Подшипники ступицы колеса автомобиля, основные виды
Ступица как важный узел автомобиля
Ступица это конструкция, которая поддерживает колёса. Такой факт знают (или должны знать) все автовладельцы. Через специальные подшипники она опирается на ось. Подшипник ступицы это узел, который имеет разные конструкции и типы, зависящие от того, где он установлен, на передней или задней паре колёс, и от марки авто.
Подшипник выполняет следующие функции:
- обеспечивает беспрепятственное вращение самой ступицы на оси с минимальным расходом усилий на трение;
- соединяет её, ступицу, с осью или же с поворотным кулачком;
- производит её центровку на оси;
- производит распределение сил, как радиальных, так и поперечных, крутящихся моментов, полученных от колеса к оси и подвеске авто, а также от подвески к колесу;
- снимает нагрузку с полуосей ведущего моста, переводя её на балку моста.
Основным элементом этого узла является ступичный подшипник, при помощи которого и происходит соединение ступицы колеса и оси. Применяется в легковых автомобилях, грузовых и в тракторах, которые имеют малую тягу на задних полуосях. Такие подшипники устанавливаются и в двигателях с электрической трансмиссией. Понятно, что он играет большую роль и его любая неисправность обязательно требует полной замены. Прежде чем купить подшипник для замены, необходимо разобраться в его особенностях и типах.
Подбор подшипника ступицы
Для этого узла применяются только подшипники качения. Это могут быть как шарикоподшипники, в которых внутри шарики, так и роликоподшипники, в которых внутри короткие цилиндрики. Тела качения могут располагаться в один или в два ряда. Также подшипники ступицы бывают однорядные и двухрядные.
По нагрузке выбираем радиально-упорные подшипники и радиально – упорные самоустанавливающиеся. Радиально – упорные называются от воспринимающейся нагрузки поперёк оси, то есть по радиусу. Такой подшипник будет хорошо работать вне зависимости от того, какую нагрузку будут получать колеса. Это может быть езда по пересеченной местности, езда с уклоном, нагрузка или удары по бокам колеса.
Самоустанавливающиеся подшипники ступицы хороши тем, что при установке небольшая погрешность в несоосности между ступицей и осью может выравниваться за счет конструкции самого подшипника.
По конструкции подшипники, которые устанавливаются в ступице, могут быть следующими.
Однорядные конические радиально – упорные подшипники. Внешне это подшипник с коническими роликами в один ряд. Уплотнительное кольцо, входящее в конструкцию, предотвращает попадание грязи во внутрь подшипника и препятствует вытеканию смазки из него, которая при нагревании обычно становится жидкой. Как правило, этот вид подшипника является неразборным.
Самоустанавливающиеся однорядные конические радиально – упорные подшипники. Детали подшипника не соединены в жесткую конструкцию, то есть могут быть как частично, так и полностью разборными. У них обычно можно снять наружное кольцо, сепаратор с роликами и нижним кольцом остаются. Это очень удобно при монтаже.
Самоустанавливающийся однорядный конический радиально – упорный подшипник.Двухрядные шариковые радиально – упорные подшипники. Эти подшипники имеют широкие верхние и внутренние кольца, между которыми находятся два ряда шариков, которые расположены в шахматном порядке. Шарики разделены между собой сепаратором. Эта конструкция принадлежит к неразъемным, закрыты с одной стороны уплотнительным кольцом.
Такая же конструкция может быть и для самовосстанавливающихся подшипников. Разница в том, что форма внутри колец имеет особенности, которые позволяют шарикам смещаться по отношению к оси. Могут изготавливаться как разборными так и неразборными.
Роликовые радиально- упорные подшипники двухрядные. Выпускаются в неразборной конструкции, имеют защитные кожухи или с одной или с двух сторон.
Роликовые радиально- упорные подшипники двух рядныеТакже эти подшипники ступицы разделяются по конструкции:
- подшипники, которые подлежат замене при том, что ступица в замене не нуждается;
- подшипники, выпускаемые уже окончательно запрессованными в ступицу. При выходе из строя такого подшипника меняется вся ступица.
