Радиально-упорные подшипники: таблица размеров, как правильно установить радиально-упорный подшипник – схемы

Общее описание детали

Элемент служит для придания движения вращения одних частей системы, в то время как сердцевина (обычно это вал) остается неподвижной. Можно достигать высоких оборотов и скорости, а также увеличить сопротивляемость давлению и силе трения, если правильно эксплуатировать запчасть. Конструктивно механизм прост и состоит из:

• внешнего и внутреннего кольца;
• тел вращения – шариков или роликов;
• сепараторов, создающих ячейки;
• уплотнителей, предотвращающих попадание грязи.

Чтобы сопряженные поверхности лучше скользили, их требуется постоянно смазывать. Есть не только делали, устроенные по принципу качения, но и скольжения. В них вместо мелких металлических элементов находится полость для смазки или твердый вкладыш, который улучшает движение и препятствует появлению большой силы трения.

Неподвижным может оставаться либо втулка, либо обод. При этом нужно достигать высокой степени соосности при креплении. Но при самом эффективном монтаже может быть зазор, он заполняется смазывающими субстанциями. Иногда одно из колец вовсе отсутствует, это очень положительно сказывается на сопряжении, достигается максимальный контакт, но может использоваться только в системах, которые хорошо защищены от попадания влаги, загрязнений.

Достоинство и особенность радиально-упорных подшипников в отличие от опорных – их устройство создано для двух типов нагрузок одновременно. И для радиальных, и для осевых в различной мере. Это позволяет применять узлы в различных сферах, значительно увеличивая их значимость и востребованность.

Назначение

Упорные подшипники предназначены для восприятия как радиальных нагрузок, т.е. нагрузок, действующих перпендикулярно оси вала, закреплённому в подшипниках, так и преимущественно нагрузок, действующих вдоль оси вала в одном или в двух направлениях.

Название подшипников подчёркивает, что, прежде всего, они предназначены для работы с осевыми нагрузками.

Также говорят ещё о радиальных (Радиальные подшипники), радиально-упорных и упорно-радиальных подшипниках (Радиально-упорные подшипники).

Независимо от названия, любой подшипник воспринимает как радиальные, так и осевые нагрузки.

Названия лишь подчеркивают, какая из нагрузок – радиальная или осевая (упорная), является основной. В данном рассматриваются упорные (упорно-радиальные) подшипники.

Конструкции и исполнения

Выбор типа, исполнения и пр. подшипника для конкретного механизма является сложной задачей. В её решении могут оказать существенную помощь методики и автоматизированные системы расчёта подшипников, которые предлагают компании – производители подшипников.

ГОСТ 3189-89 «Подшипники шариковые и роликовые. Система условных обозначений» выделяет следующие типы упорных (упорно-радиальных), таблица УП-1.

Таблица УП-1. ГОСТ 3189-89 «Подшипники шариковые и роликовые. Система условных обозначений».

Типы подшипников.

Одинарные и двойные упорные шарикоподшипники

Одинарные упорные шарикоподшипники, рисунок УП-1, рисунок УП-2, А), состоят из колец, на плоских поверхностях которых проложены дорожки качения. Тела качения – шарики.

Практически не противостоят радиальным нагрузкам.

Кольцо, насаженное на вал, внутреннее кольцо, называют тугим кольцом упорного подшипника.

Наружное кольцо ещё называют свободным кольцом.

Двойные упорные шарикоподшипники (рисунок УП-2, Б) содержат третье, центральное, кольцо, являющееся свободным. Используется два ряда шариков.

Для компенсации несоосности и монтажных погрешностей может использоваться сферическое подкладное кольцо, устанавливаемое под свободное кольцо.

В небольших упорных подшипниках, как правило, используются стальные штампованные сепараторы, а в крупногабаритных — стальные или латунные, полученные механической обработкой.

Рисунок УП-1. Упорный одинарный шариковый подшипник.

Рисунок УП-2. Упорный одинарный шариковый подшипник, А) и упорный двойной шариковый подшипник Б), в разрезе.

