Типы подшипников
Основные типы
Для снижения трения в узлах разного рода могут использоваться подшипники:
- качения;
- скольжения.
Классификация подшипников качения
Устройства этого типа имеют очень простую конструкцию. Состоят они обычно из двух колец, между которыми находятся тела качения. Последние удерживаются внутри подшипника с помощью специального сепаратора.
Классифицироваться устройства качения могут по следующим признакам:
- направлению воспринимаемой нагрузки — осевые, радиальные, радиально-упорные;
- виду тел качения - шарики, ролики;
- расположению тел качения — одно-, двух- или четырехрядные;
- форме центрального отверстия — конусные, цилиндрические.
Существуют и такие виды подшипников качения, как обычные и самоустанавливающиеся, а также сдвоенные и простые.
Разновидности подшипников скольжения
Конструкция у устройств этого типа также совершенно несложная. Основой подшипника скольжения, как и качения, являются два кольца, одно из которых движется в процессе работы механизма. Однако вместо шариков или роликов в таких устройствах используются разного рода смазочные материалы, залитые в специальный желоб. Существует подшипники скольжения:
- гидростатические;
- гидродинамические.
В устройства первого типа смазка подается извне посредством насоса. Гидродинамические подшипники в этом плане более удобны. В процессе работы они сами выступают в роли насоса. Смазка в них поступает из-за разницы давления между составными частями.
По конструкции подшипники скольжения бывают:
- сферические;
- упорные;
- линейные.
Подшипники первого типа используются в основном в узлах механизмов, работающих на малых скоростях. Основным преимуществом устройств этой разновидности является способность эффективно выполнять свои функции даже при значительных перекосах.
Упорные подшипники устанавливаются в узлах, испытывающих сильные поперечные нагрузки. Чаще всего они применяются в турбинах и паровых установках.
Линейные подшипники при работе выполняют роль направляющих. Функционировать без перебоев они могут даже при постоянных радиальных нагрузках.
Стандарты устройств скольжения
Подшипники любой разновидности — изделия прежде всего стандартные. В противном случае подобрать подобное устройство для того или иного механизма было бы крайне сложно.
По каким же нормативам изготавливаются подшипники? ГОСТ регулирует не только собственно размеры подобных изделий, но и, к примеру, условные обозначения их конструктивных элементов и многие другие параметры. Какие именно нормативные документы регулируют изготовление устройств скольжения, можно посмотреть в представленной ниже таблице.
| Норматив | Какой ГОСТ регулирует |
| Сокращения и условные обозначения | 7904-1 |
| Параметры для расчета | 4378-4 |
| Стандарты для втулок из медных сплавов | 4379-2006, 29201-91 |
| Конструктивные особенности и подшипниковые материалы | 4378-1 |
| Размеры и типы колец | 28801-90 |
| Размеры керамических втулок | 2795-2001 |
| Размеры и виды втулок, типы спекаемых материалов | 24833-81 |
| Определения и термины для подшипников механизмов и машин | 18282-88 |
Основные ГОСТы для подшипников качения
При изготовлении таких устройсв также соблюдаются ГОСТы.
| Норматив | Какой ГОСТ регулирует |
| Общие технические условия | 520-2002 |
| Типы и конструктивные исполнения | 3395-89 |
| Канавки, кольца (размеры) | 2893-82 |
| Посадка валов и корпусов | 3325-85 |
| Основные размеры | 3478-79 |
| Требования к шарикам | 3722-81 |
| Требования к роликам игольчатым/цилиндрическим | 6870-81/22696-77 |
| Гайки, шайбы для втулок | 8530-90 |
| Грузоподъемность | 18854-94 |
| Зазоры | 24810-81 |
| Методы измерения вибрации | 52545.1-2006 |
Подшипники: стандарты ГОСТа в отношении размеров
Согласно ГОСТу, все подобные изделия должны иметь определенные внутренний и внешний диаметр, а также ширину. В зависимости от этих параметров определяется серия изделий.