Так как автомобили бывают с передним или с задним приводом, подшипники ступиц выпускаются для:
- авто переднее и полноприводных – подшипники управляемых ведущих колёс, применяются двухрядные шариковые или роликовые подшипники;
- авто заднеприводные – подшипники управляемых ведомых колёс;
- авто переднеприводные, авто с четырьмя осями, имеющие опорные не ведущие мосты – подшипники ведомых неуправляемых колёс;
- авто заднеприводные и полноприводные – подшипники ведущих неуправляемых колёс.
Применяются такие типы подшипников для следующих видов автомобилей:
авто российские, если авто более ранних сроков выпуска применяются подшипники, чаще, по два конических однорядных;
в остальных легковых автомобилях –двухрядные шариковые или роликовые подшипники;
в грузовых автомобилях, тракторах, автобусах по два подшипника конических.
При замене подшипника, если вы делаете замену самостоятельно или заказываете сами для СТО, приобретать подшипник нужно той же марки и номера, который и был на вашем авто. Ничего менять не нужно, допускается только замена производителя подшипника на более качественный.
Подшипники для передней и задней ступицы колеса автомобилей Лада
Так как автомобиль ВАЗ пользуется хорошим спросом у автомобилистов России, вопрос запасных частей и, тем более подшипников, решается относительно просто. Дело не в том, чаще ломается ВАЗ или Хонда, а в том, что цена как автомобиля, так и запчастей доступная. Естественно, покупать самые дешевые запчасти, в том числе подшипники нелогично, частая замена подшипника ступицы приведёт к тому, что гнездо будет давать люфт, а это чревато авариями.
Дешевый подшипник не может служить долго, технология его такая, что в при его изготовлении должно быть задействовано много станков, должна проходить шлифовка и термообработка, оборудование при изготовлении колец, сепараторов, шариков или роликов должно давать минимальные припуски.
Подшипник задней ступицы на ВАЗ 2108Конечно, очень заманчиво купить китайский вариант нашего подшипника. Вроде бы все одинаковое, размеры, вид, номер такой же. Иногда даже гравировка номера как у наших производителей или литовских, но насторожить должна только цена.
Даже если это и китайский производитель, он может выпускать хороший товар, но цена будет не копеечная.
Подшипник ступицы, возможно и китайского производства, но компании БерингЕсть таблицы аналогов китайских подшипников, которые соответствуют российским.
Перечень подшипников, применяемых в Автомобиле Лада Гранда и их аналоги.
| Узел | Номер подшипника | Количество | Импортный аналог |
| Коробка дифференциала (правая и левая опоры) | 7207 | 2 | 30207 |
| Подшипник передней ступицы | 256707 | 2 | – |
| Подшипник вала КПП (задняя опора) | 180305 | 2 | 6305 2RS |
| Подшипник вторичного вала КПП | 464706 | 5 | K32х37х27 |
| Муфта выключения сцепления | 520806 | 1 | – |
| Подшипник задней ступицы | 256706 (шариковый — выше скорость вращения) 537906 (роликовый — выше грузоподъемность) | 2 | – |
| Первичный вал КПП (передняя опора) | 42205 | NJ205 | |
| Вторичный вал КПП (передняя опора) | 42305 | NJ305 |
Подшипники ВАЗ 2108, 2109, 2110, 2111, 2112, 21314, 2115 и их аналоги
| Применяемость | Номер подшипника | Аналог импорт/Китай | Размеры | Количество |
| Подшипник дифференциала | 6-7207А | 30207 | 35х72х18,25 | 2 |
| Подшипник коробки передач шариковый с проточкой | 50305 | 6305N | 25х62х17 | 2 |
| Подшипник игольчатый вторичного вала КПП | 464706 | — | 30х36х25 | 5 |