Упорные подшипники с цилиндрическими роликами

Такие подшипники (рисунки УП-3 и УП-4) способны воспринимать более высокие осевые нагрузки, чем шариковые сравнимых габаритных размеров. Это связано с тем, что пятна контакта тел качения и колец имеют линейную форму, и, соответственно, большую площадь, чем в упорных шариковых подшипниках.

Обладают высокой жесткостью и слабо чувствительны к ударным нагрузкам.

Практически не противостоят радиальным нагрузкам.

В стандартном исполнении предполагается отсутствие радиальных нагрузок и наличие осевой нагрузки, действующей в одном направлении.

Выпускаются однорядные и двухрядные упорные подшипники с цилиндрическими роликами.

Используются стальные штампованные сепараторы, а также стальные или латунные, полученные механической обработкой.

Рисунок УП-3. Упорный роликовый подшипник однорядный с цилиндрическими роликами.

Рисунок УП-4. Кольцо, ролики и сепаратор упорного подшипника однорядного с цилиндрическими роликами.

Упорные конические роликоподшипники

Такие подшипники (рисунок УП-5) способны воспринимать более высокие осевые нагрузки, чем шариковые сравнимых габаритных размеров. Это связано с тем, что пятна контакта тел качения и колец имеют линейную форму, и соответственно, большую площадь, чем в упорных шариковых подшипниках.

Выпускаются также упорные роликовые конические двойные подшипники, рисунок УП-6.

Роликовые конические подшипники обладают высокой жесткостью и слабо чувствительны к ударным нагрузкам.

Подшипники этого типа воспринимают как осевые, так и радиальные и нагрузки.

Используются стальные штампованные сепараторы, а также стальные или латунные, полученные механической обработкой.

Рисунок УП-5. Упорный подшипник с коническими роликами.

Рисунок УП-6. Упорный подшипник с коническими роликами двойной в разрезе.

Упорные сферические роликоподшипники

На свободном кольце подшипников этого типа имеется дорожка качения «сферической» формы. В качестве тел качения используются ролики бочкообразной формы, устанавливаемых под углом к плоскости колец, рисунок УП‑7.

Рисунок УП-7. Упорный сферический подшипник самоустанавливающийся.

Подшипники этого типа являются самоустанавливающимися. Они отличаются высокой осевой грузоподъемностью и в то же время могут воспринимать средние радиальные нагрузки.

Подшипники этого типа воспринимают как осевые, так и радиальные и нагрузки.

Используются стальные штампованные сепараторы, а также стальные или латунные, полученные механической обработкой.

О классификации подшипников

Многообразие типов, исполнений, размеров делает систематизацию и классификацию подшипников сложнейшей задачей.

Основными ГОСТами, связанными с подшипниками, являются:

1. ГОСТ 520-2011. Подшипники качения. Общие технические условия (ISO 492:2002, NEQ ISO 199:2005, NEQ).

Этот ГОСТ ссылается также на следующие стандарты по подшипникам качения:

ГОСТ 831, ГОСТ 832, ГОСТ 3478, ГОСТ 4252, ГОСТ 4657, ГОСТ 5377, ГОСТ 5721, ГОСТ 6364, ГОСТ 7242, ГОСТ 7634, ГОСТ 7872, ГОСТ 8328, ГОСТ 8338, ГОСТ 8419, ГОСТ 8545, ГОСТ 8882, ГОСТ 8995, ГОСТ 9592, ГОСТ 9942, ГОСТ 18572, ГОСТ 20531, ГОСТ 23179, ГОСТ 23526, ГОСТ 24696, ГОСТ 24850, ГОСТ 27057, ГОСТ 27365, ГОСТ 28428.

2. ГОСТ 3189-89. Подшипники шариковые и роликовые. Система условных обозначений.

Этот ГОСТ ссылается также на следующие стандарты по подшипникам качения:

ГОСТ 520-2002, ГОСТ 832-78, ГОСТ 3395-89, ГОСТ 3478-79, ГОСТ 4060-78, ГОСТ 5377-79, ГОСТ 5721-75, ГОСТ 7872-89, ГОСТ 24310-80, ГОСТ 24696-81, ГОСТ 24810-81, ГОСТ 24850-81, ГОСТ 28428-90.

