Что такое радиальный шарикоподшипник?

Что такое радиальный шарикоподшипник?

Название происходит непосредственно от формы дорожки качения. В радиальном подшипнике скольжения канавка неглубокая и противодействует нагрузке, проходящей только через вал. В радиальных шарикоподшипниках радиус канавки лишь немного больше самого шарика, обычно в пределах нескольких процентов, поэтому шарику никогда не остается места, чтобы выбраться из канала, даже когда вал толкается в сторону. Именно это единственное геометрическое решение стало причиной того, что радиальные шарикоподшипники стали выбором по умолчанию почти для каждой категории машин, от двигателя кухонного блендера до редуктора конвейера.

Когда люди ищут шарик подшипника или шарикоподшипник подшипника, не зная технического названия, они почти всегда описывают именно эту деталь. Большинство инженеров представляют этот подшипник в первую очередь, поскольку он появляется на большем количестве страниц каталога, в большем количестве OEM-чертежей и в большем количестве списков запасных частей, чем любое другое семейство подшипников качения.

Детали внутри радиального шарикоподшипника

Каждый радиальный шарикоподшипник, независимо от его размера, состоит из одних и тех же пяти функциональных частей. Понимание каждого из них значительно облегчает позднее чтение таблицы размеров подшипников или таблицы размеров подшипников, поскольку каждый размер в этой таблице соответствует одному из этих компонентов.

• 01
  Внутреннее кольцо Прижимается к валу и несет внутреннюю канавку дорожки качения. Диаметр отверстия — это первое число в любой таблице размеров подшипника.
• 02
  Наружное кольцо Расположен в отверстии корпуса и имеет внешнюю канавку дорожки качения. Его внешний диаметр вместе с отверстием определяет поперечное сечение подшипника.
• 03
  Комплект мяча Кольцо из закаленных стальных шариков, обычно от восьми до десяти в маленьком или среднем диаметре, которое катится между двумя дорожками качения и физически несет нагрузку.
• 04
  Клетка или фиксатор Шарики равномерно располагаются по дорожке качения, чтобы они не касались друг друга, что может привести к трению скольжения и быстрому износу.
• 05
  Печать или щит Дополнительная крышка, прижатая или закрепленная на наружном кольце, удерживает смазку и грязь. Открытые, экранированные и герметичные версии имеют одинаковую внутреннюю геометрию.

Примечание: термин «шариковый подшипник» часто используется в широком смысле для описания всего узла, в то время как термин «шаровой подшипник» сам по себе обычно относится только к отдельному стальному шариковому компоненту, который продается отдельно для ремонта или повторной смазки.

Как шарикоподшипник с глубокими канавками выдерживает нагрузку

Радиальный шарикоподшипник работает по принципу точечного контакта. Каждый стальной шарик касается внутренней дорожки качения в одной точке и внешней дорожки качения в одной точке, и нагрузка проходит через эти два крошечных пятна контакта, а не по всей линии, как это происходит в роликовом подшипнике. Точечный контакт обеспечивает низкое сопротивление качению, поэтому радиальные шарикоподшипники вращаются более свободно, чем практически любое другое семейство подшипников того же размера.

Поскольку канавка дорожки качения на обоих кольцах глубокая, линия, соединяющая две точки контакта, не является идеально прямой, проходящей через центр шара, она расположена под небольшим углом, который часто составляет примерно ноль градусов в состоянии покоя, но слегка смещается под осевой нагрузкой. Именно этот сдвиг угла контакта позволяет однорядному радиальному шарикоподшипнику противостоять нагрузкам в любом направлении без необходимости использования второго, противоположного подшипника. Конический роликоподшипник или радиально-упорный подшипник необходимо соединить в пару, чтобы выдерживать двустороннюю тягу. Радиальный однорядный шарикоподшипник справляется с этой задачей самостоятельно, в одной детали и по одной цене.

Однорядный радиальный шарикоподшипник против двухрядного

Большая часть того, что люди подразумевают под радиальным шарикоподшипником, — это однорядный радиальный шарикоподшипник, который является гораздо более распространенной конфигурацией. Двухрядная версия удваивает набор шариков в одном более широком подшипнике, что увеличивает радиальную нагрузку без установки на вал двух отдельных однорядных подшипников. В таблице ниже две конфигурации выстроены рядом.

На практике однорядные шарикоподшипники с глубокими канавками используются в более чем девяти из десяти промышленных применений, поскольку большинству валов не требуется дополнительный радиальный запас, который обеспечивает двухрядная конструкция. Двухрядные подшипники предназначены для ситуаций, когда пространство вдоль вала ограничено, но радиальная нагрузка необычайно высока.

Почему радиальные шарикоподшипники являются выбором по умолчанию

Спросите любого инженера по подшипникам, для чего нужны радиальные шарикоподшипники, и ответ почти всегда будет один: все, что не является крайним случаем. Это не самые высоконагруженные подшипники и не самые быстродействующие подшипники, но они представляют собой лучший компромисс между нагрузкой, скоростью, стоимостью и простотой. Именно поэтому мировой объем производства подшипников этого типа превышает все остальные семейства подшипников качения вместе взятые.

