Обзор существующих видов и марок подшипников: устройство, функциональное назначение, таблица размеров

Все существующие виды подшипников представляют собой сборочный узел, функциональное назначение которого заключается в поддержке подвижной конструкции (оси, вала и т. п. ) с определенной степенью жесткости. Одновременно подшипник выступает в роли одного из элементов опоры, надежно фиксирующего положение в пространстве в совокупности с обеспечением качения, вращения или линейного перемещения.

Разновидности сборочных узлов

В настоящее время технический прогресс, обусловивший неуклонное развитие инженерной мысли, абсолютно не способен развиваться без использования такого, казалось бы, незначительного элемента, как шарикоподшипник. Повсеместное применение этого изделия во всех сферах производства, начиная с миниатюрной бытовой техники и заканчивая грандиозными механизмами производственного оборудования, заставляет признать безальтернативность его использования. Все существующие в настоящее время шарикоподшипниковые узлы делятся на два основных типа: скольжения и качения.

Особенности подшипников скольжения

Конструктивное исполнение этого изделия не отличается сложностью и представляет собой устройство, принцип работы которого заключается в использовании трения скольжения. Основными элементами изделия являются корпус, в отверстии которого установлены приспособление для смазки и особая втулка из материала, обладающего высокими антифрикционными характеристиками.

Вращение подвижной конструкции (оси, вала) происходит благодаря наличию зазора между ним и внутренней поверхностью отверстия корпуса. От скрупулезности расчета указанного зазора всецело зависит эффективность работы всего узла. Тип трения скольжения, используемый в таких подшипниках, подразделяют на несколько базовых категорий:

  • Газовое. Обусловлено присутствием газовой прослойки, гарантированно исключающей возможность соприкосновения поверхностей корпуса и подвижной конструкции.
  • Граничное. Тонкая пленка смазочного материала, покрывающая поверхность изделия, обеспечивает вращение вала (оси), несмотря на его полный (либо частичный) контакт с антифрикционной втулкой.
  • Жидкостное. Возможность непрерывного соприкосновения внутренней поверхности подшипника с осью (валом) исключается ввиду использования смазки, имеющей достаточно жидкую консистенцию.
  • Сухое. Как следует из названия, смазочный материал в этом случае не применяется.

Отметим важность качества и вида смазочного материала, задействованного в работе изделия. В качестве основных видов смазок специалисты позиционируют полимерные, керамические, графитные, нейлоновые и т. д.

Классификация изделий

Модельный ряд подшипников, использующих трение скольжения, достаточно широк и разнообразен. Классифицируются эти изделия в зависимости от присутствия следующих признаков:

  1. Форма отверстия в корпусе. Современные подшипники производятся со смещенными или несмещенными поверхностями и центром, а также имеющие одну или несколько поверхностей.
  2. Число масляных клапанов. Как правило, это один или два, но бывает и больше.
  3. Направление возникающих нагрузок. Определяются как радиальные, радиально-упорные и осевые.
  4. Возможность (или невозможность) выполнения регулировочных работ.

Кроме характеристик, перечисленных выше, огромную роль играет вид конструктивного исполнения узла. Он может быть встроенным, разъемным и неразъемным.

Преимущества и недостатки

Говоря о достоинствах изделий, работа которых основана на трении скольжения, уместно помнить, что определение положительных свойств и характеристик всецело зависит от степени соответствия предполагаемому назначению подшипников. Тем не менее перечень объективно существующих плюсов таких изделий выглядит следующим образом:

  • Неплохой показатель экономичности при использовании подвижной конструкции большого диаметра.
  • Чрезвычайно широкий диапазон применения, обусловленный эффективной работой подшипника в режимах увеличенных вибрационных, ударных и скоростных нагрузок.
  • Возможность регулировки зазора, обеспечивающая высокоточную установку оси вала.
  • Апроприация в качестве изделия разъемного типа.

