Шарикоподшипники: виды, ГОСТы, маркировка
Общие сведения о подшипниках
Постепенное развитие человечества привело к появлению различных механизмов и устройств, позволяющих облегчить жизнь людей. Водяные мельницы и небольшие тележки, боевые колесницы и ткацкие станки, многие другие приспособления стали использовать валы и оси для передачи энергии вращения или качения.
Практически сразу же появилась проблема: перетирание осей, связанное с длительной эксплуатацией устройств. Изобретатели и «умельцы» стали работать над решением задачи и вскоре был придуман первый прототип конструкции, снижающей трение. Специальная втулка, изготовленная из прочного материала с малым трением, наполнялась смазкой и обеспечивала более мягкое вращение без поломок и потери энергии. Так был изобретен первый в мире прообраз подшипника.
С тех пор прошло много столетий, но принципиально строение подшипника не изменилось. Разве что производители стали активно использовать более современные материалы: керамику, сплавы на основе латуни, бронзы, сталь, полимеры.
Основное предназначение подшипников
Главная задача, которую позволяет решить применение шарикоподшипников – предотвращение прямого контакта сопряженных металлических деталей, посредством которых передается энергия качения (вращения) от основного агрегата к различным исполнительным механизмам. Предотвращение трения между двумя элементами, находящимися в относительном движении, позволяет предотвратить чрезмерное выделение тепловой энергии и, как следствие – разрушение деталей.
Еще одно, не менее важное назначение подшипников – снижение потребления энергии за счет замены движения скольжения на качение, характеризующееся минимальным коэффициентом трения. Колесо транспортного средства, закрепленное на валу или оси с использованием шарикового или роликового подшипника, будет вращаться легче и быстрее, потребляя намного меньше энергии на преодоление силы трения.
Шариковый опорный элемент также обеспечивает передачу радиальной, осевой или комбинированной нагрузки вращающегося элемента на корпус.
Виды и конструктивные особенности шарикоподшипников
Важная отличительная особенность шарикового подшипника – использование в качестве тел качения специальные высокопрочные стальные шарики. Эта группа изделий считается самой многочисленной и активно применяется в самых разных узлах, машинах и механизмах благодаря целому набору очевидных преимуществ:
- невысокая стоимость;
- простота конструкции и высокая надежность;
- способность эффективно воспринимать радиальные (а также небольшие осевые) нагрузки при вращении на высоких скоростях.
Наибольшее применение данный тип подшипников получил в качестве опор различных тел вращения – валов, колес и т.п.
Очевидно, что есть и определенные недостатки шариковых подшипников, иначе конструкторы не пытались бы разрабатывать другие виды изделий. Но именно шарики в качестве тел вращения, используются наиболее часто, позволяя решать конструктивные и технические задачи различной степени сложности!
Фактически, любой вид шарикового подшипника является разновидностью подшипников качения, где в качестве основных исполнительных устройств – тел качения, применяются высокопрочные стальные шарики. Они закрепляются внутри сепараторов между внутренней и внешней обоймами и обеспечивают снижение трения во время вращения, а также позволяют справляться с осевыми и радиальными нагрузками.
Виды шариковых подшипников
Существует несколько видов шариковых подшипников:
|
Тип |
Описание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Конструкция с разъемным внутренним кольцом облегчает установку и позволяет поддерживать равные осевые нагрузки в обеих направлениях |
|
|
|
|
|
Предназначены для восприятия осевых нагрузок и не может воспринимать радиальные |
|
|
|
|
|
Конструктивные особенности данного типа подшипников позволяют преодолевать перекосы и прогибы валов без снижения качества и надежности работы |
|
|
|
|
Требования ТУ и ГОСТ
Основные нормативно-технические документы, в соответствии с которыми осуществляется изготовление и практическое применение шариковых подшипников:
|
Параметр |
Документ |
Номер |
|
Классификация однорядных шарикоподшипников, а также указания по их практическому применению |
ГОСТ |
|
|
Общие технические требования, предъявляемые к шариковым однорядным подшипникам с уплотнениями |
||
|
Система условных обозначений |
||
|
Основные диаметры и размеры по ширине подшипников качения |
||
|
Типы и особенности конструктивного исполнения подшипников качения |
||
|
Класс точности |
||
|
Упорные подшипники |
||
|
Сдвоенные |
Как правильно расшифровать маркировку: простая система условных обозначений
Все требования и правила по нанесению маркировки на корпус или упаковку готового подшипника, указаны в специальном отраслевом стандарте – ГОСТ 3189-89. Здесь указано, что любой вид изделия обозначается с применением семи основных знаков, каждый из которых обозначает следующие признаки:
-
Серию размеров (диаметр и ширина);
-
Тип подшипника и его конструктивное исполнение;
-
D отверстия.
Знаки условного обозначения должны располагаться в следующем порядке и указывать на соответствующие особенности модели:
|
Символ |
Расшифровка |
|
|
Для подшипников с Ø ≤ 10,0мм |
Для подшипников с Ø свыше 10,0мм |
|
|
Х |
Серия ширин |
|
|
ХХ |
Конструктивное исполнение |
|
|
Х |
Тип |
|
|
Х |
0 |
- |
|
Х |
Серия D |
|
|
Х |
Диаметр отверстия |
|
Главное, что нужно узнать у поставщика – страну производства шарикоподшипника. От этого напрямую будет зависеть чтение маркировки и ее правильная расшифровка. Для отечественных запасных частей всю необходимую информацию можно получить, изучив ГОСТ 3189. Его требования обязательны к исполнению, а за соблюдением правил строго следят соответствующие надзорные ведомства.
Для импортных подшипников необходимо руководствоваться иными нормативами (с учётом бренда изделия).
Правила измерения шариковых подшипников – на что нужно обратить внимание
Для правильного определения основных параметров потребуются следующие измерительные инструменты:
- металлическая линейка;
- нутромер;
- микрометр;
- штангенциркуль.
У подшипника есть 3 главных показателя, которые подлежат проверке: внутренний и наружный диаметр, а также ширина детали.
Но при подборе подходящих по размерам изделий важно оценить и технические характеристики: предельно допустимые нагрузки, эксплуатационный ресурс, рабочая скорость (число вращений), класс точности и другие.
Преимущества и недостатки шарикоподшипников
Шариковые подшипники были изобретены самыми первыми и в процессе многовековой эксплуатации их параметры и конструкция стали универсальными. Пользователи отмечают следующие несомненные плюсы таких деталей:
- Простота конструкции;
- Высокая надежность и долговечность эксплуатации;
- Минимизация силы трения при передаче крутящего момента;
- Отличная и эффективная работа при вращениях на малых скоростях и оборотах;
- Не требуется периодическая или постоянная смазка узла;
- Доступная цена.
Конечно, следует отметить и некоторые недостатки шариковых подшипников:
- низкая эффективность работы при высоких оборотах рабочего вала.
- не рекомендуется применять этот тип деталей при высоких радиальных нагрузках на узел.
При покупке шарикоподшипников ориентироваться следует на соотношение цены и качества. Но еще важнее правильно выдрать тип изделия с учетом условий и особенностей эксплуатации, а также воздействующих на деталь разнонаправленных нагрузок.
