Назначение подшипников

     Подшипник, как часть опоры или упора, поддерживающая вал.

    Основное назначение подшипников  - это необходимое поддержание валов и осей, вращающихся в определенном порядке относительно окружающего пространства. Подшипники обеспечивают этим конструкциям нужный уровень качания (вращения), при этом воспринимая нагрузки, которые воздействуют на них в процессе работы.  Можно также сказать, что назначение подшипников – это влияние на снижение потерь в трении, износе и энергии, которые могут происходить в процессе работы вала или опоры.

Основные типы современных подшипников.

Подразделение подшипников происходит по двум основным критериям, - это тип трения и вид нагрузки, воспринимаемой механизмом.

Чтобы условно разделить подшипники по типу трения, введено две основные категории изделий:

• Подшипники скольжения. Конструкция такого изделия предполагает скольжение опорного участка вала (распределительного, коленчатого) по поверхности подшипников.
• Подшипники качения. Такие изделия заменяют силу трения путем внедрения качения посредством использования роликов или шариков, которые располагаются между поверхностями опоры вала и подшипника. Эти конструкции могут быть упорными (воспринимать нагрузки по оси), радиальными (воспринимать соответствующие нагрузки), радиально-упорными (воспринимать и такие, и такие нагрузки)

 Особенности конструкции подшипников.

Если речь идет об особенностях конструкции радиального характера, то это, в первую очередь, зависит от назначения подшипников и его режима работы. В процессе сборки узлов разной направленности нужно помнить об особенностях установки радиального зазора, который будет устанавливаться между телами, предназначенными для качения.

Кроме вышеперечисленного, обработка цапфы вала напрямую зависит от назначения подшипника. Поэтому, посадка изделия может быть следующего характера:

• Легкоходовая
• Широкоходовая
• Обычная ходовая

Рекомендации по увеличению срока службы подшипников.

Чтобы увеличить эффективность работы подшипников, необходимо внимательно следить за уровнем нагрузок, которые распределяются на узлы подшипников, а также осуществлять периодические работы по выставлению корректной соосности для правильного вращения валов. В таких случаях, допускается использование лазерной системы центровки. Кроме этого, рекомендуется регулярно проводить динамическую балансировку в опорах изделиях и контролировать состояние смазки в конструкции подшипника.

 Класс точности подшипников

Класс точности подшипника отвечает за его исправную работу на долгий срок.

Класс точности подшипников является немаловажным критерием при подборе необходимого изделия. Так, подшипник, который причастен к низшему классу и его аналог, но более высокого ранга – совершенно разные изделия с совершенно разными характеристиками и областями применения.

Чтобы обеспечить корректную работу определенных станков и других агрегатов, предполагающих высокую точность во вращении распределительного вала, в частности, механизмы, использующиеся в сельскохозяйственной промышленности, необходимо подбирать подшипники самого низкого класса. Стоит отметить, что подшипники, относящиеся к самым высоким классам, еще можно назвать прецизионными и используются такие изделия в основном в машиностроении.Основные виды классов точности и рекомендации по выбору подшипника

Класс точности подшипников – это определенная система маркировки, которая может быть как международной, так и такой, что принята для обихода в Украини.

То, насколько точно изготовлен подшипник, будет влиять на следующие параметры в работе агрегата:

• Скоростные характеристики по вращению
• Уровень вибрации
• Срок эксплуатации

При выборе подшипника важно помнить о том, что класс точности подшипников напрямую влияет и на его работоспособность, в частности на показатель потерь на трения при вращательно-поступательной работе. Чем выше точность изготовления подшипника, тем будет меньше показатель трения при работе тел качения, обойм и сепаратора. Соответственно, уровень выделяемого тепла будет гораздо ниже, чем при работе подшипников низкого ранга, а скорость вращения – на несколько порядков выше.

Предельный уровень частоты вращения, выдвигаемый по ГОСТ, относится к 0 классу точности. Используя подшипники, относящиеся к 5 классу, можно существенно повысить показатель скорости радиальных шариковых подшипников, а также радиально-упорных. Это утверждение относится к изделиям, относящимся к роликоподшипникам радиального характера с короткими роликами цилиндрической формы – скорость вращения повышается в полтора раза. Используя аналогичные изделия, но относящиеся к четвертому классу, можно обнаружить повышение скорости вращения в два раза.

Выбирая высокий класс точности подшипников, следует помнить о том, что будут существенно возрастать требования по точности ко всем составляющим подшипника, вне зависимости от места расположения.

Пример обозначения классности подшипника (по ГОСТ):

5-46207 Л,

Где «46207»-маркировка подшипника шарикового, радиально-упорного.

«Л»- сепаратор данного подшипника выполнен из латуни

«5-»    класс подшипника, в данном случае - пятый. 

Пример обозначения аналогичного импортного подшипника (по ISO):

7207 E.MP.P5

Где Р5-класс точности подшипника шарикового радиально-упорного. В данном случае – пятый.

МР - латунь, материал сепаратора.

Зазоры в подшипниках

Подшипник с правильно подобранными зазорами избавит от шума, нагрева та вибрации.

Зазоры в подшипниках представляют собой расстояние, допускающее смещение наружного кольца изделия относительно его внутреннего аналога без прикладывания дополнительных усилий. Если речь идет о смещении радиального характера, - это радиальный зазор. Соответственно, смещения в направлении оси принято считать осевым зазором.