Большое внимание стандартизации подшипников уделяет Международная организация по стандартизации – ISO.

Ряд ведущих производителей подшипников предлагают свои системы классификации, являющиеся расширением классификации ISO.

В качестве примера в таблице УП-2 приведены соответствия наименований, применяемых в РФ, и компаниями SKF, Швеция, FAG, Германия, для одинарных и сдвоенных упорных шарикоподшипников и упорно-радиальных сдвоенных.

Таблица УП-2. Соответствия наименований упорных подшипников.

Виды

Классификация происходит по различным параметрам – по размеру, использованию различных тел вращения, по конструктивным особенностям, количеству рядов, а также по производителям. В интернет-магазине «Подшипник Моби» представлен широкий ассортимент продукции отечественных и зарубежных компаний. Если вы точно не знаете, какая модель вам необходима, то консультанты помогут вам с выбором. Главное знать размерный ряд и назначение узла. Рассмотрим, какие они бывают, ниже.

Подшипники шариковые радиально-упорные однорядные

Конструкцию таких шарикоподшипников можно назвать классической. Шарики немного смещены по отношению к внутреннему и внешнему кольцу, это позволяет воспринимать высокую осевую нагрузку на деталь. Производиться они могут открытыми и с закрывающими уплотнителями. При этом везде есть сепараторы. Они могут быть штампованными (более дешевый вариант) или более прочными – из латуни. Также можно разделить все модели на разборные и цельные. Первые хороши тем, что их можно открыть, прочистить и смазать, а во вторых смазка заложена на весь период эксплуатации.

К особенностям следует отнести то, что двигаются они обычно в одном направлении, так что при необходимости вращения в обе стороны их устанавливают парой. У них низкая угловая самоустанавливаемость, поэтому они неприменимы в системах с повышенным уровнем вибрации или частыми ударами, механическими повреждениями. Обычно угол контакта в изделии доходит до 40 градусов. Такой наклон обеспечивает хорошее восприятие осевых нагрузок и увеличенную грузоподъемность – все это в сравнении как с опорными, так и с обыкновенными радиальными узлами.

Подшипники шариковые радиально-упорные двухрядные

Они конструктивно схожи с предыдущим типом, но отличаются двумя дорожками качения с разделителем между ними и увеличенным, соответственно, числом тел вращения. Шарики могут быть расположены симметрично по отношению друг к другу или в шахматном порядке. В целом деталь напоминает два сдвоенных однорядных шарикоподшипника, но места занимают гораздо меньше, более компактны, чем этот тандем.

По назначению они более универсальны, потому что за счет возможности работать в двух направлениях, увеличивается спектр действий. У них также незначительная самоустанавливаемость (то есть допустимо отклонение до 4 градусов), а угол контакта 25-35°, поэтому осевая нагрузка на них допустима меньшая, зато грузоподъемность одинакова в обе стороны.

Есть еще одна приятная особенность – не обязательна строгая соосность валов, работа будет оптимальной даже при небольшом зазоре.

Радиально-роликовые, оснащенные короткими цилиндрическими роликами

Они могут иметь любое количество рядов, дорожек. Основное конструктивное отличие – наличие цилиндров небольшой длины вместо шариков.Это приводит к очень большой грузоподъемности и к восприятию значительных нагрузок извне. Зато осевые воздействия допустимы только кратковременные. Это объясняет отсутствие быстроходности. Основное применение – в крупных машинах, например, для металлообработк, когда необходимо производить мало вращений, но требуется работа с крупногабаритными и тяжелыми соседствующими запчастями.

Еще один значительный плюс – это способность к самоустановке. Она характерна для всех роликоподшипников, потому что контакт элементов намного больше. Результат – кромочного напряжения фактически нет, можно применять даже в условиях частых или усиленных вибраций.

Относятся к изделиям с повышенной прочностью и долгим сроком службы.

