Шариковые радиальные однорядные подшипники (тип 0000) (рис. 5, а).
Обладают наибольшей быстроходностью. Предназначены, в основном, для восприятия радиальной нагрузки, но способны воспринимать и ограниченную осевую нагрузку, действующую в обе стороны (до 0,7 от неиспользованной радиальной нагрузки). Допускают перекосы колец до 10-15″ за счет зазоров. Характеризуются сравнительно малыми радиальной и осевой жестокостью, не рекомендуются для применения в узлах, требующих точной фиксации валов. При проектировании новых машин в первую очередь следует ориентироваться на применение шариковых радиальных однорядных подшипников в связи с их относительно невысокой стоимостью, распространенностью, простотой монтажа и способностью воспринимать комбинированные нагрузки.
Когда регулирующий клапан олеогидравлически управляется, узел турбины оснащен группой давления для контура масляного масла. Это должно поддерживать давление обычно между 50 и 200 бар гидравлического давления. Система управления управляет групповым выходным клапаном, который доходит до масла до регулирующего клапана подачи пара с соответствующим давлением.
Это необходимо для предотвращения выхода пара в атмосферу и снижения теплового КПД турбины. Система опрокидывания состоит из электрического или гидравлического двигателя, который медленно вращает турбину, когда он не работает. Это предотвращает изгиб ротора из-за собственного веса или теплового расширения. Скорость этой системы очень низкая, но становится необходимой для обеспечения правильной прямолинейности ротора. Если по какой-либо причине эта система останавливается, необходимо убедиться, что перед запуском она будет поворачиваться на несколько часов с помощью поворотной системы.
Шариковые радиальные двухрядные сферические подшипники (тип 1000) (рис. 5, б). Имеют сферическую рабочую поверхность наружного кольца. Предназначены для восприятия радиальной нагрузки, но могут воспринимать и ограниченные осевые нагрузки любого направления (до 0,2 от неиспользованной радиальной нагрузки). Допускают значительные (до 2-3°) перекосы внутреннего кольца (вала) относительно наружного. Применяются в узлах с нежесткими валами и конструкциях, в которых не может быть обеспечена надлежащая соосность отверстий корпусов. При установке в одной опоре двух подшипников самоустанавливаемость их теряется.
Это соединительный элемент между выходом турбины и остальной частью установки. Поскольку корпус турбины претерпевает большие изменения температуры, этот соединительный элемент необходим для управления и демпфирования эффекта расширения и сжатия. Это простые строительные подшипники, в которых цилиндрические ролики находятся в линейном контакте с дорожкой. Они имеют большую грузоподъемность, в основном поддерживая радиальную нагрузку. По мере уменьшения трения между элементами качения и кольцевой муфтой цилиндрические роликоподшипники подходят для высоких оборотов.
Роликовые радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами (тип 2000), (тип 32000) (рис. 5 в, г). Предназначены для восприятия только радиальной нагрузки. Отличаются повышенной (в 1,7 — 2,0 раза) радиальной нагрузочной способностью, но тяжелее и дороже аналогичных шариковых. Чувствительны к перекосам осей колец. При отсутствии соосности возникает коyцентрация напряжений у краев роликов, что резко снижает долговечность подшипника.
Типы цилиндрических роликовых подшипников, которые не имеют хомута на внутреннем кольце или внешнем кольце, обеспечивают относительное перемещение между ними в осевом направлении и используются в качестве подшипников со свободной стороны. Цилиндрические роликовые подшипники с ребрами с обеих сторон одного из внутренних или наружных колец и хомут на другом кольце могут поддерживать осевую нагрузку в определенной степени в одном направлении. Двухрядные цилиндрические роликовые подшипники имеют высокую жесткость относительно радиальной нагрузки и в основном используются в шпинделях станков.
Существует восемь стандартных разновидностей роликовых подшипников с короткими цилиндрическими роликами в зависимости от наличия и расположения бортов на наружном и внутреннем кольцах, например, подшипники с дополнительным буртом на внутреннем (тип 42000) (рис. 5 д) или наружном (тип 12000) кольце. Эти подшипники могут воспринимать кроме радиальной и ограниченную осевую нагрузку в одном направлении.
В цилиндрических роликовых подшипниках обычно используются сепараторы стали и латуни. Существует также небольшое количество с клетками из полиамида. Четырехрядные цилиндрические роликовые подшипники герметизированы и предназначены для использования в прокатных станах, а также для выдерживания очень высоких нагрузок в самых маленьких местах в поперечном сечении такого оборудования. Трапециевидные конические роликовые подшипники, вставленные в виде элементов качения, направляются большим кольцом внутреннего кольца.
