б ) допускает перекос валов до 2–3º. Подшипник предназначен для восприятия радиальных нагрузок, но может воспринимать и двухсторонние осевые – до 0,2 от неиспользованной радиальной.

Роликовый радиально-упорный с коническими роликами подшипник (рис. 13.13, в ) удобен в сборке, воспринимает радиальную и одностороннюю осевую нагрузку (угол контакта – 9–17°) при скоростях до 15 м/с. Подшипники обладают большой чувствительностью к несоосности и относительному перекосу осей вала и корпуса.

Игольчатый роликоподшипник (рис. 12.14) воспринимает только радиальные нагрузки, при стесненных радиальных габаритах часто устанавливается без одного из колец. Посадочные поверхности вала и корпуса под иглы подвергают закалке до высокой твердости, шлифуют и полируют. Удовлетворительно работает при скоростях до 5 м/с.

Роликовый подшипник с витыми роликами хорошо работает при ударных нагрузках. Соседние ролики обычно имеют навивку противоположного направления во избежание осевого смещения колец.

2. Материалы, применяемые для изготовления подшипников качения

Кольца и тела качения подшипников изготовляют из шарикоподшипниковых высокоуглеродистых хромистых сталей марок ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ, а также из цементуемых легированных сталей марок 18ХГТ и 20Х2Н4А. Кольца и тела качения подшипников, работающие при температуре до 100 °С, имеют твердость 58–65 НRC. Для работы в условиях высоких температур или агрессивных сред применяют специальные теплостойкие или коррозионно-стойкие стали 9Х18, ЭИ347Ш с твердостью 63–67 НRC. При требовании обеспечить немагнитность подшипников используют бериллевую бронзу.

Сепараторы большинства подшипников изготовляют из мягкой углеродистой стали методом штамповки. Для высокоскоростных подшипников применяют массивные сепараторы из латуни, антифрикционных бронз, фторопласта, текстолита.

В условиях ударных нагрузок и при высоких требованиях к бесшумности подшипников качения тела качения изготавливают из пластмасс, при этом резко снижаются требования к твердости колец.

3. Виды разрушений и критерии работоспособности подшипников качения

Характер и причины отказов подшипников качения:

1. Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей колец и тел качения в виде раковин или отслаивания под действием переменных контактных напряжений. Его обычно наблюдают после длительной работы. Сопровождается повышенным шумом и вибрациями.

2. Смятие рабочих поверхностей дорожек и тел качения (образование лунок и вмятин) вследствие местных пластических деформаций под действием ударных или значительных статических нагрузок.

3. Абразивное изнашивание вследствие плохой защиты подшипника от попадания абразивных частиц.

4. Разрушение сепараторов от действия центробежных сил и воздействия на сепаратор разноразмерных тел качения.

5. Разрушение колец и тел качения из-за перекосов колец или действия больших динамических нагрузок.

Основными критериями работоспособности являются:

долговечность по динамической грузоподъемности (рассчитывают подшипники с частотой вращения кольца n ≥ 1 об/мин);

статическая грузоподъемность (рассчитывают невращающиеся и медленно вращающиеся подшипники с частотой вращения кольца n ≤ 1 об/мин).

4. Расчет подшипников качения на долговечность

Расчет на долговечность подшипников основан на динамической грузоподъемности С подшипника, представляющей постоянную эквивалентную нагрузку, которую подшипник может выдержать в течение 106 оборотов (одного миллиона оборотов) при частоте вращения более 1 об/мин.

Расчетная долговечность подшипников (срок службы) при 90%-ном уровне надежности, млн. об.:

L 0,9

где С динамическая грузоподъемность, Н; P E эквивалентная (приведенная) нагрузка, Н; m показатель степени; для шариковых подшипников m = 3, для роликовых подшипников m = 10/3.

E определяется по формуле

P E = (х vF R + yF A )K б K t ,

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.

Навигация по статье

Конструкция радиальных подшипников

Радиальный подшипник - опора для вала, в которой трение реализовано путем скольжения сопряженных поверхностей. Конструкция механизма включает следующие элементы:

  • корпус со специальными отверстиями;
  • вкладыши или втулки с небольшим зазором между осью устройства или валом;
  • внутренние или наружные кольца с сепараторами, имеющими роликовые или сферические тела качения.

Зазор между валом или осью устройства во время работы заполняется смазочным материалом для создания жидкостного, газодинамического, сухого, граничного трения скольжения. Втулки и вкладыши в основном воспринимают именно нагрузку, направленную перпендикулярно валу.

