Упорные роликовые подшипники: конструкция и применение в узлах с осевой нагрузкой
Упорные роликовые подшипники предназначены для восприятия односторонних осевых нагрузок в условиях высоких скоростей вращения. В отличие от шариковых упорных аналогов, эти узлы обеспечивают большую грузоподъемность за счет линейного контакта тел качения с дорожками колец. Конструктивно они состоят из двух плоских или желобчатых колец и сепаратора с цилиндрическими роликами, установленными радиально относительно оси вала.Основное применение шпиндели металлорежущих станков, редукторы тяжелых механизмов, валы электродвигателей, насосные агрегаты и роторные системы. В станкостроении упорные роликовые подшипники используются в комбинации с радиальными узлами для фиксации вала в осевом направлении при высоких скоростях обработки. В прокатных станах они воспринимают осевые усилия, возникающие при деформации металла, а в судовых валопроводах упор от гребного винта.Технические характеристики и исполнения
Ключевые параметры выбора диаметр отверстия, наружный диаметр, высота комплекта и динамическая грузоподъемность. Серийные исполнения охватывают диапазон отверстий от 25 до 420 мм, что перекрывает потребности от малогабаритных шпинделей до тяжелых промышленных редукторов. Высота комплекта варьируется от 18 до 112 мм в зависимости от серии.Материал колец и роликов подшипниковая сталь ШХ15 или ШХ15СГ с объемной закалкой до твердости от 60 до 64 HRC. Рабочие поверхности шлифуются и полируются до шероховатости Ra от 0,16 до 0,32 мкм. Сепараторы изготавливаются из латуни ЛС59-1, текстолита или штампованной стали выбор зависит от скоростного режима и условий смазывания.| Серия | Отверстие, мм | Наружный диаметр, мм | Высота, мм | Грузоподъемность, кН |
|---|---|---|---|---|
| 8111 | 55 | 78 | 16 | 28 |
| 8120 | 100 | 135 | 25 | 83 |
| 8130 | 150 | 190 | 31 | 132 |
Особенности монтажа и эксплуатации
Упорные роликовые подшипники чувствительны к перекосам допустимое отклонение от перпендикулярности опорных поверхностей не превышает 0,01 мм на 100 мм диаметра. При монтаже необходимо обеспечить равномерный натяг посадочных поверхностей и точную фиксацию колец в осевом направлении. Вращающееся кольцо устанавливается с натягом, неподвижное с зазором до 0,01 мм.Смазывание выполняется пластичными материалами на литиевой или полимочевинной основе с рабочей температурой от 40 до +120 C. Для высокоскоростных шпинделей применяется масляный туман или циркуляционная система подачи масла. Предельная частота вращения зависит от типа сепаратора: латунные массивные сепараторы ограничивают скорость, текстолитовые и штампованные стальные допускают более высокие обороты.Критерии подбора и типовые отказы
Выбор типоразмера выполняется по расчетной осевой нагрузке с учетом коэффициента запаса от 1,2 до 1,5 для стационарных режимов и до 2,5 для ударных нагрузок. При комбинированном нагружении одновременном действии осевых и радиальных сил упорные роликовые подшипники применяются только в паре с радиальными опорами.Характерные повреждения: выкрашивание дорожек качения при перегрузке, повышенный износ при недостаточном смазывании, наклеп при вибрационных нагрузках в неподвижном состоянии. Ресурс узла определяется по динамической грузоподъемности и эквивалентной нагрузке; для большинства промышленных применений расчетный ресурс составляет от 10 000 до 50 000 часов.Вопросы и ответы (FAQ)
Чем упорный роликовый подшипник отличается от шарикового?
Роликовый узел имеет линейный контакт тел качения с кольцами, что обеспечивает более высокую грузоподъемность при тех же габаритах. Однако он чувствителен к перекосам и требует точного монтажа, тогда как шариковый допускает небольшие отклонения.
Какой сепаратор выбрать для высокоскоростного шпинделя?
Для частот вращения свыше 3000 об/мин рекомендуется штампованный стальной или текстолитовый сепаратор. Латунный массивный сепаратор применяется при умеренных скоростях, но обеспечивает лучшую стабильность геометрии.
Допускается ли работа упорного роликового подшипника при комбинированной нагрузке?
Нет, узел воспринимает только осевые усилия. При наличии радиальной составляющей необходима установка дополнительного радиального подшипника в той же опоре.
Какой зазор устанавливается при монтаже неподвижного кольца?
Неподвижное кольцо монтируется с зазором от 0 до 0,01 мм для компенсации тепловых деформаций. Вращающееся кольцо устанавливается с натягом, исключающим проворачивание.