| Подшипник передней опоры вторичного вала КПП, | 6-42305АЕ1УШ1 | NJ305 | 25х62х17 | 1 |
| Подшипник передней опоры первичного вала КПП, | 6-42205А1Е1УШ1 | NJ205 | 25х52х15 | 1 |
| Подшипник механизма натяжения ремня | — | 25х62х28 | 1 | |
| Подшипник водяного насоса | 330802 или 1НР16092 | — | 16х30х39 | 1 |
| Подшипник опорный стойки для передней подвески | 348702 (или в комплекте 8115) | — | 14,5х52х1475х100х19 | 2 |
| Подшипник шестерни для рулевого механизма | 104 | 6004 | 20х42х12 | 1 |
| Подшипник шестерни для рулевого механизма | 80-903 | 16003 | 17,7х35х8 | 1 |
| Подшипник игольчатый шестерни рулевого механизма | 604901 | — | 11,1х17,5х13 | 1 |
| Подшипник от задней ступицы | 537906 или 256706 | VKBA 1307 | 30х60х37 | 2 |
| Подшипник для передней ступицы | 537907 или 256907 | VKBA 1306 или VKBA 3786 | 34х64х37 | 2 |
| Подшипник выжимной сцепления | 520806 | — | 31х55х13/19 | 1 |
| Подшипник генератора 1 | 180202 | 6202-2RS | 15х35х11 | 2 |
| Подшипник генератора 2 | 180103 | 6003-2RS | 17х35х10 | 1 |
| Подшипник генератора 3 | 180302 | 6302-2RS | 15х42х13 | 1 |
| Подшипник генератора 4 | 180303 | 6303-2RS | 17х47х14 | 2 |
Подшипники на Шевроле Нива и ВАЗ 2123
| Применяемость | Номер подшипника | Аналог импорт/Китай | Размеры | Количество |
| Подшипник КПП первичного вала | 750706 | — | 30х75х22,9 | 1 |
| Подшипник КПП вторичного вала | 750306 | — | 30х72х19 | 1 |
| Подшипник КПП первичного и вторичного валов | 92705 | — | 25х55х18 | 2 |
| Подшипник КПП промежуточного вала | 156704 | — | 20х50х20,6 | 1 |
| Подшипник КПП, блок шестерни пятой ступени | 6-42205А1ЕУШ1 | NJ205 | 25х52х15 | 1 |
| Подшипник КПП первичного вала(задний конец коленвала) | 180502 | 62202-2RS | 15х35х14 | 1 |
| Подшипник КПП, соединение рычага | 2123-1703360 | — | 1 | |
| Подшипник водяного насоса | 1НР16115 | — | 16х30х39 | 1 |
| Подшипник генератора | 830803 | — | 17х64х12/28 | 1 |
| Подшипник генераторак | 180202 | 6202-2RS | 15х35х11 | 1 |
| Подшипник генератора | 180103 | 6003-2RS | 17х35х10 | 1 |
| Подшипник генератора | 180302 | 6302-2RS | 15х42х13 | 1 |
| Подшипник генератора | 180303 | 6303-2RS | 17х47х14 | 1 |
| Подшипник раздатки,вал ведущий | 750706 | — | 30х75х22,9 | 1 |
| Подшипник раздатки, валы промежуточный и ведущий | 750306 | — | 30х72х19 | 1 |
| Подшипник раздатки, вал промежуточный | 12507 | NF2207 | 35х72х23 | 1 |
| Подшипник раздатки, передняя опора дифференциала | 50209 | 6209N | 45х85х19 | 1 |
| Подшипник раздатки, вал ведущий, задняя опора дифференциала | 209 | 6209 | 45х85х19 | 1 |
| Подщипник полуоси заднего моста | 180508 | 62208-2RS | 40х80х23 | 2 |
| Подшипник дифференциала переднего и заднего моста | 6У-2007807АЕК1 | — | 35х62х16 | 2 |
| Подшипник шестерни ведущей переднего и заднего моста | 6-7705А | — | 28х67х20,5 | 2 |
| Подшипник шестерни ведущей переднего и заднего моста (задняя опора) | 6-7807ЕУШ3 | — | 35х73х27 | 2 |
| Подшипник вала привода переднего и заднего моста | 305 | 6305 | 25х62х17 | 2 |
| Подшипник корпуса внутреннего шарнира переднего моста | 50306 | 6306N | 30х72х19 | 1 |
| Подшипник передней ступицы | 6-2007108А | 32008Х | 40х68х19,2 | 4 |
| Подшипник рулевого механизма, опора нижняя | 996805 | — | 28х50х20,2 | 1 |
| Подшипник рулевого механизма, опора верхняя | 996905 | — | 28х47х13,2 | 1 |
| Подшипник муфты выключения сцепления | 520907 | — | 37х62х14/21 | 1 |