Вполне логичным будет предположить, что эксплуатация узлов, работающих по принципу скольжения контактных поверхностей, сопровождается и некоторыми минусами. И это действительно так:

  • Наличие существенных потерь, возникающих при трении, значительно снижает КПД (в сравнении с подшипниками качения).
  • Довольно высокая себестоимость, вызванная применением в конструкции цветных металлов и трудоемкостью изготовления.
  • Отсутствие возможности нормального функционирования без использования смазок.
  • Неравномерность износа как самого изделия, так и цапфы.

В настоящее время производится еще несколько групп узлов скольжения, обладающих некоторыми особенностями устройства: самосмазывающиеся, сегментные, шарнирные. Последние являются одними из немногих моделей, прошедших стандартизацию и выпускаемых серийно.

Характеристики подшипников качения

Конструктивное исполнение такого изделия предусматривает наличие следующих элементов: два металлических кольца, на внутренней поверхности которых проточен желобок, шарики, иглы или ролики, размещаемые между кольцами, и фиксирующий их сепаратор, помещенный между ними. Надо заметить, что существует достаточно много моделей подшипников, не имеющих в конструкции таких элементов, как сепаратор или одно из колец. В первом случае это связано с необходимостью получения уменьшенных габаритных размеров изделия, а во втором — увеличения показателя грузоподъемности.

Функционирование узлов основано на принципе использования силы трения качения, при помощи специальных элементов: роликов, шариков или игл.

Признаки классификации

Чем отличаются друг от друга вышеназванные изделия? Признаками, положенными в основу классификации таких узлов, являются:

  1. Направление восприятия нагрузок. По данному признаку подшипники делят на радиальные, воспринимающие исключительно радиальные нагрузки, в крайнем случае осевые, но очень небольшие по величине. Упорные, или рассчитанные на осевые нагрузки. Радиально-упорные и упорно-радиальные, предназначенные для комбинированных нагрузок в различных процентных соотношениях. Кроме того, следует отметить, что радиальные изделия могут быть открытыми и закрытыми, то есть защищенными уплотнениями с одной или двух сторон.
  2. Количество рядов. Различают однорядные, двухрядные и многорядные.
  3. Конфигурация тел качения. Может быть шариковой или роликовой.
  4. Габариты или размерные серии. По ширине различают особо широкие, широкие, нормальные и узкие изделия. Радиальные габариты делят подшипники на тяжелые, средние, легкие и сверхлегкие. Самое широкое распространение получили средние, легкие и особо легкие серии.
  5. Самоустанавливаемость (один из базовых конструктивных признаков). Классификация признает подшипник, допускающий взаимный перекос колец от 40 до 80, не самоустанавливающимся. Если данный показатель менее 40 — изделие самоустанавливающееся.
  6. Класс точности. В соответствии с этим признаком узел может соответствовать нормальному, повышенному, высокому, прецизионному и сверхпрецизионному классу.
  7. Специальные технические требования. Они подразумевают деление на теплостойкие, коррозионно-стойкие, высокоскоростные, самосмазывающиеся, немагнитные, малошумные и некоторые другие.

Еще одним из признаков, по которым производится классификация подшипников качения, служат конструктивные особенности изделий. Их достаточно много, но группа основных системных идентификаторов выглядит примерно так:

  • отверстие конической формы, обеспечивающее фиксацию на валу посредством закрепительных втулок;
  • выполнение одного из колец разъемным;
  • наличие на наружном кольце выступа, предназначенного для его монтажа в корпусе узла;
  • присутствие защитных шайб, уплотнений и т. п. ;
  • наличие выпуклых участков поверхности качения роликовых подшипников, увеличивающее значение допустимого угла перекоса.

В классификации определена еще одна разновидность изделия — магнитного узла или подвеса. Его работа основана на принципе использования левитации, созданной магнитным и электрическим полями. Особенность их функционирования заключается в возможности подвеса и бесконтактного вращения вала, исключающего возникновения трения и износа.