Конические роликовые подшипники имеют большую грузоподъемность, обеспечивают радиальную нагрузку и в одном направлении осевую нагрузку. В общем, поскольку двухкомпонентные радиально-упорные шарикоподшипники используются контр-куски, конические роликовые подшипники также могут быть собраны для создания конструкции и характеристики комбинированных и двухрядных подшипников, таких как береговое и прибрежное, или лицом к лицу в этих случаях из-за регулировки расстояния между внутренним или внешним кольцами в осевом направлении, можно выбрать соответствующий внутренний зазор.
Роликовые подшипники следует применять с более жесткими валами и в корпусах, посадочные поверхности которых имеют малые отклонения от соосности.
Рис. 5. Основные типы подшипников качения
Роликовые двухрядные сферические радиальные подшипники (тип 3000) (рис. 5 е). Имеют два ряда бочкообразных роликов. Характеризуются наибольшей нагрузочной способностью (в два раза больше, чем у аналогичных шариковых), а также способны работать при значительных углах перекоса (до 2-3°) и воспринимать действующую в обоих направлениях небольшую осевую нагрузку (до 0,25 от неиспользованной радиальной). Значительно уступают по скоростным характеристикам сферическим шариковым и однорядным роликовым. Область применения — тяжелонагруженные многоопорные валы, а также двухопорные, подверженные значительным прогибам.
В конических роликовых подшипниках внутреннее кольцо и внешнее кольцо могут быть независимо установлены, потому что они отделимы. В зависимости от угла контакта конические роликовые подшипники классифицируются под обычным углом, промежуточным углом и большим углом. В классификации по количеству рядов есть также два ряда конических роликовых подшипников и четыре ряда конических роликовых подшипников. Двухрядные конические роликовые подшипники имеют двойные крышки, два отдельных конуса и доступны в различных конфигурациях для промышленного или автомобильного применения.
Роликовые радиальные подшипники с игольчатыми роликами (тип 4000) (рис. 5 ж). Предназначены для восприятия только радиальной нагрузки, осевую не воспринимают и осевое положение вала не фиксируют. Могут применяться без внутреннего кольца. Эти подшипники имеют наименьшие радиальные размеры, способны воспринимать большие радиальные нагрузки, но удовлетворительно работают лишь при невысоких скоростях. Подшипники с сепаратором работают при более высоких скоростях, но обладают меньшей грузоподъемностью. Применяются в узлах, требующих малых радиальных размеров, и в узлах с качательным движением. Чувствительны к прогибам валов и несоосности посадочных мест.
Самонастраивающийся роликовый подшипник
Обычно используемыми клетками являются стальные дробилки. Конические роликовые подшипники в дополнение к метрической серии также выпускаются в дюймовой серии с почти 000 типов комбинаций подшипников и пользовательских геометрий. Они образованы внутренним кольцом с двумя дорожками, наружным кольцом со сферическими гусеницами и валками со сферической поверхностью прокрутки. Так как центр сферической дорожки наружного кольца совпадает с центром подшипника, сферические роликовые подшипники спроектированы так, что ошибки выравнивания в осях и корпусах или изгибах в осях автоматически регулируются так, чтобы не возникали ненормальные нагрузки на подшипники.
Шариковые радиально-упорные подшипники (тип 6000) (рис. 5 з). Предназначены для восприятия радиальной и односторонней осевой нагрузок. По сравнению с чисто радиальными подшипниками обладают повышенной в 1,3 — 1,4 раза нагрузочной способностью и могут работать при повышенных оборотах. Допустимая осевая нагрузка для подшипника зависит от номинального угла контакта. В опорах, где преобладает радиальная нагрузка, применяют подшипники с небольшим углом контакта (α = 12° тип 36000). В опорах с превалирующей осевой нагрузкой целесообразнее применять подшипники с повышенными углами контакта (α = 26°, тип 46000 и 36°, тип 66000). С увеличением d повышается осевая жесткость и нагрузочная способность подшипников, но снижается быстроходность.
Самонастраивающиеся роликовые подшипники обеспечивают радиальную нагрузку и в обоих направлениях осевую нагрузку с экстремальными скоростями и наличие критических нагрузок. Поскольку радиальная грузоподъемность отлично подходит для сферических роликоподшипников, они используются в оборудовании, требующем применения с большими нагрузками и ударными нагрузками. Самонастраивающиеся роликовые подшипники с параллельным отверстием могут устанавливаться непосредственно на вал, а также конические подшипники с помощью крепежных или демонтажных втулок.
