Описание устройств и классификация

Данная продукция представляет собой опоры качающихся либо вращающихся элементов конструкций различных узлов и механизмов, в основу работы которых положено трение качения. Для этого они комплектуются телами качения разной геометрии (ролики, шарики).

Устройство подшипника

В зависимости от геометрического исполнения тел качения выделяют шариковые и роликовые типы. Разновидностью последних являются игольчатые.

Основные элементы конструкции:

• тела качения (один или более рядов);
• внешняя (фиксируется в корпусе) и внутренняя (на валу) обойма;
• сепаратор.

При необходимости уменьшения установочных габаритов, подшипник может изготавливаться с одной обоймой или вообще без них. Допускается отсутствие сепаратора.

Дорожками качения, в подобных случаях, выступают поверхности корпуса или вала, прошедшие специальную обработку.

Ролики подразделяются на:

• игольчатые (соотношение длина/диаметр составляет 10-20);
• длинные (2,0-2,5);
• короткие (1,0-1,25).

Базовыми габаритами изделия являются диаметры, внешний (D) и внутренний (d), а также ширина/высота обойм (В/Н).

Эти размеры заданы нормативом 3478-2012. Выполнена стандартизация данной продукции. Для изделий:

• d (3-10) мм установлен шаг в 1 мм;
• d ≤ 20 мм – (2-3) мм;
• d ≤ 110 мм – 5 мм.

Классификация продукции

Подшипниковая продукция рассматриваемых типов классифицируется в России по нормативу 3395-89.

По вектору действующих нагрузок выделяют:

• радиальные (аксиальные) – воспринимают внешние нагрузки, действующие под прямым углом к продольной оси вала;
• радиально-упорные – позволяют единовременно воспринимать разнонаправленные нагрузки (выше, значение аксиальных);
• упорно-радиальные – аналогичны предыдущим, но большими значениями обладают осевые;
• упорные – только осевые.

По соотношению габаритов изделия (радиальных), внутреннего и внешнего диаметров выделяют семь серий (при этом внутренний диаметр имеет постоянную величину, внешний – переменную), от сверхлёгкой до тяжёлой.

По ширине выделяют 5 серий (при постоянном значении d, переменном B (H) и D), от особо узких до особо широких.

По показателю точности рассматриваются две позиции: вращения и основных размеров.

Первая определяется биениями (боковым и радиальным) дорожки качения.

Вторая, фактическими отклонениями геометрии d, D и B. Первые два значения (d, D) влияют на выбор характера посадки.

По возрастанию данного показателя (норматив 520-2011) существующие классы точности подразделяются с «0» (нормальный) по «2» (сверхвысокий). Кроме этого существуют грубые (ниже нулевого класса) – 7 и 8, а также класс 6Х (только для конических роликовых).

Материалы для изготовления элементов подшипника качения

Подбор материалов происходит с учётом износостойкости и твёрдости последних, как для тел качения, так и для обойм.

Пример. Российскими производителями применяются подшипниковые стали марок ШХ15ГС или ШХ15 (хромистые высокоуглеродистые), либо легированные цементированные, 20Х2Н4А, 18ХГТ.

Твёрдость шариков, HRC составляет 62-66, обойм и роликов, несколько ниже, 60-65. Это объясняется меньшей площадью контакта у шариковых тел качения.

Для производства сепараторов применяют углеродистые стали (мягкие). Востребованными материалами являются также металлокерамика и дюралюминий, пластики и текстолит.

Для высокоскоростных подшипников качения применяются массивные сепараторы (фторопласт, текстолит, антифрикционная бронза, латунь), которые, чаще всего, центрируются по внешней обойме.    

Для эксплуатации в особых условиях используются керамические изделия (недостаток, значительная хрупкость) или комбинированные ПК (тела качения из керамики, обоймы, из стали).