Подшипник – неотъемлемая часть опоры (упора), которая поддерживает подвижные элементы всего механизма. Сборочные узлы обеспечивают плавное движение частей, снижают трение между ними. Состоят из внутреннего и внешнего колец, держателя (сепаратора) и шариков (тела качения).
Разные виды шариковых подшипников приобретают предприятия машиностроения, медицины, приборостроения, легкой и тяжелой промышленности, сельского хозяйства, судостроения, пр. Причина популярности продукции кроется в характеристиках и главных преимуществах изделий (в сравнении с подшипниками скольжения):
- Высокая скорость работы. Изделия работают на высокой скорости, минимально нагреваются, меньше потребляют энергии.
- Небольшой износ. Шариковым подшипникам требуется небольшое количество смазки. Продукция требует минимального обслуживания, нечастой замены.
- Компактный размер. Маленькие и легкие изделия могут быть использованы в небольших установках, машинах.
Все типы шариковых подшипников выполнены из качественных материалов. Узел используют для передачи нагрузок и усилий при небольшом трении, для поддержания и стабилизации вращающихся механизмов (валов, осей, пр.).
Универсальная деталь подходит для разных машин и механизмов. Особенностью продукции становится ее быстроходность при повышенных нагрузках.
Стандартная классификация: какие виды подшипников существуют
Продукция разделена на несколько видов по: направлению воспринимаемой нагрузки, количеству рядов шариков, наличию или отсутствию защиты, классу точности, использованному материалу, пр.
Направление воспринимаемой нагрузки
Выделяют несколько видов изделий:
- Радиальные, к которым относят двухрядные и однорядные. Подшипник 6698-ZZ NEUTRAL и другие, относящиеся к группе, обеспечивают и поддерживают, распределяют радиальную нагрузку благодаря шарикам. Компактные однорядные элементы подходят для бытовых приборов, электроинструментов. Двухрядные обеспечивают большую грузоподъемность, что подходит нагруженным системам (сельхозмашинам, механизмам судов и авиации, автомобилям, пр.).
- Радиально-упорные (двухрядные и однорядные). Поддерживают осевые и радиальные нагрузки в двух или одном направлении. Такой вид шариковых подшипников, к которым относится и QJ206 MPA NKE, может быть использован в системах с большими нагрузками (коробки передач, редукторы, пр.).
- Упорный тип шарикового подшипника (двухсторонний и односторонний). Обеспечивают точное расположение деталей, необходимы при осевых нагрузках.
Упорные подшипники используют в механизмах с малой радиальной, но большой осевой нагрузкой. Приобретают их для поворотных систем и трансмиссий автомобилей, насосов, станков, пр.
Число рядов качения
Продукция может быть:
- Однорядной. Это компактная конструкция, используемая в средних и легких системах с радиальной нагрузкой (бытовая техника, моторы). Один ряд шариков обеспечивает минимальное трение.
- Двухрядной (как 11207 АПП). Устройства с увеличенной грузоподъемностью состоят из двух рядов шариков. Особенная конструкция устойчива к перекосам. Подходит для автомобилей и тяжелых нагруженных узлов.
- Многорядной. Используется редко.
Многорядные шариковые подшипники закрытого типа равномерно распределяют нагрузки. Их устанавливают в нагруженных системах, специфических машинах, которые должны обеспечить повышенную грузоподъемность.
Наличие или отсутствие защитных шайб
В классификацию шариковых подшипников включена продукция такого типа:
- Открытого. В конструкции отсутствуют защитные шайбы. Изделия требуют периодического обслуживания, но позволяют получить легкий доступ к смазке.
- Закрытого. Оснащены резиновыми или металлическими уплотнителями.
Закрытые элементы, получившие уплотнители из металла или резины, обеспечивают высокую герметичность. Они защищены от абразивных частиц и влаги.
Изделия открытого типа – 623 ГПЗ – часто приобретают для минимально загрязненных узлов (внутренних механизмов с постоянной подачей смазки). Подшипники шариковые закрытого типа (однорядные и двухрядные) – GE45DO-2RS INA – используют в загрязненной среде. Устройство хорошо защищено от пыли, песка, грязи, влаги металлическими или резиновыми уплотнителями.
