Подшипники качения

    ИГОЛЬЧАТЫЕ  РАДИАЛЬНЫЕ РОЛИКОПОДШИПНИКИ. 

    Подшипники  применяются только для восприятия радиальных нагрузок. При сравнительно малом габарите в диаметральном направлении подшипники обладают повышенной грузоподъемностью. Иголки, длина которых значительно превышает их диаметр, не могут изготовляться с такой же высокой точностью, как короткие цилиндрические ролики; их положение в работающем подшипнике не выправляется существенно бортиками кольца, поэтому иглы имеют тенденцию к перекосам относительно оси вала (кольца). Трение в игольчатых подшипниках в несколько раз превышает трение в других типах роликоподшипников, а если учесть, что в ненагруженной зоне иглы не вращаются, то игольчатый подшипник получает частично свойства подшипника скольжения.

    В игольчатых подшипниках важно учитывать суммарный межигольный окружной и радиальный зазоры. При небольшом числе оборотов или качательном движении суммарный межигольный окружной зазор может достигать 0,5—0,6 диаметра иглы. При высоких скоростях вращения и при малых размерах игл он рекомендуется 0,5 мм (по диаметру центра игл). Что касается радиальных зазоров, то при колебательном движении или скорости вращения до 1 м/сек рекомендуется меньшая величина зазора, а для более высоких чисел оборотов — большая.

    Игольчатые  подшипники весьма чувствительны к перекосам.

    Область применения: в узлах, где размеры  опор ограничены в диаметральном  направлении и особенно в узлах с качательным движением. В рассматриваемой отрасли промышленности, например в узлах сеточных стоек, пневмонаправляющих тележек, некоторых приводных механизмов, машин печатно-высекательных, поперечно-режущих, сшивных. 

    РОЛИКОВЫЕ РАДИАЛЬНЫЕ ПОДШИПНИКИ С ВИТЫМИ РОЛИКАМИ 

    Такие подшипники воспринимают только радиальные нагрузки. Осевое перемещение вала или корпуса не ограничивают. Способны воспринимать ударные нагрузки лучше, чем подшипники других типов. Важным преимуществом этих подшипников является то, что каждое из колец, а также комплект роликов с сепаратором, взаимозаменяемы и могут монтироваться раздельно. В различных машинах или механизмах подшипник может применяться как комплектно (с внутренним и наружным кольцами), так и без обоих колец или в сочетании одного из колец с другой деталью (валом или корпусом) соответствующей твердости. Изготовляют подшипники также с одним наружным разрезным штампованным кольцом.

    Полые витые ролики представляют собой  цилиндрические пружины, свитые из стальной ленты четырехугольного сечения, которые после закалки шлифуются. Твердость витых роликов после термической обработки, определяющая их механические свойства, должна быть в пределах 45—50 RC. Поверхности качения вала или корпуса, если в узел устанавливается некомплектный подшипник, должны обладать установленной для колец различных подшипников твердостью — 61—63 RC. Для этого поверхности (из стали 15, 12ХН2 или других) цементируют на глубину 1 —1,25 мм.

    Сепаратор подшипника состоит из двух стальных   штампованных шайб, соединенных распорками, пропущенными внутри роликов. Витые ролики обладают эластичностью и способностью пружинить. Кроме того, такие подшипники менее чувствительны к загрязнению узла. 

    РОЛИКОВЫЕ РАДИАЛЬНЫЕ ДВУХРЯДНЫЕ СФЕРИЧЕСКИЕ ПОДШИПНИКИ. 

    В оборудовании целлюлозно-бумажных предприятий подшипники этого типа применяются всех известных в технике конструкций, серий и размеров. Поэтому в данной главе они представлены наиболее полно.

    Наибольшее  количество таких подшипников применяется с внутренними диаметрами от 40 до 300 мм и во многих ответственных узлах от 300 до 750 мм. Они весьма трудоемки и дороги в изготовлении, особенно крупногабаритные, выпускающиеся мелкими сериями.