Наружное кольцо часто неподвижно. Его фиксируют на опорах или корпусе оборудования. Производители периодически выпускают модели без наружных колец, при этом на корпусе механизма присутствуют выточки для крепления. Внутреннее кольцо имеет диаметр, совпадающий с типоразмером изделия.
В процессе работы все виды радиальных подшипников частично воспринимают осевую нагрузку. Редко можно встретить изделие, способное воспринимать аксиальные и радиальные усилия. Такие подшипники называют радиально-аксиальными. Радиальный подшипник скольжения имеет только вкладыш или втулку из антифрикционного материала. Ролики и шарики применяются исключительно в моделях, работающих на силе трения.

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:

  • шариковыми однорядными;
  • шариковыми двухрядными;
  • с короткими цилиндрическими роликами;
  • роликовыми сферическими двухрядными;
  • радиально-упорными шариковыми и роликовыми.

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:

  • способность к самоустановке;
  • стабильная работы при несоосности валов до 2,5° с определением положения вала в обе стороны по оси.
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:

  • Серия 2000. Предусмотрено вращение наружного кольца, но внутреннее прочно зафиксировано.
  • Серия 12000. Аналог 2000-й серии, но кольцо фиксируется только с одной стороны.
  • Серия 32000. Предусмотрена возможность движения внутреннего кольца относительно внешнего и сепаратора.
  • Серия 42000. Упор внутреннего кольца односторонний.
  • Серия 92000. Роликоподшипники с приставными кольцами.

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°.

Самые популярные серии этих изделий - 3500, 3600. В них ролики размещены по очереди с каждой стороны, а сепаратор изготовлен из латуни. Пользуются спросом модели 53500 и 53600. У них сепараторы стальные, а тела качения расположены друг против друга. Эти серии также могут выпускаться и с латунными сепараторами, но при этом к названию механизма будет приписана буква Л. Особенности производства двухрядных роликоподшипников:

  • бывают с цилиндрической и конической посадкой;
  • могут устанавливаться под закрепительную втулку;
  • серии бывают с зазором и без него;
  • практически во всех моделях присутствуют канавки и отверстия для введения смазочно-охлаждающей жидкости.

    • 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:

    • бывает полностью открытым или защищенным металлической шайбой, контактным уплотнителем;
    • при наличии четырех контактов внутренние и внешние кольца являются разъемными;
    • сепараторы бывают латунными, стальными, полиамидными.

    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:

    • Серия 7000. Способна воспринимать всю перпендикулярную и одностороннюю осевую нагрузку. Периодически во время эксплуатации нужно регулировать осевые зазоры.
    • Серия 27000. Характеризуется большим углом контакта (не менее 200). Роликоподшипники этой серии тоже требуют периодической регулировки осевых зазоров.
    • Серия 97000. Двухрядные роликоподшипники способны воспринимать сразу двухстороннюю осевую нагрузку. Осевой зазор регулируется с помощью шлифовки дистанционного кольца. Двухрядные роликоподшипники воспринимают на 70% больше усилий, чем однорядные.
    • Серия 77000. Четырехрядные роликоподшипники разработаны для восприятия больших перпендикулярных и незначительных осевых нагрузок.

    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, т. к. они зарекомендовали себя как производители надежных подшипниковых изделий.

    Подшипники качения, как и подшипники скольжения, предназначены для поддержания вращающихся осей и валов.

    Электродвигатели , подъемно-транспортные и сельскохозяйственные машины, летательные аппараты, локомотивы, вагоны, металлорежущие станки, зубчатые редукторы и многие другие механизмы и машины в на-стоящее время немыслимы без подшипников качения.

    Подшипники качения состоят из двух колец — внутреннего 1 и наруж-ного 3, тел качения 2 (шариков или роликов) и сепаратора 4 (рис. 16, а). В зависимости от: формы тел качения различают подшипники шариковые (рис. 16, д, б, ж, и) и роликовые (рис. 16, в, г, е, з, к). Разновидностью роликовых подшипников являются игольчатые подшипники (рис. 16, д).

    Основными элементами подшипников качения являются тела каче-ния — шарики или ролики, установленные между кольцами и удерживае-мые сепаратором на определенном расстоянии друг от друга.

    Материалы. Материалы подшипников качения назначаются с учётом высоких требований к твёрдости и износостойкости колец и тел качения. Здесь используются шарикоподшипниковые высокоуглеродистые хромистые стали ШХ15 и ШХ15СГ, а также цементируемые легированные стали 18ХГТ и 20Х2Н4А. Твёрдость колец и роликов обычно HRC 60...65, а у шариков немного больше - HRC 62... 66, поскольку площадка контактного давления у шарика меньше. Сепараторы изготавливают из мягких углеродистых сталей либо из антифрикционных бронз для высокоскоростных подшипников. Широко внедряются сепараторы из дюралюминия, металлокерамики, текстолита, пластмасс.