Если брать Ладу Калина, то есть ВАЗ 1118 и 1119, туда ставятся такие же подшипники, что и на ВАЗ 2110. Но на переднюю ступицу колеса ставим подшипник 256707. Нужно отметить, что многие автолюбители стараются поменять подшипник российского производства на подшипник от компании SKF. Кстати и очень правильно делают. Особенно, если машина новая, не разбитая. Зато и долговечность выше и экономия на СТО.
Внимание покупателей подшипников Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас: +7(499)403 39 91
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
|
Внимание покупателей подшипников
Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
tel:+7 (495) 646 00 12
[email protected]
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте
Внимание покупателей подшипников
Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
tel:+7 (495) 646 00 12
[email protected]
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте
история изобретения, разновидности, их преимущества и недостатки
Без подшипников очень трудно представить современную жизнь, и уж подавно – производство. Подшипник совершенно незаменим в подавляющем большинстве вращающихся деталей самых различных узлов и механизмов. Они повсеместно применяются как в миниатюрной технике бытового назначения, так и в гигантских механизмах производственного промышленного оборудования.
Ни одно предприятие, ни одно производственное объединение, ни один промышленный комплекс не в силах отказаться от использования подшипников, имеющих при этом ограниченный срок службы. Все потому, что подшипникам не существует на сегодняшний день реальной альтернативы.
В связи с этим эффективность и бесперебойность работы, а значит, и экономическая эффективность каждого предприятия, производственного объединения или промышленного комплекса, напрямую зависит от своевременной замены отслуживших свое, поставки и монтажа новых, а также ремонта вышедших из строя подшипников.
История изобретения и эволюции подшипника
Все новое – это хорошо забытое старое. Это бессмертное и не менее гениальное высказывание можно смело применить практически ко всем технологиям современности. Применимо оно и к подшипнику, несмотря на то, что со времен его изобретения и до наших дней подшипник прошел долгий эволюционный путь, прежде чем принял привычную всем нам форму. Правда, в данном случае правильнее будет сказать так: «все новое – это эволюционировавшее старое».
Давайте оглянемся назад и вспомним, как было дело.
Итак, в 3500 году до н.э. представители небезызвестной египетской цивилизации уже во всю пользовались хоть и примитивными, но вполне эффективными опорными подшипниками, правда, еще без применения шариков.
Приблизительно в 700-м году до н.э. цивилизация кельтов знала и достаточно успешно и широко использовала цилиндрические подшипники качения.
В 330 году до н.э. греческому военному инженеру Диаду удалось создать осадную машину с использованием примитивных подшипников. Она представляла собой тяжеленный таран, которые с легкостью передвигался по роликовым направляющим. Таким образом на практике был применен основной принцип действия подшипников качения, т.е. трение скольжения было заменено на трение качения, что позволило машине выполнять поставленные перед ней задачи при использовании не такой уж и значительной силы.
В 1490 году н.э. великий гений того времени Леонардо да Винчи поделился с миром первыми чертежами подшипника качения. Это вызвало настоящий фурор в определенных кругах, но практического применения не нашло.