    По  своим конструктивным свойствам  двухрядные сферические роликоподшипники успешно применяются в абсолютном большинстве механизмов и машин целлюлозно-бумажного производства. Главное их преимущество состоит в следующем: они способны компенсировать прогибы валов и некоторую несоосность посадочных мест при установке подшипников в отдельные корпусы при расточке отверстий корпусов не за один установ; обладают наибольшей радиальной грузоподъемностью по сравнению с любыми типами (за исключением игольчатых и многорядных конических), кроме того, одновременно воспринимают осевую нагрузку и фиксируют вал в обе стороны; с конусными отверстиями и закрепительными втулками могут устанавливаться на гладких и многоопорных валах (без заплечиков), обработанных по 3—4-му классам точности и допускают более простое и легкое применение механических и гидравлических способов монтажа–демонтажа подшипников .

    Благодаря свойству самоустанавливаемости эти  подшипники не подвергаются опасности  разрушения из-за технологических неточностей обработки или сборки деталей узла, если перекос оси одного кольца подшипника относительно другого не более 3°. Можно сказать, что угол перекоса ограничивается лишь условием сохранения контакта роликов обоих рядов со сферической поверхностью дорожки качения наружного кольца. 

    ШАРИКОВЫЕ  ОДНОРЯДНЫЕ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫЕ  ПОДШИПНИКИ. 

    Этот  тип подшипника предназначен для  восприятия комбинированных нагрузок. Подшипник может также воспринимать чисто осевую нагрузку.

    Для восприятия значительных по величине осевых нагрузок можно использовать каскадную установку нескольких одноименных подшипников. Углы контакта радиально-упорных подшипников являются функцией величин внутренних зазоров. Больший угол контакта можно получить при большем радиальном зазоре. Так, например, у подшипников с одинаковыми телами качения (диаметрами шариков) углы контакта соответствуют различным радиальным зазорам

    Ррадиально-упорные подшипники устанавливаются обычно парными комплектами. Это значит, что в двухопорных валах радиально-упорные подшипники могут устанавливаться по одному в каждой опоре или два подшипника в одной опоре. Так как эти подшипники относятся к регулируемым типам, то как в первом, так и во втором случаях взаимодействие подшипников определяется пределами их осевой игры.

    При парной установке подшипников возможен их предварительный натяг, т. е. когда  пара подшипников при установке в одну или две опоры нагружается осевой предварительной нагрузкой, что исключает возможность работы подшипников при осевой игре. Больше того, предварительный натяг рассчитан на некоторую упругую деформацию в местах контакта колец с шариками. Он увеличивает грузоподъемность и долговечность комплекта подшипников, жесткость их и точность вращения.

    Область применения: наиболее широко радиально-упорные шарикоподшипники применяются в различных насосах, редукторах, станках, мельницах с двумя вращающимися ножевыми дисками, как правило, с определенной величиной осевой игры. 

    ШАРИКОВЫЕ ДВУХРЯДНЫЕ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫЕ  ПОДШИПНИКИ. 

    Предназначаются для восприятия значительных радиальных, осевых нагрузок в обоих направлениях и комбинированных. Допустимая осевая нагрузка не должна превышать 80% неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. При действии чисто осевой силы работает только один ряд шариков.

    Область применения: в жестких двухопорных валах, преимущественно в узлах с преобладающей радиальной нагрузкой и при высоких числах оборотов: насосы различного назначения, редукторы, муфты и др. 

    РОЛИКОВЫЕ КОНИЧЕСКИЕ ПОДШИПНИКИ. 

    По  количеству рядов тел качения  подшипник может быть однорядный, двухрядный и четырехрядный. В рассматриваемом оборудовании однорядный подшипник находит более широкое применение, чем двухрядный.

    Назначение  конических роликоподшипников —  воспринимать комбинированные нагрузки. Для фиксации вала в осевом направлении  однорядные роликоподшипники устанавливаются  попарно и в процессе эксплуатации требуют тщательной регулировки осевых зазоров. Воспринимают осевые нагрузки тем большие, чем больше угол конусности наружного кольца подшипника. По этим признакам они аналогичны однорядным радиально-упорным шарикоподшипникам, однако имеют и важные отличительные особенности.