Плюсы и минусы использования

Требования ГОСТа устанавливают предельно жесткие нормативы, регламентирующие производство подшипников такой конструкции. Соответствие указанным положениям обеспечивает изделиям наличие следующих преимуществ:

  • Отсутствие необходимости использования дорогостоящих цветных металлов, что благоприятно влияет не только на себестоимость изделия, но и на цену, предлагаемую потребителю.
  • Исключительно высокий КПД, обеспечиваемый многократным уменьшением момента трения и, как следствие, достижением минимальных потерь.
  • Возможность производства подшипников практически любых габаритных размеров, что существенно расширяет диапазон сфер их применения.
  • Превосходные эксплуатационные характеристики, простота замены и неприхотливость в техническом обслуживании.
  • Минимальный расход смазки.
  • Приемлемая цена, обусловленная массовостью производства и оптимальностью количества применяемых материалов.
  • Высокая степень взаимозаменяемости, позитивно сказывающаяся на простоте и скорости проведения ремонтных работ оборудования и машин, в конструкцию которых включены подшипники качения.

Вместе с тем изделия такого типа по определению не могут характеризоваться исключительно достоинствами. Как и любой из механизмов, они имеют конкретные, пусть несущественные, но недостатки:

  • Ограничения в использовании. В подавляющем большинстве случаев расшифровка марки информирует о полной непригодности применения подшипников качения в оборудовании, функционирование которого происходит на сверхвысоких скоростях и сопровождается повышенными ударными и вибрационными нагрузками.
  • Невозможность создания абсолютно бесшумных узлов вследствие погрешности форм.
  • Достаточно большие показатели собственной массы и габаритов, определяемых в радиальном направлении.
  • Необходимость соблюдения максимально возможной точности в процессе установки изделия. Даже небольшие погрешности приводят к выходу из строя всего узла раньше установленного срока.

Кроме того, практика показывает рост количества заявок на изготовление небольших партий изделий, обладающих нестандартными типоразмерами. Это вызывает значительное увеличение их отпускной стоимости.

Таблица размеров

Каталог шариковых подшипников по размерам призван помочь в поиске оптимального технического решения. Подбор подшипников по размерам, таблица которых содержит бесценную информацию о таких параметрах изделий, каковыми являются величина диаметра внутреннего (внешнего) кольца, ширина изделия и т. п. , обеспечивает не только правильный выбор комплектующих, но и быстрый подбор аналогов. Таким образом, можно утверждать, что использование таблицы размеров подшипников качения является достаточно важным фактором в обеспечении бесперебойности рабочего процесса.

И в заключение необходимо рассмотреть еще один немаловажный момент, касающийся срока службы подшипников. Существует несколько факторов, непосредственно влияющих на продолжительность эксплуатации этих изделий:

  1. Защищенность от негативного воздействия внешней среды.
  2. Усталостное разрушение металла, использованного для изготовления элементов узла и следующее за ним «крошение».
  3. Твердость и степень обработки подвижной конструкции.
  4. Применение установленных производителем типов и количества смазочных материалов.

Современные марки стали, в совокупности с высоким качеством исполнения, способны обеспечивать шарикоподшипникам возможность увеличения номинального ресурса, заявленного производителем. Единственными условиями такого продления являются контроль показателей контактных нагрузок и соблюдение нормативов технического обслуживания.

У многих механизмов, существующих в настоящее время, есть подшипники, которые позволяют им вращаться. Поэтому ни одно вращающееся движение не может быть осуществлено без них. Но даже такая, вроде бы незаменимая, но в то же время незаметная часть механизма, может быть разным и по размерам и по своим техническим характеристикам, особенно учитывается диаметр, размеры которого представляют обычно в таблице. Но каким бы ни была эта деталь, как бы она не выглядела и каковы бы ни были ее технические характеристики, она должен выполнять только одну задачу — обеспечивать детали вращение или же необходимый поворот.

Правила работы с подшипниками

Подшипник должен быть надежным, но иногда условия, в которых ему приходится обеспечивать вращение, не соответствуют его нормальному функционированию. Также точно и условия могут влиять на то, что подшипник даже в хороших условиях вдруг может выйти из строя.