В 1794 году Филип Вогхэм запатентовал первый аналог современного подшипника качения. К сожалению, его образец так и не был применен на практике, так как для полноценной реализации идеи не было подходящих технических возможностей – ручная полировка шариков не давала требуемой точности.
В 1839 году американский ученый Исаак Бэббит стал изобретателем сплава, благодаря которому стало возможным производство шариков для полноценных подшипников качения. В состав сплава входили свинец, медь, сурьма и олово.
Вслед за этим последовал бум технически обоснованных конструкций шарикоподшипника, многие из которых были запатентованы. А в 1853 году Филлипом Морицом Фишером был сконструирован первый педальный велосипед, в механизмах которого применялись самые настоящие подшипники.
Последним значимым для старта повсеместного распространения и применения подшипников событием стало создание Фридрихом Фишером в 1883 году машины, благодаря которой можно было производить шлифование шариков из закаленной стали. При этом точность шлифовки находилась на недосягаемом до этого момента уровне. Создание этой машины сделало возможным основание знаменитого швейнфуртского подшипникового завода, благодаря чему подшипники качения стали использоваться повсеместно.
С тех пор технологии производства подшипников неустанно совершенствовались. В конце концов подшипник приобрел знакомый нам вид, и сегодня ни одно производство невозможно представить без его использования.
Наиболее популярными и востребованными сегодня являются подшипники качения и скольжения, и сейчас мы поговорим о них более основательно.
Подшипники качения, их разновидности, преимущества и недостатки
В основе принципа действия такого подшипника лежит использование силы трения качения. Подшипник качения представляет собой конструкцию, состоящую из двух металлических колец с желобами, между которыми помещены шарики или ролики/иглы, зафиксированные внутри сепаратора, установленного между кольцами. В некоторых разновидностях таких подшипников не используется сепаратор.
Подшипники качения классифицируют в зависимости от:
- Вида тел, используемых для достижения качения – шариковые и роликовые/игольчатые.
- Типа нагрузки – радиальные, радиально-упорные, упорные, линейные, а также шариковые винтовые передачи.
- Количества рядов шариков или роликов/игл – однорядные, двурядные, многорядные.
- Возможности компенсировать отсутствие соосности вала и втулки – самоустанавливающиеся и несамоустанавливающиеся.
Подшипники качения обладают такими преимуществами:
- Высокий КПД, достигаемый благодаря минимальным потерям от трения
- В разы, а то и в десятки раз меньший момент трения, чем в подшипниках скольжения
- Отсутствие необходимости использования дорогостоящих цветных металлов, без которых невозможно эффективное функционирование подшипников скольжения, что положительно сказывается на себестоимости производства подшипников качения
- Возможность создавать подшипники практически любых габаритов в осевом направлении, что расширяет диапазон их применения
- Прекрасные эксплуатационные характеристики и неприхотливость в обслуживании, относительная простота замены
- Минимальный расход смазки
- Низкая стоимость, что является следствием массовости производства и используемых при этом материалов
- Высокая степень взаимозаменяемости, что положительно сказывается на простоте и скорости ремонта различных машин и оборудования
Но есть у них и недостатки:
- Относительно ограниченный диапазон применения – сверхвысокие скорости и большие нагрузки, включая ударные и вибрационные, неподвластны таким подшипникам
- Значительная масса и габариты в радиальном направлении
- Невозможность создания бесшумных подшипников, что вызвано погрешностью форм
- Относительная сложность установки подшипниковых узлов
- Необходимость очень точной установки: неточность может вывести узел из строя
- При изготовлении небольших партий подшипников нестандартных типоразмеров значительно возрастает их себестоимость
Подшипники скольжения, их разновидности, преимущества и недостатки
Подшипник скольжения состоит из корпуса с отверстием, в котором располагается смазочное приспособление, а также втулка из антифрикционного материала (как правило, используется сплав из цветных металлов). Вал вращается благодаря предусмотренному между ним и отверстием втулки зазору. Этот зазор тщательно рассчитывается, чтобы обеспечить эффективное функционирование подшипника.