| Серия | Диаметр внутренний (мм) | Диаметр внешний (мм) | Ширина (мм) |
| 106 | 30 | 55 | 13 |
| 201 | 12 | 32 | 10 |
| 202 | 15 | 35 | 11 |
| 203 | 17 | 42 | 12 |
| 204 | 20 | 47 | 14 |
| 205 | 25 | 52 | 15 |
| 206 | 30 | 62 | 16 |
| 301 | 12 | 37 | 12 |
| 302 | 15 | 42 | 13 |
| 303 | 17 | 47 | 14 |
| 304 | 20 | 52 | 15 |
| 502 | 15 | 35 | 14 |
| 503 | 17 | 40 | 16 |
| 505 | 25 | 52 | 18 |
| 603 | 17 | 47 | 19 |
| 703 | 17 | 40 | 14 |
| 803 | 17 | 47 | 15.5 |
Корпуса подшипников
Госстандарт регулирует в том числе и конструктивное оформление таких устройств. Корпус подшипника может идти:
- с выемкой;
- без выемки.
Изделия первой разновидности устанавливаются обычно на обработанные поверхности при направлении нагрузки радиальной от опоры. Модели без выемки монтируются, наоборот, к опоре.
Корпус подшипника может иметь разную ширину. По этому признаку различают изделия типа:
- ШМ — широкие неразъемные;
- УБ — узкие неразъемные;
- РШ — широкие разъемные;
- РУ — узкие разъемные.
Маркировка
При изготовлении таких изделий, как подшипники, стандарты соблюдаются обязательно. И конечно же, производители подобных устройств, согласно нормативам, должны предоставлять потребителям всю необходимую информацию о них. Маркировка подшипников, выпускаемых в России, состоит обычно из трех частей:
- основного обозначения;
- дополнительных знаков справа и слева.
Для наглядности далее приведем такой пример маркировки подшипника:
6-180306УС17Ш.
Здесь основная часть состоит из шести цифр. Дополнительный знак слева («6») обозначает класс точности изделия. Маркировка справа УС17Ш расшифровывается так:
- У — степень шероховатости;
- С17 — тип смазки;
- Ш — степень шумности.
Основные цифры обозначают:
- типы подшипников;
- серии по наружному диаметру и ширине;
- внутренние диаметры;
- конструктивные особенности.
Классы точности подшипников
Этот параметр определяет в первую очередь сферу применения устройства. К примеру, на современные станки сложной конструкции могут устанавливаться подшипники только самого высокого класса точности. В массово же распространенных механизмах зачастую применяются не слишком качественные изделия этого типа. Класс точности подшипника может быть:
- нормальным (в маркировке не указывается);
- сверхвысоким — цифра 2;
- особо высоким — 4;
- высоким — 5;
- повышенным — 6;
- пониженным — 7 или 8.
Таким образом, подшипник из нашего примера относится к повышенному классу точности.
Размеры устройств: внутренний диаметр
На этот параметр указывают первые две цифры с конца в маркировке. Для подшипников с внутренним диаметром свыше 20 мм их нужно умножать на 5. В нашем примере — это цифры 0 и 6. Шесть умножаем на пять, получаем 30 мм.
Конечно же, не только большие могут иметь подшипники размеры. Таблица, представленная ниже, показывает, как маркируется внутренний диаметр маленьких изделий этого типа (до 20 мм). На 5 в данном случае ничего умножать не нужно.
| Маркировка | Диаметр |
| 00 | 10 мм |
| 01 | 12 мм |
| 02 | 15 мм |
| 03 | 17 мм |
Серия по наружному диаметру
На этот параметр указывает третья цифра справа. При одинаковой конструкции и внутреннем диаметре подшипники могут различаться по наружному диаметру и ширине. В зависимости от этого стандартами определяется и их серия. Наружный диаметр в маркировке указывается третьей цифрой справа, а ширина — седьмой справа. Обозначения согласно стандартам в настоящее время приняты следующие:
- 1 — серия особо легкая;
- 2 — легкая;
- 3 — средняя;
- 4 — тяжелая;
- 5 — легкая широкая;
- 6 — средняя широкая.
Подшипник, маркированный 6-6180306, относится к средней широкой серии.
Тип подшипника
Разновидность устройства, конечно же, также указывается в маркировке. Определяются типы подшипников по четвертой цифре справа. В данном случае для шариковых подшипников приняты следующие обозначения:
- радиальный — 0;
- радиальный сферический — 1;
- радиально-упорный — 6;
- упорный — 8.