Материал шариков и колец
Для производства элементов конструкции выбирают:
- Хромистую сталь. Износостойкая и прочная подходит для промышленного применения. Используют в стандартных подшипниках, которые будут функционировать в обычных условиях и при умеренных нагрузках.
- Нержавеющую сталь. Продукция защищена от влажности, подходит для эксплуатации в агрессивной среде. Выбирают для использования в химической, пищевой промышленности.
- Керамику. Термостойкий материал легкий и устойчив к влаге, обеспечивает минимальное трение. Приобретают продукцию для высокотемпературных систем.
- Пластик. Устойчивый к влаге и легкий подшипник демонстрирует минимальную нагрузочную способность.
Изделия с пластиковыми шариками или уплотнителями приобретают для работы в агрессивной химической среде с малой нагрузкой.
Класс точности
Продукция может быть такого класса точности:
- Обычного. Подходит для стандартного использования (в насосах, вентиляторах), где нет необходимости в высокой точности.
- Повышенного. Обеспечат высокую точность вращения. Подходит для узлов авто, электродвигателей и других ответственных механизмов.
- Высокого. Выбирают для высокоскоростных систем, где крайне важна точность работы. Продукцию приобретают для устройств, которые работают на высоких оборотах (позиционные механизмы, станки, пр.).
Изделие может быть сверхточным. Такое подходит для ответственных механизмов. Чаще всего сверхточные узлы эксплуатируют в часовой промышленности, медоборудовании, авиации.
Шариковые подшипники: основные типы и особенности устройств
Все типы шариковых подшипников качения разделяют на однорядные и двухрядные. Отличия кроются и в конструкции изделий.
Радиальные шариковые подшипники
Выделяют продукцию:
- Однорядную с глубокими желобами и сферическими дорожками качения. Конструкция поглощает небольшие осевые и радиальные нагрузки. Простое и компактное изделие обеспечивают минимальное трение, возможность работать на больших оборотах и легкость обслуживания узла. Применяют в электрических двигателях, авто, насосах, бытовой технике.
- Двухрядную. Увеличена грузоподъемность и стойкость к перекосам, радиальным и умеренным осевым нагрузкам.
Приобретают 11205 FBC, как и другие двухрядные радиальные подшипники, для автосистем, сельхозтехники, редукторов и насосов.
Радиально-упорные
В категории изделия:
- Однорядные. Для продукции характерен специфический контактный угол (чаще всего 15, 25 или 40 градусов), что позволяет выдержать разные виды нагрузок (осевые и радиальные). Подходят для высокоскоростных установок, обеспечивают оптимальное вращение элементов. Приобретают изделия для коробок передач, шпинделей станков, насосов, где критично важны точность и устойчивость.
- Двухрядные. В конструкцию включены 2 ряда шариков, которые обеспечивают безопасность и надежность при работе механизмов на предельных оборотах. Продукция устойчива к перекосам, стабильно работает на разной скорости.
Двухрядные радиально-упорные подшипники приобретают для промышленных редукторов, силовых установок, сложных высокоскоростных механизмов.
Упорные
Подшипники могут быть:
- Односторонними. Принимают нагрузку в одном направлении. Состоят из ряда шариков и двух колец. Изделия не выдерживают радиальные нагрузки, но обеспечивают стабильность при осевых, а также низкое трение и точное расположение вала. Односторонние изделия устанавливают в компрессорах, насосах вертикального типа, станках, где необходимо компенсировать нагрузку.
- Двухсторонними. Выдерживают осевые нагрузки в двух направлениях, но не предназначены для радиальных. В состав включены два ряда шариков, которые обеспечивают точность и устойчивость.
Двухсторонние упорные подшипники подходят для поворотных механизмов и трансмиссий.
Миниатюрные
Это компактные изделия малого диаметра. Разработаны для эксплуатации в узлах с незначительной нагрузкой. Для продукции характерно минимальное трение и высокая точность. Миниатюрные элементы приобретают для электроники, часовых механизмов, медустройств, робототехники, прецизионных приборов.
Специальные
Характеризуются нестандартной конструкцией и особыми условиями эксплуатации. Продукция может быть:
- самоустанавливающейся – для компенсации перекосов вала;
- с высокотемпературной смазкой – способна работать в высокоскоростных узлах;
- с керамическими шариками – коррозионностойкая, высокоскоростная.