Роликовые радиально-упорные двухрядно-сферические подшипники: обозначение и отличия

Основная нагрузка – перпендикулярно валу, при этом выдерживают очень большую грузоподъемность. На ось тоже может быть достаточно крупное воздействие, но оно не должно быть не более 25% от допустимого радиального напряжения. Очень неприхотливые с точки зрения монтажа, соосности и других технических погрешностей. Работают в оба направления за счет двух рядов тел вращения, которые представляют из себя сферы, а не цилиндры. За счет скругления роликов по краям обеспечивается достаточная самоустановка, а также отсутствие кромочного напряжения.

Узлы находят себе применения в крупных объектах, которые отличаются габартами и несоосностью деталей, а также не требуют высокой осевой нагрузки. Это могут быть водяные насосы, промышленные вентиляторы, большие редукторы, лесопильные рамы, гребные валы, прокатные станы.

Маркировка и особенности игольчатых радиально-упорных подшипников

Иглы – это те же ролики, но с меньшим сечением и большей частотой установки. Миниатюрные размеры в ширину позволяют делать маленькие сборочные узлы с большой грузоподъемностью и восприятием высоких нагрузок.

Отличия и технические характеристики:

• В сравнении с шарикоподшипниками они воспринимают большее радиальное напряжение, хотя размером могут быть такими же. Это объясняется контактом элементов, который превышает шариковый.
• Отсутствие чувствительности к механическим ударам и вибрациям.
• Возможность изготовления без сепараторов – тогда можно увеличить нагрузку, но будет снижена скорость вращения. Обычно разделители делаются штампованными или изготавливаются из латуни.
• Есть варианты даже без обоих колец – внешнего и внутреннего.
• Малые габариты.
• Низкая предельная скорость.

Обычно они маркируются сочетанием RN в начале, затем цифры.

Как правильно установить и в каких условиях использовать радиально упорные подшипники с витыми роликами

Навивка тел вращения производится посредством металлической ленты. Если изделие двухрядное, то важно направление этого процесса в разные стороны. Это позволяет не только двигаться в два направления, но и способствует наилучшему распределению смазки. Из плюсов можно выделить – не чувствительны к загрязнениям, не ломаются от механических воздействий, ударов.

Зато есть недостатки, относительно цилиндрических роликов или шарикоподшипников:

• совсем не воспринимается осевая нагрузка;
• невысокая грузоподъемность;
• низкая частота вращения.

Установка таких узлов происходит в тихоходных машинах без необходимости высокой скорости движения, но с работой в условиях возможных загрязнений. Например, в сельскохозяйственных машинах.

ГОСТ для подшипников радиально-упорных шариковых

Здесь мы уже не будем разделять их на однорядные и двухрядные, в приведем общие черты конструкции. Нормативный документ, который обусловливает их изготовление и использование – ГОСТ 831-75. Но стандарты настолько интернациональны, что есть иностранное повторение российских изделий любого типоразмера. В приведенной документации содержится подробная номенклатура всех размеров, а также несколько чертежей. Приведем их здесь:

Размерный ряд полностью воплотить в рамках одной статьи фактически невозможно, но мы приведем пример таблицы, чтобы было понятно, как с ней обращаться, ниже.

Подшипник роликовый радиально-упорный конический

Ролики в виде конуса дают преимущество с точки зрения восприятия как осевых, так и радиальных нагрузок. Первые зависят от площади контакта тел вращения с дорожками качения. Чем она выше, тем больше грузоподъемность.

Их допустимая скорость и частота оборотов небольшая даже по сравнению с цилиндрическими роликоподшипниками, она больше соотносится со сферическими.

Могут быть однорядными, двухрядными, четырёхрядными, а также со съемной конструкцией и неразъемные, без внешнего или внутреннего кольца.

Из чего состоит подшипник шариковый упорный

Радиальная нагрузка – небольшая, как и площадь контакта шариков с дорожкой. Зато хорошая осевая грузоподъемность и увеличенная скорость вращения. Чтобы не было высокой силы трения, сепараторы часто изготавливают не путем металлической штамповки, а из стеклонаполненного полиамида.

