Подшипниковые узлы и типы подшипников

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing specificationBearing executionSealing, mounting and dismounting

Подшипниковый узел служит для опоры и фиксации вала в радиальном и осевом направлениях относительно других компонентов, например, относительно корпуса. Как правило, в качестве опоры вала используются два подшипниковых узла. В зависимости от требований, например, к жёсткости или направлению нагрузки, подшипниковая опора может состоять из одного или нескольких подшипников.
Подшипниковые узлы с двумя опорами:
  • фиксирующие и плавающие подшипниковые узлы
  • регулируемые подшипниковые узлы
  • плавающие подшипниковые узлы
В матрице 1 [PDF] представлен обзор характеристик различных типов подшипников для разных подшипниковых узлов.
Подшипниковый узел, который состоит только из одного подшипника, воспринимающего радиальную, осевую и моментную нагрузку.

Фиксирующие и плавающие подшипниковые узлы

В фиксирующих и плавающих подшипниковых узлах (рис. 1):
  • Фиксирующая опора обеспечивает осевую фиксацию вала относительно корпуса.
  • Плавающая опора компенсирует осевое смещение вала, возникающее в результате теплового расширения вала относительно корпуса. Кроме того, она компенсирует суммарные допуски компонентов, влияющие на расстояние между подшипниками.
Подшипники для фиксирующих опор

В качестве фиксирующих используются радиальные подшипники, способные компенсировать комбинированные (радиальные и осевые) нагрузки. К ним относятся:

Комбинации подшипников для фиксирующих опор

Фиксирующая подшипниковая опора может состоять из комбинации подшипников. Например (рис  2):

  • Для восприятия радиальной нагрузки может использоваться цилиндрический роликоподшипник без бортов на одном из колец.
  • Для обеспечения осевой фиксации может быть использован радиальный шарикоподшипник, шарикоподшипник с четырёхточечным контактом или двойной радиально-упорный шарикоподшипник.

Наружное кольцо подшипника для осевой фиксации должно устанавливаться с радиальным зазором. В противном случае подшипник может быть подвержен радиальному нагружению.

Подшипники для плавающих опор

Используются два способа компенсации осевого смещения в плавающей опоре:

  1. Подшипники, обеспечивающие компенсацию осевого смещения (рис. 3):

    При вращении эти подшипники компенсируют осевое смещение вала, практически не создавая осевой нагрузки на подшипниковый узел. Такое решение следует использовать, когда для обоих колец требуется посадка с натягом.

  2. Используйте свободную посадку между кольцом подшипника и его посадочным местом. Подходящие типы подшипников: Осевые смещения подшипника на своём посадочном месте создают осевые нагрузки, которые могут влиять на срок службы подшипника.

При использовании подшипников других типов возможно потребуется принять во внимание дополнительные факторы.

Стандартные комбинации подшипниковых опор

Наиболее распространённые возможные варианты подшипниковых узлов, в которых одна опора является фиксирующей, а другая — плавающей, представлены ниже.

Для подшипниковых узлов, в которых осевое смещение вала компенсируется внутри подшипника

К стандартным подшипниковым узлам, в которых возникает незначительный угловой перекос, относятся:

  • радиальный шарикоподшипник / цилиндрический роликоподшипник (рис. 4)
  • двухрядный радиально-упорный шарикоподшипник / цилиндрический роликоподшипник типа NU или N (рис. 5)
  • спаренные однорядные конические роликоподшипники / цилиндрический роликоподшипник типа NU или N (рис. 6)
  • цилиндрический роликоподшипник типа NUP / цилиндрический роликоподшипник типа NU (рис. 7)
  • цилиндрический роликоподшипник типа NU и шарикоподшипник с четырёхточечным контактом / цилиндрический роликоподшипник типа NU (рис. 8)

Самоустанавливающиеся подшипниковые системы SKF, способные компенсировать значительный перекос:

  • сферический роликоподшипник / тороидальный роликоподшипник CARB (рис. 9)
  • самоустанавливающийся шарикоподшипник / тороидальный роликоподшипник CARB

Для подшипниковых узлов, в которых осевое смещение компенсируется между кольцом подшипника и его посадочным местом

  • радиальный шарикоподшипник / радиальный шарикоподшипник (рис. 10)
  • самоустанавливающиеся шарикоподшипники или сферические роликоподшипники (рис. 11) для обеих подшипниковых опор
  • спаренные однорядные радиально-упорные шарикоподшипники / радиальный шарикоподшипник (рис. 12)

Регулируемые подшипниковые узлы

В регулируемых подшипниковых узлах осевая фиксация вала в одном направлении осуществляется одной подшипниковой опорой, а в другом направлении — другой (перекрёстная фиксация). Регулируемые подшипниковые узлы требуют точной регулировки зазора или преднатяга при монтаже.

Такие подшипниковые узлы обычно используются для коротких валов, когда тепловое расширение несущественно. Наиболее подходящими подшипниками являются:

  • радиально-упорные шарикоподшипники (рис. 13)
  • конические роликоподшипники (рис. 14)

Плавающие подшипниковые узлы

В плавающих подшипниковых узлах вал имеет перекрёстную фиксацию, но может перемещаться в осевом направлении на некоторое расстояние между двумя крайними положениями (т. е. может «плавать»). При определении расстояния, требуемого для такого смещения, следует учитывать тепловое расширение вала относительно корпуса и допуски компонентов, влияющие на расстояние между двумя подшипниками.

В подобном узле вал также может быть зафиксирован в осевом направлении другими установленными на валу компонентами (например, шевронной зубчатой передачей). Наиболее распространённые подшипники:

  • радиальные шарикоподшипники (рис. 15)
  • самоустанавливающиеся шарикоподшипники
  • сферические роликоподшипники (рис. 16)
  • Цилиндрические роликоподшипники типа NJ в зеркальном расположении со смещёнными внутренними кольцами (рис. 17)
SKF logo