Поэтому существуют специальные правила эксплуатации этой части, и к ним стоит отнестись очень серьезно, чтобы ваша деталь смогла проработать как можно дольше. Например, не стоит его перегружать и следить за тем, чтобы он работал лишь положенный временной отрезок, а не более. Еще одним правилом следует считать то, что его стоит подбирать такой, чтобы он идеально подходил по размеру, по диаметру и по другим техническим характеристикам.

Например, по размерам можно найти самые разные подшипники: от миниатюрных и до самых гигантских размеров. Есть и другое деление: высокоскоростные, тихоходные, максимально точные и другие. Все эти деления зависят от того, куда и как вы собираетесь использовать этот важный элемент вращающего движения.

Конструкция подшипников

Продолжая разговор о подшипниках, нельзя пропустить и его конструкцию. А ведь в самом элементе, обеспечивающим вращение, очень много деталей, из которых он состоит. И к каждой из них стоит отнестись очень серьезно, ведь стоит одной из них выйти из строя и дальнейшая эксплуатация подшипника становится просто невозможной.

Комплектующие детали подшипника:

  • Тела качения.
  • Втулки.
  • Гайки.
  • Шайбы.
  • Кольца.
  • Винты.
  • Скобы.
  • Шарики.

Конечно же, этот список деталей подшипника можно было бы и дальше перечислять, но все же стоит все это изучить на практике и разобраться в каждом элементе отдельно, чтобы потом было легко его найти.

Типы подшипников

Существует несколько делений подшипников на разные типы. В основе каждого такого деления лежит какой-то признак, который и является основным для отнесения важного элемента для вращения к тому или иному типу.

Первое такое деление основывается на том, как нагрузка воздействует на подшипник и заставляет его работать. Но ведь и нагрузка бывает разной. Соответственно, и группы подшипника будет задействованы в зависимости от того, как нагрузка действует на него.

Группы, зависящие от действия нагрузки:

  • Радиальные.
  • Упорные.
  • Радиально-упорные.

Рассмотрим подробно каждую из этих групп. Итак, первая группа – радиальная. Такие подшипники могут действовать лишь под воздействием радиальной нагрузки. Редко они действуют и под осевой нагрузкой, если используются роликовые элементы для вращения, которые имеют необходимый диаметр.

Вторая группа — упорные элементы для вращения. Они прекрасно работают лишь только тогда, когда ощущают действия осевых нагрузок. Третья группа – радиально-упорные, которые могут действовать под любыми видами нагрузок. Им не страшны ни радиальные, ни упорные нагрузки.

Есть и другое деление подшипников, в основе которого положено форма тел для качения, а также их диаметр. Существуют два вида: шариковые и роликовые. Первый вид – шариковые. В их основе лежит качение такого тела, которое по своей форме похоже на шарики и имеют небольшой диаметр. В основе второго вида – роликового, лежит другая форма качения, то есть ролики определенного диаметра.

По своей конструкции подшипники можно разделить на два вида: самоустанавливающиеся и не самоустанавливающиеся. Такие элементы для вращения еще называют и сферическими. Обычно разделение на эти два вида не требуют какого-либо дополнительного объяснения, Но главное не забывать о диаметре и как можно чаще заглядывать в специальные таблицы, где они и представлены с пояснениями.

Существует еще одно деление подшипников, которое зависит не только от его диаметра или размера, но прежде всего от качения тел самого подшипника, которые могут быть как роликовые, так и шариковые. Такой элемент для вращения может быть, несмотря на формы шариков или роликов, одно-, двух-, трех- или четырехзарядным.

Применяемость подшипников

Зная диаметр подшипника, его конструкцию и размеры, а также форму качения: шарики или ролики, можно будет определить, насколько важен будет этот элемент для вращения пользователю. Особенно это важно тем, кто занимается каким-либо ремонтом техники. Например, автомобильной, тракторной или мототехнике. Но есть и другая применяемость подшипников, которая заключается в знании его размера.