Для роликовых:
- радиальный с короткими роликами — 2;
- радиальный сферический — 3;
- игольчатый или с длинными роликами — 4;
- радиальный с витыми роликами — 5;
- конический — 7;
- упорно-радиальный — 9.
Подшипник с маркировкой 6-180306УС17Ш является радиальным шариковым (четвертая цифра справа — 0).
Международная система
Таким образом, в России предприятия, изготавливающие подшипники, ГОСТа придерживаться должны в обязательном порядке. Определить, что представляет собой изделие, выпущенное у нас в стране, совершенно не сложно по его маркировке. С импортными устройствами этого типа, к сожалению, все далеко не так просто.
За границей классификация подшипников существует такая же, как у нас, а вот какой-то общепринятой четкой системы обозначений, к сожалению, там не имеется. Зарубежные производители маркируют свою продукцию так, как им заблагорассудится.
Дополнительные обозначения на подшипниках, изготовленных, к примеру, в том же Китае, могут наноситься как до основного блока, так и после него. Сама базовая информация, как и в российской системе, обычно представляется в виде нескольких цифр (3-5). Чаще всего в маркировке импортных подшипников:
- первый символ обозначает тип изделия;
- следующие две цифры представляют серию размера ISO;
- последние две цифры указывают код размера подшипника.
Как и в российской системе, в китайской последние две цифры, если они есть, следует умножать на 5. Таким образом можно определить внутренний диаметр подшипника в миллиметрах.
К примеру, характеристики подшипников, промаркированных как N315-EM/C3, будут такими:
- N — это тип подшипника роликовый радиальный;
- 315 — размеры ISO изделия;
- буквы EM указывают в данном случае на то, что в подшипнике предусмотрен латунный сепаратор;
- С3 — группа радиального зазора.
Магнитные подшипники
Такие устройства также достаточно часто используются в узлах механизмов. Принцип их работы основан на левитации, создаваемой магнитным полем. Подвес вала подшипники этой разновидности осуществляют бесконтактным способом. Работать устройства этого типа могут как от катушек, создающих поле, так и от постоянных магнитов. Последняя разновидность устройств используется не слишком часто. Дело в том, что такие системы, к сожалению, не отличаются стабильностью.
Подшипники качения: назначение
Преимуществами устройств подобной конструкции являются прежде всего:
- низкий коэффициент трения;
- малая чувствительность к качеству смазки;
- дешевизна.
Минусами подшипников качения считаются в первую очередь слабая сопротивляемость ударным нагрузкам и невозможность работы на сверхвысоких скоростях. Также к недостаткам устройств этой разновидности относят ограничения в использовании в загрязненных средах.
Очень широкая сфера применения — это то, чем, безусловно, отличаются такие подшипники. Стандарты при их изготовлении соблюдаются в обязательном порядке и использовать их рекомендуется везде, где это возможно. На данный момент именно этот тип устройств является самым востребованным и распространенным.
Основное назначение подшипников качения, как и скольжения, уменьшать трение между движущимися частями механизма. Использоваться они, таким образом, могут в автомобильном и сельскохозяйственном машиностроении, при производстве бытовой техники, в металлургической промышленности. Очень часто подобные устройства применяются и при изготовлении перерабатывающего оборудования. Незаменимыми подшипники качения являются также и в самолетостроении, и даже в космической промышленности.
Где используются устройства скольжения
К основным преимуществам подшипников этого типа можно отнести:
- небольшие размеры;
- высокую скорость работы;
- малую чувствительность к вибрационным и ударным нагрузкам.
Недостатками подшипников скольжения считаются:
- более высокие, чем у устройств качения, потери на трение;
- сложная смазочная система;
- необходимость использования при изготовлении дефицитных материалов.
Применяют подшипники скольжения чаще всего там, где нельзя использовать устройства качения. К примеру, в том случае, если:
- подшипник должен быть разъемным;
- если на этот элемент в процессе эксплуатации приходится очень большая нагрузка;
- на сверхбыстрых валах;
- для работы в очень сильно загрязненных средах.
Чаще всего подшипники скольжения применяются в разного рода высокоскоростных машинах. Это могут быть, к примеру, центрифуги, шлифовальные станки и т. д. Также такие устройства используются на коленчатых валах в двигателях в том случае, если их конструкция должна быть разъемной.