    Для обеспечения нормальной и долговечной работы подшипников ка-чения к качеству их изготовления и термической обработке тел качения и колец предъявляют высокие требования.

    Подшипники качения — это опоры вращающихся или качающихся де-талей. Подшипники качения в отличие от подшипников скольжения стан-дартизованы. Подшипники качения различных конструкций (диапазон на-ружных диаметров 1,0-2600 мм, масса 0,5-3,5 т, например, микроподшип-ники с шариками диаметром 0,35 мм и подшипники с шариками диаметром 203 мм) изготовляют на специализированных подшипниковых заводах.

    Выпускаемые в СНГ подшипники качения классифицируют по способности воспринимать нагрузку — радиальные, радиально-упорные, упор-но-радиальные и упорные.

    Рис. 16. Подшипники качения: а, б, в, г, д, е — радиальные подшипники; ж, з — радиально-упорные подшипники; и, к — упорные подшипники; 1 — внутреннее кольцо; 2 — тело ка-чения; 3 — наружное кольцо; 4— сепаратор

    Радиальные подшипники (см. рис. 16, а-е) воспринимают (в основ-ном) радиальную нагрузку, т. е. нагрузку, направленную перпендикулярно к геометрической оси вала.


    Упорные подшипники (см. рис. 16, и, к) воспринимают только осе-вую нагрузку.

    Радиально-упорные (см. рис. 16, ж, з) и упорно-радиальные подшип-ники могут одновременно воспринимать как радиальную, так и осевую на-грузку. При этом упорно-радиальные подшипники предназначены для пре-обладающей осевой нагрузки.

    В зависимости от соотношения размеров наружного и внутреннего диа-метров, а также ширины подшипники делят на серии: сверхлегкую, особо легкую, легкую, среднюю, тяжелую, легкую широкую, среднюю широкую.

    В зависимости от серии при одном и том же внутреннем диаметре кольца подшипника наружный диаметр кольца и его ширина изменяются.

    По классам точности подшипники различают следующим образом:

    "0" - нормального класса;

    "6" - повышенной точности;

    "5" - высокой точности;

    "4" - особовысокой точности;

    "2" - сверхвысокой точности.

    При выборе класса точности подшипника необходимо помнить о том, что "чем точнее, тем дороже".

    По форме тел качения подшипники делят на шариковые (см. рис. 16, а, б, ж, и), с цилиндрическими роликами (см. рис. 16, в), с кониче-скими роликами (см. рис. 16, з, к), игольчатые (см. рис. 16, д), с витыми роликами (см. рис. 16, е), с бочкообразными роликами (сферическими) (см. рис. 16, г). Тела качения игольчатых подшипников тонкие ролики — иглы диаметром 1,6-5 мм. Длина игл в 5-10 раз больше их диаметра. Се-параторы в игольчатых подшипниках отсутствуют.

    По числу рядов тел качения различают однорядные (см. рис. 16, а, в, д-к) и двухрядные (см. рис. 16, б, г) подшипники качения.

    По конструктивным и эксплуатационным признакам подшипники делят на самоустанавливающиеся (см. рис. 16, б, г) и несамоустанавливающиеся (см. рис. 16, а, в, д-к).

    Под типом подшипника понимают его конструктивную разновидность, определяемую по признакам классификации.

    Каждый подшипник качения имеет условное клеймо, обозначающее тип, размер, класс точности, завод-изготовитель.

    На неразъемные подшипники клеймо наносят на одно из колец, на разборные — на оба кольца, например, на радиальный подшипник с ко-роткими цилиндрическими роликами (см. рис. 16, в), где наружное коль-цо без бортов и свободно снимается, а внутреннее кольцо с бортами со-ставляет комплект с сепаратором и роликами.

    На один и тот же диаметр шейки вала предусматривается несколько серий подшипников, которые отличаются размерами колец и тел качения и соответственно величиной воспринимаемых нагрузок.

    В пределах каждой серии подшипники равных типов взаимозаменяемы в мировом масштабе. В стандартах указываются: номер подшипника, размеры, вес, предельное число оборотов, статическая нагрузка и коэффициент работоспособности.