Трение скольжения в таких подшипниках разделяется на:
- Жидкостное. Благодаря слою жидкой смазки отсутствует непосредственное постоянное соприкосновение поверхностей вала и подшипника. Непосредственный контакт может либо отсутствовать полностью, либо быть непостоянным – на некоторых участках.
- Граничное. Смазочный материал представляет собой тонкую пленку, а соприкосновение подшипника и вала либо полное, либо затрагивает участки значительной протяженности.
- Сухое. Смазка не применяется, а соприкосновение подшипника с валом происходит по всей длине, либо на участках значительной протяженности.
- Газовое. Благодаря наличию газовой прослойки между валом и подшипником невозможно непосредственное их соприкосновение.
Смазка в подобных подшипниках применяется жидкая, пластичная, твердая или газообразная.
Подшипники скольжения классифицируются в зависимости от:
- Формы отверстия – одно- и много-поверхностные; со смещением или без смещения поверхности; со смещением или без смещения центра.
- Направления воспринимаемой нагрузки – радиальные, осевые, радиально-упорные.
- Конструкции – неразъемные, разъемные и встроенные.
- Числа используемых масляных клапанов – с одним или несколькими.
- Регулируемости – регулируемые и без такой возможности.
Подшипники скольжения обладают такими преимуществами:
- Значительный диапазон применения благодаря способности нормально функционировать на сверхвысоких скоростях вращения и при больших нагрузках, включая вибрационные и ударные
- Экономичность при использовании вала значительного диаметра
- Пригодность для применения в качестве разъемного подшипника (например, коленчатый вал)
- Возможность регулировать зазор, что позволяет установить ось вала с максимальной точностью
Есть у них и ряд недостатков:
- Не самый высокий КПД, в связи с заметными потерями от трения
- Невозможность работы без постоянного смазывания
- Неравномерность износа цапфы и самого подшипника
- Высокая себестоимость, потому как при производстве зачастую применяются цветные металлы
- Значительная трудоемкость производства
Ну что же, надеемся эта статья была Вам интересна и полезна – внесла больше ясности в Ваши представления о подшипниках, что сделает Вашу работу более эффективной.
Компания ООО «ЦПК» уже 18 лет является надежным партнером по поставке подшипников. Если вы решили работать с профессионалами, то обращайтесь к нам!
Получить консультацию и приобрести данные позиции можно позвонив по
многоканальному тел. +7 (495) 247-87-27 или
отправить запрос по Email [email protected],
а также связавшись с персональным менеджером!
Основные типы подшипников качения.
Основные типы подшипников качения
Шариковый радиальный однорядный подшипник (рис. 1) – самый распространенный в машиностроении тип подшипников качения. Конструкция этого подшипника качения наиболее простая, и подразумевает восприятие, преимущественно, радиальной нагрузки.
Благодаря желобкам на внешнем и внутреннем кольцах такие подшипники могут воспринимать и незначительные осевые нагрузки, направленные в ту или иную сторону. Это свойство шариковых однорядных подшипников обычно используется для фиксации вала в осевом направлении.
Он дешев в изготовлении, допускает значительный перекос внутреннего кольца относительно наружного (до 0˚10‘). При одинаковых габаритных размерах шариковый радиальный однорядный подшипник работает с меньшими потерями на трение и при большей частоте вращения вала, чем любой из других типов подшипников качения.
Шариковый радиальный сферический двухрядный подшипник (рис. 2) предназначен в основном для восприятия радиальной нагрузки. Одновременно он способен воспринимать незначительную осевую нагрузку в обоих направлениях.
Особенностью конструкции такого подшипника является то, что дорожка качения на внешнем (наружном) кольце выполнена по сфере. Благодаря этому подшипник способен работать при значительном (до 2˚ и более) перекосе внутреннего кольца относительно наружного. Способность самоустанавливаться и определяет область его применения.