Упорно-роликовые

Аналог предыдущего, но в роликоподшипнике больше допустимое напряжение, перпендикулярное валу. Поэтому их применяют на более крупных изделиях. При этом пропорционально падает скорость вращения. Особенность, как устанавливать радиально-упорные роликовые подшипники в том, что им не требуется высокая точность и соосность. Они будут работать при отклонениях до 2,5 градусов.

Шарнирные

Это узел, который работает не по принципу качения, а на технологии скольжения. Это два кольца – наружнее и внутреннее, которые имеют сферические поверхности. Благодаря ним, изделия являются самоцентрирующимися. Нагрузка распределяется очень равномерно, т.к. нет тел вращения, то и кромочной нагрузки фактически тоже нет, поэтому можно говорить о очень высоких осевых и радиальных напряжениях.

В зависимости от материалов изготовления и напылений они могут менять свои характеристики – быть более или менее прочными, требовать дополнительного обслуживания (смазки) или нет.

Подшипники упорные шариковые — описание и размеры

Подшипники шариковые упорные однорядные пригодны для того, чтобы воспринимать односторонние осевые нагрузки, и, соответственно, могут односторонне фиксировать положение вала; радиальную нагрузку они не воспринимают.

Однорядные:

• 8000 — основного конструктивного исполнения. Наиболее распространенные изделия. Например, упорный подшипник 8206. По международной нумерации, которая применяется при маркировке импортных подшипников она обозначается как 51000 (подшипник 51205 — аналог нашего 8205).
• 18000 — со свободным самоустанавливающимся и подкладным кольцами. Наличие последнего позволяет компенсировать технологические погрешности обработки опорной поверхности корпуса. Например, подшипник 18210 (или 53204U по международной номенклатуре).
• 28000, 188000, 958000 — специальной конструкции (очень редкие).
• 88000, 868000 — бессепараторные (также практически не применяются).
• 688000 — с кожухом (закрытые), например, выжимные подшипники 688811 и 688911.
• 876000, 948000 — без колец.
• 218000 — с конусным посадочным отверстием.
• 308000 — без одного кольца.
• 98000, 9588000 — закрытого типа, например, упорный подшипник 9588214.

Двойные:

• 38000 — с тремя кольцами.
• 48000 — с подкладными кольцами.
• 58000, 908000 — с тремя кольцами.
• 538000 — бессепараторные.

Односторонние упорные шарикоподшипники содержат тугое кольцо с дорожкой качения, устанавливаемое на вал, комплект шариков с сепаратором, а также свободное кольцо с дорожкой качения, устанавливаемое в корпус. Свободное кольцо может иметь плоскую или сферическую опорную поверхность. Подшипники со сферическим свободным кольцом могут компенсировать начальный перекос, если их использовать совместно с подкладным кольцом, имеющим соответствующую сферическую поверхность. Сферическое подкладное кольцо необходимо закладывать отдельно. Подшипники этого типа являются разъемными, их монтаж прост, так как элементы можно монтировать индивидуально.

Двойные упорные шарикоподшипники могут воспринимать двусторонние осевые нагрузки и соответственно использоваться для двусторонней фиксации вала. Они не должны подвергаться радиальной нагрузке. Двусторонние упорные шарикоподшипники содержат одно тугое кольцо с дорожкой качения на каждой поверхности кольца, два комплекта шариков с сепараторами, а также два свободных кольца с дорожкой качения. Подшипники этого типа являются разъемными. Свободные кольца и комплекты шариков и сепаратора – такие же, как у соответствующих одинарных подшипников. Подшипники шариковые упорные допускают значительно меньшую частоту вращения по сравнению с другими типами шариковых подшипников, так как дорожки качения могут воспринимать лишь ограниченные центробежные нагрузки, возникающие при движении шариков.

Сепаратор у упорного подшипника может быть двух конструкций — полностью закрытый, цельный, в каждом отверстии сидит отдельный шарик и штампованый из жести, так называемый «открытый», в котором отдельных посадочных гнезд под шарики нет. Первый вариант обходится производителям значительно дороже, поэтому упорные подшипник с таким сепаратором — редкость. Вместе с тем, применение изделия с «открытым» сепаратором при высоких скоростях вращения крайне не рекомендуется, поскольку перемычки могут попросту не выдержать нагрузки и все шарики соберутся в одну «кучу», что, помимо выхода из строя самого подшипника, может привести к поломке дорогостоящего оборудования. В таких случаях рекомендуется покупать высококачественные дорогие подшипники импортного производства — с литым сепаратором (каждый шарик в отдельном «гнезде»), возможно повышенной степени точности (/Р4 справа от номера).