Стоит более подробно остановиться на том, как обозначаются в таблицах подшипники. Обычно на каждом элементе для вращения написано что-то буквами и цифрами. Такие условные обозначения обозначают и диаметр в том числе. Насколько точно изготовлена деталь указывает буква, которая стоит перед цифрой.

Цифры указывают на размер отверстия, на то, что особенного есть в его конструкции, например, шариковые или роликовые формы тел. Обычно первые две цифры на детали для вращения указывают на диаметр. Но ведь даже диаметр может быть разный, поэтому стоит быть очень внимательными к цифрам.

Так, детали скольжения, которые необходимы для автомобильного строения, не очень строго относятся и к диаметру, и к тому, что используются шарики или ролики. Другое дело деталь для качения, где все должно быть строго инструкции.

Например, шариковая деталь скольжения широко применяется для изготовления запчастей автомобиля. Чтобы нагрузка в данном случае была больше, необходимо правильно использовать шарики. Стоит помнить, что желоб должен быть больше шарика. Кстати, шариковые детали позволяют их использование и под разными углами.

Но зато роликовые детали обеспечивают высокую скорость, которая необходима очень часто. Не стоит смешивать все типы подшипников, иначе потом при работе шарики будут мешать работе роликам и наоборот. Поэтому стоит следить за формой качения, если это шарик, то такую шариковую деталь необходимо использовать по назначению. В настоящее время шариковые детали для вращения используются намного чаще, чем все остальные.

  • Автор: Фёдор Ильич Артёмов
  • Распечатать

Оцените статью:

(1 голос, среднее: 1 из 5)

Международная организация по стандартизации разработала общие требования к основным размерам:

  • Метрических радиальных подшипников качения — стандарт ISO 15:1998 (за исключением конических роликоподшипников);
  • Метрических радиальных конических роликоподшипников — стандарт ISO 355:1977;
  • Метрических упорных роликоподшипников — стандарт ISO 104:2002;
  • Для иных серий применяется «европейская» система обозначений.

Обозначение типов подшипников

Идентификационный код подшипника составлен из ряда букв и цифр, имеющих определенное значение, и разделен на три составные части, начиная слева направо:

  • Первая часть — конструктивное исполнение подшипника;
  • Вторая часть — размерная серия подшипника;
  • Третья часть — диаметр отверстия подшипника.

 

Первая часть условного обозначения отображает конструктивную форму. Данная часть всегда указана в цифровой форме, за исключением цилиндрических роликоподшипников и шарикоподшипников со съемным кольцом.

Вторая часть условного обозначения отображает тип подшипника:

0          Радиально-упорные шарикоподшипники

1          Самоустанавливающиеся шарикоподшипники

2          Сферические роликоподшипники, сферические упорные роликоподшипники

3          Конические роликоподшипники

4          Двухрядные радиальные шарикоподшипники

5          Упорные шарикоподшипники

6          Однорядные радиальные шарикоподшипники

7          Однорядные радиально-упорные шарикоподшипники

8          Упорные цилиндрические роликоподшипники

N         Цилиндрические роликоподшипники (за буквой “N” могут следовать еще одна или две буквы, указывающие на конструкцию упорных бортиков цилиндрических роликоподшипников, например, NJ, NU, NUP)

QJ       Шарикоподшипники с четырехточечным контактом

Вторая часть условного обозначения отображает размерную серию подшипника: могут определяться и иные размеры подшипника, точнее наружный диаметр и ширина, в соответствии с диаметром отверстия. При одинаковом отверстии и наружном диаметре, подшипник может иметь разную ширину. Поэтому можно условно разделить комбинацию на серию диаметров и серию ширины.

 

Серия диаметров так же, как и серия ширины, обозначаются целыми числами; оба номера создают размерную серию подшипников. Приступив к определению обозначения слева направо, первый номер указывает на серию ширины, второй — на серию диаметров. Такая комбинация носит называние Размерная Серия, и предшествует код диаметра отверстия. Если тип подшипника предусматривает лишь одну серию ширины, номер ширины не указывается. В состав обозначения Размерной Серии будет входить исключительно цифра, содержащая серию диаметров.