    Первая и вторая цифры справа условно обозначают его номинальный внутренний диаметр d (диаметр вала). Для определения истинного размера d (в миллиметрах) необходимо указанные две цифры умножить на пять. Например, подшипник...04 имеет внутренний диаметр 04 . 5 = 20 мм. Это правило распространяется на подшипники с цифрами...04 и выше, до...99, т. е. для J = 20h - 495 mm. Подшипники с цифрами... 00 имеют d- 10 мм; ...01 d = 12 мм; ...02 d = 15 мм; ...03 d = 17 мм.

    Третья цифра справа обозначает серию подшипника, определяя его на-ружный диаметр: 1 — особо легкая, 2 — легкая; 3 — средняя, 4 — тяжелая; 5 — легкая широкая, 6 — средняя широкая.

    Четвертая цифра справа обозначает тип подшипника. Если эта цифра 0, то это означает, что подшипник радиальный шариковый одно-рядный; шариковый однорядный (если левее 0 нет цифр, то 0 не указыва-ют); 1 — радиальный шариковый двухрядный сферический; 2 — радиаль-ный с короткими цилиндрическими роликами; 3 — радиальный роликовый двухрядный сферический; 4 — игольчатый или роликовый с длинными ци-линдрическими роликами; 5 — роликовый с витыми роликами; 6 — радиально-упорный шариковый; 7 — роликовый конический (радиально-упорный); 8 — упорный шариковый; 9 — упорный роликовый.

    Так, например, подшипник 7208 является роликовым коническим.

    Пятая и шестая цифры справа характеризуют конструктивные особен-ности подшипника (неразборный, с защитной шайбой, с закрепительной втулкой и т. п.).

    Например :

    50312 — радиальный однорядный шарикоподшипник средней серии со стопорной канавкой на наружном кольце;

    150312 — тот же подшипник с защитной шайбой;

    36312 — радиально-упорный шариковый однорядный подшипник сред-ней серии, неразборный.

    Седьмая цифра справа характеризует серию подшипника по ширине.

    ГОСТом установлены следующие классы точности подшипников каче-ния: 0 — нормальный класс (как правило, 0 в обозначении не указывают); 6 — повышенный; 5 — высокий, 4 — особо высокий, 2 — сверхвысокий. Цифру, обозначающую класс точности, ставят слева от условного обозна-чения подшипника и отделяют от него знаком тире; например, 206 означа-ет шариковый радиальный подшипник легкой серии с номинальным диа-метром 30 мм, класса точности 0.

    Кроме цифр основного обозначения слева и справа от него могут дополнительные буквенные или цифровые знаки, характеризующие специальные условия изготовления данного подшипника.

    Так, класс точности маркируют цифрой слева через тире от основного обозначения. В порядке повышения точности классы точности обозначают: 0, 6, 5, 4, 2. Класс точности, обозначаемой цифрой 0 и соответствующей нормальной точности, не проставляют. В общим машиностроение применяют подшипники классов 0 и 6. в изделиях высокой точности или работающей высокой частотой вращения (шпиндельные узлы скоростных станков, высокооборотный электродвигатели и др.) применяют подшипники класса 5 и 4. подшипники класса точности 2 используют в гироскопических приборах.

    Так, например, подшипник 7208 — класса точности 0.

    Помимо приведенных выше имеются и дополнительные (более высокие и более низкие) классы точности.

    В зависимости от наличия дополнительных требований к уровню вибраций, отклонениям формы и расположения поверхностей качения, моменту трения и др. установлены три категории подшипников: А — повышенные регламентированные нормы; В — регламентированные нормы; С — без дополнительных требований.

    Возможные знаки справа от основного обозначения: Е — сепаратор выполнен из пластических материалов; Р — детали подшипника из теп-лостойких сталей; С — подшипник закрытого типа при заполнении сма-зочным материалом и др.

    Примеры обозначений подшипников:

    311 — подшипник шариковый радиальный однорядный, средней серии диаметров 3, серии ширин 0, с внутренним диаметром d = 55 мм, основной конструкции (см. рис. 14.5, а), класса точности 0;

    6-36209 — подшипник шариковый радиально-упорный однорядный, легкой серии диаметров 2, серии ширин 0, с внутренним диаметром d = 45 мм, с углом контакта а = 12°, класса точности 6;

    4-12210 — подшипник роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами, легкой серии диаметров 2, серии ширин 0, с внутренним диаметром d = 50 мм, с одним бортом на наружном кольце (см. рис. 14.9, б), класса точности 4;

    4-3003124Р — подшипник роликовый радиальный сферический двухрядный особолегкой серии диаметров 1, серии ширин 3, с внутренним диаметром d = 120 мм, основной конструкции (см. рис. 14.8), класса точности 4, детали подшипника изготовлены из теплостойких сталей.