Применяются в тихоходных редукторах, в шпинделях и вращающихся центрах металлорежущих станков, в домкратах, задвижках, поворотных устройствах и т.п. Упорно-радиальные шариковые подшипники устанавливают в качестве поворотных опор.

Назначение и схема установки радиально-упорных подшипников

Они находят свое применение в изделиях, для которых важны оба типа нагрузок. При этом далее смотрят на необходимую скорость, грузоподъемность, условия эксплуатации, наличие вибраций и ударов, потребность в самоустановке, направленность в одну или две стороны и прочие характеристики, чтобы подобрать модель из классификационного перечня, который мы сегодня привели.

Использование – в общетехнических отраслях повсеместно, в машиностроении, танкостроении, самолетостроении, химической отрасли и множественных других сферах.

Покажем схему распределения радиальной и осевой нагрузки:

Таблицы размеров

Все типоразмеры можно найти в многочисленных ГОСТ. В документах представлено обширное перечисление, но мы покажем, как оно выглядит и как им пользоваться, на примере однорядных радиально-упорных шариковых подшипников – их разница перед радиальными в том, что они могут одновременно воспринимать и осевое напряжение.

Аналогичным образом можно посмотреть другие таблицы, мы приведем несколько маркировок, чтобы понимать, как по буквам или цифровому ряду отличить одни изделия от других. В таблице мы привели только список с «В» на конце, но есть еще «А» и «С» таких же размеров. Отличие заключается в грузоподъемности, в использованных материалах. Также можно встретить такое обозначение – 72 BE или 72 B – это то же самое, но на зарубежный манер, однако все типоразмеры соответствуют ГОСТ. Плюс к маркировке могут присоединяться суффиксы – «А», «АС», «В», «СА» и друге, они обозначают угол контакта и прочие особенности конструкции. Узнать подробнее о каждой модели можно, позвонив консультанту интернет-магазина «Подшипник Моби». Здесь хорошие цены и качественный сервис.

Подшипник: общее понятие

В широком смысле подшипник — это опора для вращающейся оси/вращающегося вала. Эта опора принимает на себя радиальную/осевую нагрузку, предназначенную для оси или вала, а далее передает ее в область рамы, корпуса или какой-либо другой части механизма.

Одновременно подшипник выполняет важную функцию – надежно удерживает вал в предложенном пространстве, при этом дает ему возможность беспрепятственно, в зависимости от конструкции: раскачиваться/вращаться/ передвигаться линейно.

Все эти движения вала происходят, благодаря подшипникам, с минимальными затратами энергии. От правильно выстроенного порядка этой цепочки зависит качество работы и продуктивность того или иного механизма, прибора, машины и так далее.

На сегодняшний день существуют следующие виды подшипников:

1. Шариковые радиально-однорядные;
2. Шариковые радиально-двухрядные;
3. Радиально-роликовые, оснащенные короткими цилиндрическими роликами;
4. Роликовые двухрядно-сферические;
5. Игольчатые;
6. Радиально-роликовые (ролики – витые);
7. Шариковые радиально-упорные;
8. Роликово-конические;
9. Упорно-шариковые;
10. Упорно-роликовые;
11. Шарнирные.

Все они представлены в нашем каталоге подшипников в разделе “радиально-упорные подшипники”

Далее будет подробно рассмотрен радиально упорный шариковый подшипник

Установка

Рекомендации при монтаже:

• проверьте узел на визуальные дефекты, повращайте его;
• измерьте радиальный зазор;
• вал требуется посмотреть на его прямолинейности осей;
• соосность не должна превышать допустимую в технической сопровождающей документации;
• сопрягаемые поверхности должны быть чистыми, сухими, при необходимости – обработанными смазкой.