Третья часть отображает диаметр отверстия и включает в себя две цифры, имеющие следующую систему кодирования:

00 = отверстие Ø 10 мм
01 = отверстие Ø 12 мм
02 = отверстие Ø 15 мм
03 = отверстие Ø 17 мм
04 = отверстие Ø 20 мм (точнее 20 : 5 = 04)
05 = отверстие Ø 25 мм (точнее 25 : 5 = 05)
… до:
96 = отверстие Ø 480 мм (точнее 480 : 5 = 96)

Если диаметр отверстия подшипника равен или больше 500 мм, часть условного обозначения, указывающего на Размерную Серию, отделяется косой чертой (/), за которой следует диаметр отверстия, указанный в миллиметрах. Напр. 62/500. В отношении определенного типа подшипников первые две части условного обозначения остаются неизменными, а последняя часть поддается изменениям, точнее часть, определяющая код диаметра отверстия. Неизменная часть условного обозначения, включающая в себя конструктивную форму и размерную серию, обычно называется «серия подшипников».

Серия подшипников

Тип
подшипника
Серия
подшипника
Обозначение
типов
подшипников
Размерная
серия
Однорядные
радиальные
шарикоподшипники
618 6 18
619 6 19
160 6 (0)0
60 6 (1)0
62 6 (0)2
63 6 (0)3
64 6 (0)4
Двухрядные
радиальные
шарикоподшипники
42 4 (2)2
44 4 (2)3
Однорядные
радиально-упорные
шарикоподшипники
719 7 19
70 7 (1)0
72 7 (0)2
73 7 (0)3
74 7 (0)4
Двухрядные
радиально-упорные
шарикоподшипники
32 (0) 32
33 (0) 33
Шарикоподшипники
с
четырехточечным
контактом
QJ2 QJ1 (0)2
QJ3 QJ1 (0)3
Самоустанавливающиеся
шарикоподшипники
12 1 (0)2
22 (1) 22
13 1 (0)
23 (1) 23
Однорядные
цилиндрические
роликоподшипники
NU10 NU 10
NU2 NU (0)2
NU22 NU 22
NU32 NU 32
NU3 NU (0)3
NU23 NU 23
NU4 NU (0)4
Конические
роликоподшипники
329 3 29
320 3 20
330 3 30
331 3 31
302 3 02
322 3 22
332 3 32
303 3 03
313 3 13
323 3 23
239 2 39
Сферические
роликоподшиппики
230 2 30
240 2 40
231 2 31
241 2 41
222 2 22
232 2 32
213 2 03
223 2 23
Упорные
шарикоподшипники
511 5 11
512 5 12
513 5 13
514 5 14
532 5 32
533 5 33
534 5 34
Двойные
упорные
шиарикоподшипники
522 5 22
523 5 23
524 5 24
Упорные
сферические
роликоподшипники
292 2 92
293 2 93
294 2 94

1 — Цифры в скобках в обозначение кода серии подшипников не включены
2 — Цилиндрические роликоподшипники включают серию NJ, NUP, N, NF и NU

Суффиксы подшипников

Z — Односторонняя защитная металлическая шайба для подшипника

ZZ — Двусторонняя защитная металлическая шайба для подшипника

RS — Одностороннее резиновое уплотнение для подшипника

2RS — Двустороннее резиновое уплотнение для подшипника

N — Канавка для стопорного кольца на внешнем кольце подшипника

NR — Канавка и стопорное кольцо на внешнем кольце

M — Латунный сепаратор

MA — Латунный сепаратор центрированный по внешнему кольцу

MB — Латунный сепаратор центрированный по внутреннему кольцу

TN — Усиленный полиамидный сепаратор

P6 — Класс точности соответствует ISO 6

P5 — Класс точности соответствует ISO 5

P4 — Класс точности соответствует ISO 4

C2 — Серия зазоров меньше нормальной

C3 — Серия зазоров больше нормальной

C4 — Серия зазоров больше C3

C5 — Серия зазоров больше C4

K — Коническое отверстие