Предназначение зазоров в подшипниках

Основная роль зазоров в подшипниках заключается в том, чтобы исключить возможность чрезмерного  трения одной поверхности металла  об другую, во время работы частей подшипника. Перед тем, как остановить свой выбор на ассортименте следует внимательно присмотреться к детали и разобраться с ее конструктивными особенностями.

Перед выбором необходимого зазора, необходимо знать предназначение каждого поля допуска, которое может компенсировать следующие факторы:

• Термическое сжатие (расширение) корпуса детали под воздействием определенных температурных режимов
• Посадка с натягом
• Использование алюминия и других материалов, которые могут применяться в роли коленчатого вала или корпуса детали
• Компенсация смещения номинального значения подшипника касаемо расположения относительно других частей

Основные типы зазоров

Если речь идет о нерегулируемом подшипнике, можно провести условное разделение осевых и радиальных зазоров в подшипниках на следующие составляющие:

• Зазор контрольного характера. Значение определяется в конструкции готового подшипника, подвергая его соответствующим нагрузкам для измерительных целей
• Зазор начальный. Это отверстие располагается в конструкции подшипника до процедуры его установки. Чаще всего, его значение приравнивается к зазору контрольного характера, не принимая во внимание небольшие значения упругих деформационных явлений, которые могут возникнуть при измерениях соответствующего зазора
• Установочный (посадочный) зазор. Отверстие возникает в подшипнике после того, как его установили в конструкцию (узел, коленчатый вал).
• Эксплуатационный (рабочий) зазор. Может образовываться при работе подшипника, эксплуатируемого при высоких температурах – происходит нагрузка при равномерно распределении тепла на составляющие изделия.
• Осевой зазор. Используется при создании упорно-радиальных подшипников и создается при монтажных работах. Основная зависимость этого отверстия происходит от того, как располагаются подшипники в комплекте
• Демонтажный (радиальный) зазор. Располагается в роликовом подшипнике или в радиально шариковом. Его величина регламентирована соответствующим ГОСТ.

 Подшипники для станков

Подшипник, как часть опоры или упора, поддерживающая вал

На сегодняшний день существует множество типов подшипников для станков, которые используются в любых промышленных отраслях. Кроме этого, каждое изделие отличается особенностями в эксплуатации и индивидуальными техническими характеристиками.

Технологические особенности подшипников для станков

Подшипники для станков – это изделия, работающие с высоким уровнем нагрузок. При этом, не всегда есть условия для того, чтобы выделялась смазка гидродинамического характера. Поэтому, материал, предназначенный для смазки, будет выдавливаться из той зоны, где происходит трение деталей.  Это утверждение становится особенно актуальным, когда степень нагрузки на деталь приближается к критическому уровню.

Кроме вышеперечисленного, невысокий диапазон скоростей в работе подшипников для станков также способен вызвать некоторые нарушения в выделении смазки гидродинамического характера. Также, при неправильном подборе подшипника и его работе на низких скоростях, может произойти небольшой разрыв пленки масла, которое располагается в соответствующем клине.  Такая поломка может привести к тому, что агрегат будет зацеплять небольшие неровности в поверхности и приводит к появлению микрозадир. Поэтому, чтобы предотвратить возможность появления такого рода неприятностей, следует выбирать подшипники, работающие по принципу сухого трения. Изделия данного типа могут применяться не только при работе со станками, но в и оборудовании, использующемся в химической или автомобильной промышленности.

Основные типы и модификации

Основные типы подшипников для станков – это следующие модификации:

• Упорные подшипники
• Однорядные шариковые радиальные
• Радиальные роликовые, оснащенные короткими роликами цилиндрической формы. Применяются сугубо в конструкции станков из-за своих технических характеристик, поэтому важно приобретать продукцию от именитого бренда, так как попадается много подделок и бракованных изделий.
• Радиально-упорные шариковые. Идеальны для применения в работе станков, обрабатывающих металл. Могут также использоваться и при производстве самих подшипников. Обладают высокой точностью работы
• Роликовые конические однорядные.

Перед покупкой следует определиться не только с типом подшипника, но и видом станка, на котором будут производиться основные работы.
                                                                 

Электроизоляционные (струмоизольовани) подшипники

Высокочастотный электрический ток, протекающий в электродвигателях заметно ухудшает первоначальное качество смазки, а так же вызывает электрическую эрозию тел качении подшипников.

Эти негативные факторы резко сокращают срок службы оборудования.

Для того, что бы избежать лишних затрат, компания «ТехноМастер» предлагает электроизолированные (токоизолированные) подшипники лучших мировых производителей SKF и FAG.

У производителя SKF эти изделия покрыты слоем оксида алюминия. Наносится методом плазменного напыления. В системе обозначения SKF носит маркировку INSOCOAT. Изолятор может быть нанесён как на внутреннее кольцо (VL0271), так и на внешнее кольцо (в маркировке присутствует VL0241).

Немецкий производитель FAG покрывает свои подшипники оксидно-керамическим слоем. При изоляторе на внешнем кольце, подшипник имеет дополнительно обозначение J20A, или J20B, или J20AA. При изолированном внутреннем кольце подшипник дополнительно обозначается J20C.

В большинстве случаев электроизолированные подшипники любого производителя имеют увеличенный радиальный зазор (в маркировке подшипника присутствует С3, либо С4), и непременно латунный сепаратор (буква M в маркировке подшипника).