Радиальные шарнирные подшипники ГОСТ 3635-78: конструкция, серии и применение
Радиальные шарнирные подшипники по ГОСТ 3635-78 — это неразъёмные опорные узлы с внутренним и наружным кольцами, между которыми размещён сферический вкладыш (тело качения), обеспечивающий угловое самоустановочное смещение осей до 3–4 в любом направлении. Стандарт распространяется на подшипники с внутренним диаметром от 6 до 100 мм, работающие при статической нагрузке и низкой частоте качания. Основное назначение — восприятие радиальных и осевых усилий в узлах, где требуется компенсация перекосов вала относительно корпуса без применения дополнительных сферических опор.
Конструктивные особенности и материалы
Шарнирный подшипник по ГОСТ 3635-78 состоит из наружного кольца с вогнутой сферической дорожкой, внутреннего кольца со сферической наружной поверхностью и антифрикционного слоя, нанесённого на одну из сопрягаемых поверхностей. В зависимости от исполнения антифрикционный слой выполняется из:
- спечённой бронзы по ГОСТ 2679-89 с пропиткой индустриальным маслом;
- антифрикционного металлофторопласта (стальная основа + бронзовая сетка + PTFE);
- латуни ЛС59-1 при повышенных нагрузках;
- модифицированного полиамида для узлов без смазки.
Наружное кольцо изготавливается из подшипниковой стали ШХ15 или ШХ15СГ по ГОСТ 801-78 с закалкой до 60–64 HRC. Внутреннее кольцо — из стали ШХ15 или цементуемой стали 20Х с твёрдостью поверхностного слоя 58–62 HRC. Посадочные поверхности шлифуются до Ra 0,63 мкм. Радиальный зазор между сферическими поверхностями нормируется в пределах 0,008–0,045 мм в зависимости от типоразмера.
Типоразмеры и технические параметры
Стандарт устанавливает ряд типоразмеров с внутренним диаметром d от 6 до 100 мм. Ниже приведены типовые параметры для наиболее востребованных исполнений.
| Обозначение | d, мм | D, мм | B, мм | Статическая нагрузка C, кН |
|---|---|---|---|---|
| ШС6 | 6 | 14 | 6 | 3,2 |
| ШС20 | 20 | 35 | 16 | 28,5 |
| ШС30 | 30 | 47 | 22 | 56,0 |
| ШС50 | 50 | 75 | 35 | 142,0 |
| ШС80 | 80 | 120 | 55 | 345,0 |
| ШС100 | 100 | 150 | 70 | 510,0 |
Допустимая угловая несоосность для всех типоразмеров — не менее 3. Предельная частота качания при нагрузке, близкой к номинальной, — до 10 циклов/мин. Рабочий диапазон температур определяется материалом антифрикционного слоя: для бронзовых вкладышей — от –60 C до +120 C, для металлофторопластовых — от –70 C до +250 C.
Области применения
Подшипники ШС по ГОСТ 3635-78 применяются в узлах, где невозможно обеспечить точную соосность отверстий корпуса и вала, а также в механизмах с качательным движением:
- гидравлические цилиндры и пневмоцилиндры — опоры штока и проушин;
- шарнирные соединения рычажных механизмов прокатных станов;
- рулевые тяги и подвеска карьерной техники, автокранов, экскаваторов;
- натяжные устройства ленточных конвейеров горно-обогатительного оборудования;
- опоры качающихся сит грохотов и вибрационных питателей;
- тормозные и блокировочные механизмы грузоподъёмных машин.
В металлургии шарнирные подшипники устанавливаются в узлах качания кристаллизаторов МНЛЗ и механизмах качания маятниковых пил. В сельхозмашиностроении — в навесных системах тракторов и шарнирах плугов. В железнодорожной технике — в тормозной рычажной передаче и токоприёмниках.
Монтаж и эксплуатационные ограничения
Установка подшипника в корпус выполняется с натягом по наружному кольцу (H7/k6 или H7/m6) и по валу (h6/js6). При запрессовке усилие прикладывается к торцу того кольца, через которое передаётся нагрузка. Не допускается передача монтажного усилия через сферический вкладыш — это приводит к смятию антифрикционного слоя и потере подвижности.
Подшипники ГОСТ 3635-78 не предназначены для длительного вращения с высокой частотой. Основной режим — медленное качание или редкие повороты под нагрузкой. При необходимости непрерывного вращения применяются подшипники других серий (например, ШСП с уплотнениями). Ресурс определяется числом циклов качания и для бронзовых вкладышей составляет 10–10 циклов при номинальной нагрузке.
Смазка закладывается при сборке и в процессе эксплуатации может не возобновляться для металлофторопластовых исполнений. Для бронзовых вкладышей рекомендуется периодическая подача пластичной смазки через отверстия в наружном кольце (исполнение с канавкой).
Вопросы и ответы
Чем шарнирный подшипник ГОСТ 3635-78 отличается от подшипника скольжения?
Шарнирный подшипник допускает угловое смещение осей до 3–4 за счёт сферической сопрягаемой поверхности, тогда как обычный подшипник скольжения работает только при строгой соосности вала и втулки.
Какой максимальный угол перекоса выдерживает подшипник ШС?
Стандарт гарантирует угловое смещение не менее 3 в любом направлении. Фактический угол зависит от типоразмера и радиального зазора и может достигать 4 для малых диаметров.
Можно ли использовать подшипники ШС при непрерывном вращении?
Нет. Конструкция рассчитана на качательное движение или редкие повороты. При непрерывном вращении антифрикционный слой быстро изнашивается, и подшипник теряет работоспособность.
Какая смазка применяется для бронзовых вкладышей?
Рекомендуются литиевые смазки (Литол-24, ЦИАТИМ-201) или индустриальные масла И-20А, И-30А. Периодичность пополнения зависит от интенсивности качания и температуры узла.