Открытые, экранированные и герметичные радиальные шарикоподшипники

Радиальный шарикоподшипник может поставляться с несколькими различными уровнями защиты, а суффиксные буквы после номера размера указывают, какой из них вы держите в руках. Это имеет такое же значение, как и исходные размеры, когда вы подбираете новый шарикоподшипник для машины.

Таблица размеров и размеров радиальных шарикоподшипников

Каждый радиальный шарикоподшипник характеризуется тремя измерениями сердечника: диаметром отверстия, наружным диаметром и шириной. Вместе эти три цифры составляют таблицу размеров подшипника, которая указана в технических характеристиках каждого производителя. В приведенной ниже таблице представлена ​​стандартная таблица размеров шарикоподшипников для наиболее распространенных метрических серий, включая 60 сверхлегких, 62 легких и 63 средних серий.

Цифры выше представляют собой типичные значения уровня каталога, используемые для общего сравнения. Перед заказом всегда сверяйте точные размеры и размеры подшипников с текущим паспортом производителя, поскольку номинальная нагрузка незначительно различается в зависимости от производственных стандартов.

Как прочитать обозначение подшипника

Такой код, как 6205-2РС-С3, объединяет размеры и опции подшипников в одну строку. Разбивка ее на части упрощает использование всей таблицы размеров подшипников в дальнейшем.

Материалы Used to Build a Deep Groove Ball Bearing

Кольца и шарики стандартного радиального шарикоподшипника изготовлены из хромированной подшипниковой стали, чаще всего марки GCr15, которая закалена примерно до твердости 60–64 HRC. Такая твердость позволяет маленькому шарику и пятну контакта дорожки качения выдерживать повторяющиеся циклы нагрузки без деформации. Сепараторы обычно изготавливаются из штампованной стали для подшипников меньшего диаметра и из обработанной латуни или специального полимера для подшипников большего или высокоскоростного типа.

Для чего используются радиальные шарикоподшипники

Честный ответ на вопрос, для чего используются радиальные шарикоподшипники, — это почти все, что вращается. Поскольку конструкция выдерживает радиальную нагрузку, умеренную тягу в обоих направлениях и высокую скорость в одной компактной и недорогой детали, она стала широко использоваться в качестве вращающейся опоры практически во всех отраслях, производящих оборудование.

Как правильно выбрать радиальный шарикоподшипник

1. Подтвердите размеры вала и корпуса.

   Измерьте диаметр вала по размеру отверстия и отверстие корпуса по наружному диаметру, затем сверьтесь с таблицей размеров подшипников, чтобы составить список возможных номеров деталей.

2. Рассчитать радиальную и осевую нагрузку

   Сложите фактические силы, которые подшипник будет испытывать в работе, включая любое натяжение ремня или силу зацепления шестерни, а не только статический вес вращающегося узла.

3. Проверьте необходимую скорость

   Сравните ваши рабочие обороты со столбцом предельных скоростей таблицы размеров шарикоподшипников, затем примените запас прочности для срока службы смазки и температуры окружающей среды.

4. Выберите тип уплотнения

   Выбирайте открытые подшипники только в том случае, если у вас есть контролируемая система смазки, в противном случае выбирайте 2RS или ZZ в зависимости от пыли, влажности и профиля скорости окружающей среды.

5. Выберите класс допуска

   Стандартный зазор подходит для большинства работ общего назначения, а зазор C3 обычно используется для электродвигателей, которые перегреваются и требуют дополнительного внутреннего пространства.

6. Подтвердить класс допуска

   Допуск ABEC или ISO P0 подходит для общего машиностроения, тогда как для прецизионных шпинделей и высокоскоростного оборудования требуется P6 или выше.

Установка и обслуживание радиального шарикоподшипника

Распространенные виды отказов

Где купить радиальные шарикоподшипники

Постоянные размеры, проверенная марка стали и стабильная термообработка имеют такое же значение, как и цифры, напечатанные в таблице размеров подшипников. Поставщик, у которого есть собственные линии ковки, токарной обработки, термической обработки и шлифования, может поддерживать допуски и номинальную нагрузку гораздо более стабильно, чем торговая компания, которая переупаковывает подшипники только из смешанных источников.

Часто задаваемые вопросы по радиальным шарикоподшипникам

Краткая версия

Радиальный шарикоподшипник — это повседневная рабочая лошадка вращающегося оборудования. Его глубокая канавка дорожки качения позволяет одной компактной и доступной детали воспринимать радиальную нагрузку, осевую нагрузку в обоих направлениях и одновременно высокую скорость вращения, поэтому он встречается в большем количестве конструкций, чем любой другой тип подшипника. Независимо от того, читаете ли вы таблицу размеров шарикоподшипников для подбора запасной детали, сравниваете однорядные и двухрядные варианты или закупаете серийное производство у такого производителя, как Ningbo Zhenhai Hualei Bearing Co., Ltd., действует один и тот же основополагающий принцип: глубина канавки является особенностью, и все остальное в подшипнике вытекает из нее.