Применяют элементы для условий, которые требуют нестандартных решений. Чаще всего приобретают продукцию предприятия аэрокосмической отрасли, химпрома, станкостроения.
Специальные подшипники могут работать при высоких температурах, в жестких условиях эксплуатации.
Как выбирать шариковый подшипник
При выборе рекомендовано ориентироваться на условия эксплуатации и ряд установленных требований:
- Радиальная или осевая нагрузка. Первая перпендикулярна оси вращения, вторая – параллельна. Радиальные подшипники применяют при больших радиальных нагрузках, радиально-упорные и упорные – при осевых.
- Скорость вращения. Чем выше показатель, тем более устойчивым должен быть подшипник. Высокоскоростные подшипники демонстрируют низкий коэффициент трения.
- Температура. Высокая или низкая потребует применения изделий из специальных подшипниковых материалов. Для использования в высокотемпературной среде подбирают подшипники с керамическими элементами и специальной смазкой.
- Особенности эксплуатации. Речь идет об окружающей среде. Если предусмотрен контакт подшипника с влагой, агрессивными химическими веществами, пылью, необходимо выбирать закрытый тип с уплотнителями.
- Требования к точности. Для приборостроения, производства авиационных систем и станков, медицинских приборов и других высокоточных систем выбирают подшипники с повышенным классом точности.
При выборе рекомендовано рассчитать эквивалент нагрузки, срок службы продукции по таблицам и каталогам производителей. Информация о товаре помогает выбрать подходящую модель. Подшипники необходимо правильно установить и периодическим обслуживать. Важно избегать перекосов, применять рекомендованный инструмент и пользоваться инструкцией производителя.
Для минимизации трения и износа используют разные типы смазок (консистентные и масло). Закрытые подшипники не требуют обслуживания (замены смазочного состава, устранение загрязнений).
Особенности монтажа и обслуживания шариковых подшипников
Правильно выполненный монтаж способен продлить срок эксплуатации продукции. Перед установкой обязательно проверяют чистоту монтажной зоны (посадочное место и вал), которое не должно быть поврежденным или иметь заусенцы. Устанавливают изделие при помощи пресса, а также с использованием оправки (позволяет одновременно зафиксировать внешние и внутренние кольца) или индукционного нагревателя (для больших подшипников). Демонтируют элемент специальными съемниками, чтобы избежать повреждений вала или подшипника.
Для облуживания изделия важно правильно подобрать смазочный материал, который может быть:
- Консистентным. Подходит для большинства механизмов, обеспечивает долгосрочную эксплуатацию. Выбирают состав с учетом температуры эксплуатации.
- Масляным. Приобретают для высокотемпературных и высокоскоростных систем. Масло необходимо периодически менять.
Наносят же смазку вручную или используют автоматические, циркуляционные системы подачи.
Периодически необходимо проводить осмотр для предотвращения аварийных остановок оборудования. Диагностируют узел при помощи вибрационного или звукового анализа, температурного контроля, визуального осмотра.
Какие обозначения используют
Шариковые подшипники подбирают по габаритам и параметрам, которые определяют возможность монтажа элемента в конкретную систему. При выборе комплектующих особое внимание уделено внутреннему и внешнему диаметру, ширине колец. Для каждой категории изделий разработан ГОСТ (для однорядных радиальных с уплотнениями – ГОСТ 8882-75). Может быть использована международная система ISO.
Так, буквенно-цифровое обозначение 6205 2RS указывает на радиальный однорядный подшипник (6) легкой серии (0) с внутренним диаметром в 25 мм (05) и резиновым уплотнителем с каждой стороны (2RS).
Заключение
Шариковые подшипники – универсальная продукция, необходимая как в промышленности и производстве, так и в быту. Простая, но надежная конструкция долговечна и устойчива к повышенным нагрузкам.
В будущем для создания таких элементов будут использованы инновационные и комбинированные материалы (полимеры, керамика, углеродные композиты). Особенное внимание направлено на повышение уровня энергосбережения и внедрение искусственного интеллекта. Экологически чистые технологии наряду с «умными» датчиками значительно повысят КПД устройства.