Роликовый радиальный сферических двухрядный подшипник (рис. 3) обладает теми же свойствами, что и шариковый сферический, но обладает наибольшей грузоподъемностью среди всех других подшипников таких же габаритных размеров.
Роликовый радиальный подшипник с короткими цилиндрическими роликами (рис. 4) воспринимает большие радиальные нагрузки, обладает значительно большей грузоподъемностью, чем шариковый радиальный однорядный подшипник такого же размера. Конструкция этого подшипника допускает незначительное осевое смещение колец, но он чувствителен к взаимному перекосу внутреннего и наружного кольца. Такие подшипники устанавливаются на жестких коротких валах при повышенных требованиях к соосности посадочных мест.
Применяют в качестве «плавающих» опор (например, для валов шевронных зубчатых колес и т. п.).
При необходимости осевой фиксации вала, нагруженного незначительной осевой силой одного направления, применяют подшипники с бортом на наружном кольце (тип 12000, рис. 4, б), а для осевой фиксации в двух направлениях – подшипники с одним бортом на внутреннем кольце и плоским упорным кольцом (тип 92000, рис. 4, в).
Роликовый радиальный игольчатый однорядный подшипник (рис. 5) воспринимает только радиальную нагрузку. При сравнительно небольших радиальных размерах он обладает высокой радиальной грузоподъемностью.
Для уменьшения диаметрального размера широко используется без внутреннего кольца. Из-за отсутствия сепаратора характеризуется высокими потерями на трение между иглами и низкими значениями предельных частот вращения. Перекос внутреннего кольца относительно наружного не допустим.
Обычно такие подшипники используются для работы в режиме качательного движения.
Шариковый радиально-упорный однорядный подшипник (рис. 6) предназначен для восприятия комбинированных (радиальных и осевых) нагрузок. Способность воспринимать осевую нагрузку зависит от угла контакта α = 5…45˚; с увеличением угла контакта возрастает воспринимаемая подшипником односторонняя осевая нагрузка. Подшипники, смонтированные попарно, воспринимают осевые силы, действующие в обоих направлениях.
При монтаже такие подшипники требуют регулировки осевого зазора.
Сепараторы для шариковых радиально-упорных однорядных подшипников обычно выполняют массивными, способными прочно и точно удерживать шарики относительно колец.
Роликовый конический подшипник (рис. 7 и 8) воспринимает одновременно радиальную и одностороннюю осевую нагрузки. Обладает большой грузоподъемностью. По применению в машиностроении стоит на втором месте после шариковых радиальных однорядных подшипников. Такие подшипники очень чувствительны к взаимному перекосу наружного и внутреннего колец, а при монтаже требуют регулировки осевого зазора.
При повышенных требованиях к соосности посадочных мест подшипники устанавливают попарно на жестких коротких валах.
Применяются при средних и низких частотах вращения.
Шариковый упорный подшипник (рис. 9, а) воспринимает одностороннюю осевую нагрузку. Для восприятия осевых сил попеременно в обоих направлениях устанавливают двойной упорный подшипник (рис. 9, б). Такие подшипники применяют при средних и малых частотах вращения, поскольку на большой скорости возможно заклинивание шариков между обоймами (кольцами) вследствие значительных центробежных сил.
***
Материалы деталей подшипников
Детали подшипников качения работают в условиях высоких контактных напряжений, поэтому должны иметь повышенную прочность, однородность и твердость. При подборе металла для изготовления подшипников качения большое внимание уделяется его качественным физико-механическим характеристикам и технологической чистоте. Для удаления нежелательных примесей используют вакуумную дегазацию, электрошлаковый и вакуумно-дуговой переплав.
Кольца и тела качения изготовляют из специальных шарикоподшипниковых высокоуглеродистых хромистых сталей марок ШХ15, ШХ15СГ, ШХ15СГ-В и др. Кольца имеют твердость Н = 61…66 HRC, тела качения – Н = 63…67 HRC.
