Комбинированные упорные шарикоподшипники с игольчатыми роликами
Комбинированные упорные шарикоподшипники с игольчатыми роликами представляют собой радиально-упорные узлы, объединяющие в едином корпусе игольчатый радиальный ряд и упорный шариковый ряд. Такая конструкция воспринимает одновременно высокие радиальные нагрузки и осевые усилия, действующие в одном направлении. Исполнение с одним наружным кольцом и двумя внутренними кольцами обеспечивает жесткость узла и точность позиционирования вала в условиях ограниченного монтажного пространства.
Основное преимущество данных подшипников компактность. По сравнению с раздельной установкой радиального и упорного подшипников, комбинированный узел сокращает осевую длину посадочного места на 3040%. Это критически важно для редукторов с плотной компоновкой, коробок передач, шпиндельных узлов металлорежущих станков и насосных агрегатов, где каждый миллиметр осевого габарита влияет на массу и жесткость конструкции.
Конструктивные особенности и материалы
Радиальная часть образована игольчатым подшипником с массивными роликами, работающими непосредственно по поверхности вала или по запрессованному внутреннему кольцу. Упорная часть шариковый подшипник с сепаратором из латуни или полиамида, армированного стекловолокном. Наружное кольцо имеет два дорожки качения: цилиндрическую для игл и плоскую или коническую для шариков. Такая геометрия позволяет распределять нагрузку между рядами без перекоса тел качения.
Сепараторы игольчатого ряда изготавливаются из штампованной стали или полимерных материалов. Стальные сепараторы применяются при высоких температурах до +120C, полимерные при повышенных скоростях и недостатке смазки. Шариковый ряд оснащается центрируемым по валу сепаратором, что снижает вибрации и уровень шума при работе на высоких оборотах.
Материалы колец подшипниковая сталь ШХ15 или ее зарубежные аналоги с закалкой до твердости 6065 HRC. Для агрессивных сред и пищевого оборудования доступны исполнения из нержавеющей стали AISI 440C. Термообработка обеспечивает стабильность геометрии при рабочих температурах от 40 до +120C.
Технические параметры
Диапазон посадочных диаметров комбинированных упорных шарикоподшипников с игольчатыми роликами составляет от 5 до 70 мм. Радиальная грузоподъемность варьируется от 4 до 120 кН, осевая от 2 до 60 кН в зависимости от типоразмера. Предельные частоты вращения достигают 12000 об/мин для малых диаметров при жидкостном смазывании.
Осевой зазор регулируется в пределах от 0,02 до 0,15 мм, что позволяет настраивать преднатяг в шпиндельных узлах. Радиальный зазор соответствует нормальному классу CN по ISO 5753-1, для высокоточных применений доступны исполнения с уменьшенным зазором C2.
| Типоразмер | Посадочный диаметр, мм | Радиальная нагрузка, кН | Осевая нагрузка, кН | Предельная частота, об/мин |
|---|---|---|---|---|
| NKX 15 | 15 | 11,2 | 6,3 | 9000 |
| NKX 25 | 25 | 22,4 | 12,5 | 7000 |
| NKX 40 | 40 | 48,0 | 28,0 | 4500 |
Смазывание и эксплуатация
Комбинированные узлы требуют смазки, обеспечивающей работу обоих рядов тел качения. Пластичные смазки на литиевом или полимочевинном загустителе применяются при скоростном параметре ndm до 300000 ммоб/мин. Для высокоскоростных шпинделей используется масляный туман или минимальное количество смазки (oil-air), подаваемое раздельно к радиальному и упорному рядам.
Монтаж осуществляется с помощью прессовой посадки наружного кольца в корпус и скользящей посадки на вал. Для упорного ряда обязательна точная регулировка осевого зазора, иначе возможен нагрев узла и выход из строя сепаратора. Рекомендуемая шероховатость посадочной поверхности вала Ra не более 0,4 мкм, твердость не менее 55 HRC при работе без внутреннего кольца.
Применение в промышленности
- Редукторы и мотор-редукторы общего назначения восприятие осевых усилий от косозубых и конических передач.
- Шпиндельные узлы фрезерных и токарных станков с ЧПУ обеспечение жесткости при комбинированном нагружении.
- Насосные агрегаты и гидромоторы фиксация ротора от осевых сдвигов под давлением рабочей жидкости.
- Промышленные роботы и манипуляторы опоры поворотных осей с высокими требованиями к точности.
- Текстильное и упаковочное оборудование компактные узлы с ограниченным монтажным пространством.
- Автомобильная промышленность опоры валов коробок передач и раздаточных механизмов.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем отличаются комбинированные подшипники от двух отдельных подшипников?
Комбинированный узел занимает меньше осевого пространства, имеет один корпус и упрощенную систему смазки. Исключается ошибка монтажа при выставлении соосности двух независимых подшипников, повышается жесткость узла за счет единой базы крепления.
Какой тип смазки предпочтителен для высокоскоростных применений?
Для частот вращения свыше 5000 об/мин рекомендуется масляный туман или система oil-air. Пластичные смазки применяются при умеренных скоростях и температурах до +100C, при этом требуется периодическое пополнение через пресс-масленку.
Можно ли использовать подшипник без внутреннего кольца?
Да, если вал закален до твердости не менее 55 HRC и имеет шлифованную поверхность с шероховатостью Ra не более 0,4 мкм. Это уменьшает радиальный габарит узла, но требует точной обработки вала.
Как определить необходимый осевой зазор при монтаже?
Осевой зазор выбирается в зависимости от рабочей температуры и ожидаемых деформаций корпуса. Для стандартных условий от 0,05 до 0,10 мм. Для шпиндельных узлов с преднатягом зазор уменьшают до 0,020,04 мм, контролируя момент трения.