    Характеристики подшипников качения.

    Наибольшее распространение получили шариковые радиальные одноряд-ные подшипники (см. рис. 16, а). Эти подшипники допускают сравнительно большую угловую скорость, особенно с сепараторами из цветных металлов или из пластмасс, допускают небольшие перекосы вала (от 15" до 30") и могут воспринимать незначительные осевые нагрузки. Допустимая осевая нагрузка для радиальных несамоустанавливающихся подшипников не должна превы-шать 70% от неиспользованной радиальной грузоподъемности подшипника.

    Роликовые радиальные подшипники с короткими роликами (см. рис. 16, в) по сравнению с аналогичными по габаритным размерам шари-коподшипниками обладают увеличенной грузоподъемностью, хорошо вы-держивают ударные нагрузки. Однако они совершенно не воспринимают осевых нагрузок и не допускают перекоса вала (ролики начинают работать кромками, и подшипники быстро выходят из строя).

    Роликовые радиальные подшипники с витыми роликами (см. рис. 16, е) применяют при радиальных нагрузках ударного действия; удары смягчают-ся податливостью витых роликов. Эти подшипники менее требовательны к точности сборки и к защите от загрязнений, имеют незначительные ради-альные габаритные размеры.

    Игольчатые подшипники (см. рис. 16, д) отличаются малыми радиаль-ными габаритными размерами, находят применение в тихоходных (до 5 м/с) и тяжелонагруженных узлах, так как выдерживают большие ради-альные нагрузки. В настоящее время их широко используют для замены подшипников скольжения. Эти подшипники воспринимают только радиальные нагрузки и не допускают перекоса валов. Для максимального уменьшения размеров применяют подшипники в виде комплекта игл, не-посредственно опирающихся на вал, с одним наружным кольцом.

    Самоустанавливающиеся радиальные двухрядные сферические шариковые (рис. 16, б) и роликовые (см. рис. 16, г) подшипники применяют в тех слу-чаях, когда перекос колец подшипников может составлять до 2—3°. Эти под-шипники допускают незначительную осевую нагрузку (порядка 20% от не-использованной радиальной) и осевую фиксацию вала. Подшипники имеют высокие эксплуатационные показатели, но они дороже, чем однорядные.

    Конические роликоподшипники (см. рис. 16, з) находят примене-ние в узлах, где действуют одновременно радиальные и односторонние осевые нагрузки. Эти подшипники могут воспринимать также и ударные нагрузки. Радиальная грузоподъемность их в среднем почти в 2 раза выше, чем у радиальных однорядных шарикоподшипников. Их рекомендуется ус-танавливать при средних и низких угловых скоростях вала (до 15 м/с).

    Аналогичное использование имеют радиально-упорные шарикоподшипники (см. рис. 16, ж), применяемые при средних и высоких угловых скоростях. Радиальная грузоподъемность у этих подшипников на 30-40 % больше, чем у радиальных однорядных. Их выполняют разъемными со съемным на-ружным кольцом и неразъемными.

    Шариковые и роликовые упорные подшипники (см. рис. 16, и. к) предназначены для восприятия односторонних осевых нагрузок. Применя-ются при сравнительно невысоких угловых скоростях, главным образом на вертикальных валах. Упорные подшипники радиальную нагрузку не вос-принимают. При необходимости установки упорных подшипников в узлах, где действуют не только осевые, но и радиальные нагрузки, следует допол-нительно устанавливать радиальные подшипники.

    В некоторых конструкциях, где приходится бороться за уменьшение радиальных габаритов, применяются т.н. "бескольцевые" подшипники, когда тела качения установлены непосредственно между валом и корпусом. Однако нетрудно догадаться, что такие конструкции требуют сложной, индивидуальной, а, следовательно, и дорогой сборки-разборки.

    Достоинства подшипников качения:

    - низкое трение, низкий нагрев;

    Экономия смазки;

    Высокий уровень стандартизации;

    Экономия дорогих антифрикционных материалов.

    Недостатки подшипников качения:

    - высокие контактные напряжения, и поэтому ограниченный срок службы;

    - высокие габариты (особенно радиальные) и вес;

    Высокие требования к оптимизации выбора типоразмера;

    Большая чувствительность к ударным нагрузкам вследствие большой жесткости конструкции;

    Повышенный шум;

    Слабая виброзащита, более того, подшипники сами являются генераторами вибрации за счёт даже очень малой неизбежной разноразмерности тел качения.