Большое влияние на работоспособность и ресурс подшипника оказывает качество сепаратора. Сепаратор разделяет, направляет и удерживает тела качения, заставляя их перемещаться в строгом порядке, не контактируя между собой.
Сепараторы чаще всего штампуют из мягкой углеродистой стали марок 08 КП, 10 КП. Для высокоскоростных подшипников сепараторы выполняют массивными (рис. 10) из текстолита, фторопласта, латуни или бронзы. Материалы перечислены в порядке увеличения быстроходности подшипников.
При невысоких скоростях вращения и при качательном движении применяют подшипники без сепараторов (рис. 11).
***
Характер и причины отказов подшипников качения
В результате длительной и интенсивной эксплуатации подшипников нередко имеют место различные поломки, частичные и полные отказы, что приводит к неисправности узла, механизма или машины в целом.
Внешними признаками нарушения работоспособности подшипников являются: потеря точности вращения, повышение шума и вибрации, повышенное сопротивление вращению.
Наиболее характерные причины поломок подшипников качения приведены ниже.
Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей тел качения и дорожек качения колец является основным видом разрушения подшипников при хорошем смазывании и защите от попадания абразивных частиц.
Усталостное выкрашивание проявляется образованием на рабочих поверхностях деталей подшипника дефектов в виде крохотных раковин, щербинок или отслоений (шелушений). Причиной появления таких дефектов является циклическое контактное напряжение, которое вызывает наиболее негативные последствия в условиях хорошей смазки узла.
Циклические контактные напряжения характеризуются образованием в зоне контакта деталей микроскопических трещин, которые при цикле нагружения заполняются смазочным материалом. При снятии нагрузки (при цикле разгружения) смазочный материал не полностью вытесняется из трещины, и при последующем цикле нагружения создает своеобразный клиновый эффект, способствующий прогрессивному развитию микротрещины. В результате от поверхности металла откалывается крохотная чешуйка и образуется раковина или щербинка.
При длительной работе подшипника в описанных выше условиях зона поражения усталостным выкрашиванием может достигать значительных размеров, охватывая всю поверхность рабочей дорожки или тела качения. Это приводит к шуму и вибрациям при работе узла, а в дальнейшем возможен полный отказ механизма.
Смятие рабочих поверхностей дорожек и тел качения (образование лунок и вмятин) вследствие местных пластических деформаций под действием вибрационных, ударных или значительных статических нагрузок.
Абразивное выкрашивание имеет место при плохой защите подшипника от попадания абразивных частиц. Для устранения негативных последствий абразивного износа применяют специальные уплотнения, предотвращающие попадание внутрь подшипника посторонних частиц. Это позволяет значительно увеличить ресурс подшипников качения, которые работают в условиях возможного загрязнения.
Для подшипников, работающих в конструкции закрытых агрегатов или редукторов этот вид разрушений менее актуален, чем усталостное выкрашивание или смятие рабочих поверхностей.
Разрушение сепараторов от действия центробежных сил и воздействия на сепаратор разноразмерных тел качения иногда имеет место в быстроходных подшипниках. Центробежные силы, стремящиеся отбросить тела качения к внешнему кольцу подшипника, пропорциональны квадрату частоты вращения и достигают внушительных значений, поэтому способны разорвать нежные перегородки сепаратора.
Разрушение колец и тел качения вследствие перекосов колец или вследствие перегрузок ударного характера (скалывание бортов, раскалывание колец и др.). Этот тип отказа подшипников обычно возникает из-за отклонений от номинального режима работы узла или всего механизма, поэтому его предотвращение возможно только увеличением общего запаса прочности подшипника.
***
Статьи по теме «Подшипники качения»:
Общие сведения о подшипниках качения
Расчет и подбор подшипников качения
Примеры решения задач на подбор подшипников
Конструирование подшипниковых узлов
Обозначение и маркировка импортных подшипников