Основы подшипников качения

Назначение подшипников качения

Подшипники качения служат для поддержки вращающихся или совершающих колебательные движения деталей оборудования, таких как валы, оси или колёса, обеспечивая минимальное трение. Они передают нагрузки между компонентами оборудования, обладают высокой точностью и низким коэффициентом трения, что позволяет им функционировать на высоких скоростях с низким уровнем шума, износа, тепловыделения и энергопотребления. Эти детали являются экономичными и взаимозаменяемыми, их размеры обычно соответствуют национальным или международным стандартам.

Шариковые и роликовые подшипники

Существует два основных типа подшипников качения, различающихся формой тел качения:

• Шариковые подшипники используют шарики в качестве тел качения.
• Роликовые подшипники используют ролики.

Шарики и ролики взаимодействуют с дорожками качения по-разному.

Шариковые подшипники

Шарики контактируют с дорожками качения в точке. При увеличении нагрузки эта точка контакта принимает эллиптическую форму. Небольшая площадь контакта обеспечивает низкое трение качения, позволяя шариковым подшипникам работать на высоких скоростях, однако это ограничивает их грузоподъёмность.

Роликовые подшипники

Ролики образуют линейный контакт с дорожками качения. При увеличении нагрузки линия контакта расширяется, напоминая прямоугольник. Большая площадь контакта и повышенный момент трения позволяют роликовым подшипникам выдерживать более тяжёлые нагрузки, но они работают на более низких скоростях по сравнению с шариковыми подшипниками аналогичного размера.

Радиальные и упорные подшипники

Подшипники качения классифицируются по направлению воспринимаемой нагрузки:

Радиальные подшипники

Радиальные подшипники предназначены для восприятия нагрузок, действующих преимущественно перпендикулярно оси вала. Некоторые из них способны воспринимать только радиальные нагрузки, тогда как большинство может дополнительно выдерживать определённую осевую нагрузку, действующую в одном или обоих направлениях.

Упорные подшипники

Упорные подшипники рассчитаны на нагрузки, действующие преимущественно вдоль оси вала. В зависимости от конструкции они могут воспринимать осевые нагрузки в одном или обоих направлениях, а некоторые типы способны дополнительно выдерживать радиальные нагрузки (комбинированные нагрузки). Однако упорные подшипники не предназначены для работы на таких же высоких скоростях, как радиальные подшипники аналогичного размера.

Угол контакта

Классификация подшипника определяется углом контакта. Подшипники с углом контакта ≤ 45° считаются радиальными, тогда как подшипники с углом контакта > 45° относятся к упорным.