    Во-первых, по сравнению с шариковыми радиально-упорными роликовые конические подшипники обладают большей грузоподъемностью. Во-вторых, они разъемные, т. е. допускают раздельный монтаж и демонтаж внутренних и наружных колец. В-третьих, допустимые числа оборотов конических роликоподшипников по сравнению с подшипниками некоторых других типов, в том числе шариковыми радиально-упорными, значительно меньше.

    Область применения весьма широкая: редукторы, вариаторы, пневмоподъемники, мельницы, насосы, а также наряду со сферическими роликоподшипниками применяются в опорах регистровых, сетко- и сукноведущих, тамбурных валиков. 

    ШАРИКОВЫЕ УПОРНЫЕ ПОДШИПНИКИ. 

    Шариковый упорный подшипник может быть одинарным и двойным, т. е. с одним  и двумя рядами тел качения, а  также изготовляться с одним подкладным и двумя подкладными сферическими кольцами.

    Одинарный упорный подшипник воспринимает осевую нагрузку только в одном направлении, двойной — двустороннюю. Радиальные нагрузки упорные подшипники не воспринимают.

    В бумагоделательном оборудовании находят  применение все разновидности упорных  подшипников.

    Упорные подшипники применяются при больших осевых нагрузках, однако удовлетворительно работают лишь при сравнительно невысоких скоростях вращения. Это весьма существенный недостаток упорных подшипников. В тех же случаях, когда сочетаются значительные осевые нагрузки и большое число оборотов, рекомендуется применять шариковые или роликовые радиально-упорные подшипники. Наиболее надежным для названных условий работы является роликовый упорный сферический подшипник. Если нагрузки невелики, широко применяются шариковые радиальные подшипники.

    Двойные упорные подшипники устанавливаются  в механизмах, где осевые нагрузки действуют попеременно в обоих направлениях. Осевая игра таких подшипников при монтаже тщательно регулируется. Пределы се устанавливаются в зависимости от эксплуатационных условий. Необходимо иметь в виду, что оптимальный рабочий осевой зазор в подшипнике устраняет влияние центробежных сил на положение шариков в разгруженном ряду и износ дорожек качения колец.

    Область применения: шнеки, транспортеры, подъемные  винты, пропеллерные мешалки, сортировки, вертикальные гидроразбиватели, питатели низкого и высокого давления, сукнонатяжки, червячные редукторы и др. 

    РОЛИКОВЫЕ УПОРНЫЕ ПОДШИПНИКИ С КОНИЧЕСКИМИ  РОЛИКАМИ. 

    Подшипники способны воспринимать большие осевые нагрузки при весьма ограниченных скоростях вращения.

    Область применения: подпятники, механизмы  подъема. 

    РОЛИКОВЫЕ УПОРНЫЕ СФЕРИЧЕСКИЕ  ПОДШИПНИКИ С БОЧКООБРАЗНЫМИ РОЛИКАМИ. 

    Этот  тип подшипника самоустанавливающийся по отношению к центру сферической дорожки качения наружного кольца. Ролики имеют криволинейную образующую и приближаются по форме к усеченному конусу так же, как и в радиальном сферическом двухрядном подшипнике.

    По  конструкции и способности воспринимать нагрузки эти подшипники правильней причислить к упорно-радиальным, т. е. к таким, которые наряду с повышенными осевыми могут воспринимать менее значительные радиальные нагрузки.

    Упорные сферические роликоподшипники обладают высокими эксплуатационными качествами, они отличаются большой грузоподъемностью, быстроходностью, самоустанавливаемостью и низким коэффициентом трения (0,001). Грузоподъемность их по сравнению с упорными шариковыми подшипниками одинаковых внутренних диаметров и серий выше на 70—100% (срок службы соответственно в 5—8 раз больше), допускаемое предельное число оборотов примерно в 2 раза больше, габарит компактнее, так как ширина их меньше.

    При сочетании значительных нагрузок и  скоростей вращения применение их наиболее эффективно.

    При высоких нагрузках и небольших  скоростях вращения применяются  антизадирные смазки, предотвращающие активный износ поверхностей трения.

    Область применения расширяется с развитием  и созданием новых машин, опоры  которых способны выдерживать повышенные нагрузки при высоких скоростях вращения, например мельницы, рафинеры, шнековые питатели, редукторы и др.