Радиально-упорные подшипники с Радиально-упорные подшипники (жат 7000) (рис. 5, и). Предназначены для восприятия радиальной и односторонней осевой нагрузок. По сравнению с радиально-упорными шариковыми подшипниками имеют большую нагрузочную способность (примерно в 1,5 раза), но меньшую быстроходность. Подшипники разъемные, что позволяет производить раздельный монтаж внутреннего (вместе с роликами и сепаратором) и наружного колец. Обладают способностью воспринимать небольшие ударные нагрузки. Наряду с основной конструкцией (тип 7000) выпускаются подшипники с большим углом конусности наружного кольца α = 20 — 30° (27000).
Обычно используемыми клетками являются детали из латуни с прецизионной обработкой, которые направляют ролики и поддерживают высокие нагрузки в течение более длительного срока службы, эти клетки также более подходят для тяжелых условий эксплуатации, сферические роликоподшипники также изготавливаются с клеткой в двухсекционный, штампованный стальной каркас для широкого круга применений, а в некоторых случаях — полиамидные клетки. Самонастраивающиеся роликовые подшипники идеально подходят для применения в вибрационных экранах, которые благодаря своей специальной конструкции минимизируют воздействие отходов в агрессивных средах, таких как те, которые обычно встречаются в промышленном дробильном производстве.
С увеличением угла конусности возрастает большую грузоподъемность, а радиальная уменьшается.
Конструктивная разновидность подшипников: двух- и четырехрядные подшипники (рис. 5, к). Они имеют повышенную грузоподъемность и способны воспринимать двухсторонние осевые нагрузки.
Конические роликовые подшипники обладают большой чувствительностью к несоосности и относительному перекосу колец, поэтому они требуют жестких валов, точной расточки корпусов и тщательного монтажа.
В качестве ключевых элементов самонастраивающиеся роликовые подшипники имеют латунные ролики и поверхностную обработку на роликовых и гусеничных поверхностях. Подшипники представляют собой компоненты машины, используемые для направления вращающихся валов. Существуют два основных типа подшипников: подшипники скольжения и роликовые подшипники. В первом вал несет на подшипник и отделен от него смазочной пленкой; в последнем, катящиеся тела отделяют кольцо от поворота от внешнего отверстия. В зависимости от направления нагрузки по отношению к вращающемуся валу подшипники, для которых радиальная нагрузка, обычно называются подшипниками, упорными подшипниками или упорами, для которых нагрузка является осевой.
Упорные шарикоподшипники (тип 8000) (рис 5, л) и роликоподшипники тип 9000) (рис. 5, м). Предназначены для восприятия только осевой нагрузки. Применяются при средней и малой скоростях вращения во избежание заклинивания тел качения от действия центробежных сил.
Одно из колец («тугое») устанавливается на валу с натягом, а другое — в корпус с зазором.
Будем говорить только о подшипниках скольжения и, в частности, о подшипниках и гидродинамических упорах, в которых тонкая пленка жидкости отделяет поверхности при относительном движении. Поведение, срок службы и стабильность гидродинамических подшипников зависят от многих параметров, включая геометрические, кинематические и динамические параметры, характеристики смазки и характер материалов подшипника.
Таким образом, определение гидродинамических подшипников зависит не только от теории смазки, но и от ряда условий, связанных с окружающей средой механизмов. Тем не менее, можно кратко представить свои основные рабочие характеристики. Прежде всего, минимальная толщина смазочной пленки всегда должна быть явно больше, чем сумма высот шероховатости поверхности, в противном случае быстрый износ подушки будет обусловлен либо истиранием, либо еще более быстрым при захвате поверхностей, Эта минимальная толщина зависит, конечно, от динамического аспекта системы и, в частности, от вибраций вращающегося вала.
Разновидностью упорного подшипника является двойной подшипник (тип 38000) (рис. 5, н), предназначенный для восприятия осевых нагрузок в обоих направлениях. Этот подшипник имеет три кольца, среднее из которых устанавливаются на вал с натягом.
Упорные подшипники чувствительны к перекосам и несоосности. Для уменьшения влияния перекосов под опорную поверхность свободного кольца рекомендуется подкладывать прокладки из материалов с низким модулем упругости.
Поскольку сам гидродинамический подшипник может быть источником вибрации, динамические аспекты должны быть подробно рассмотрены. Они анализируются очень по-разному, в зависимости от того, являются ли они подшипниками вала или подшипниками двигателей или поршневыми компрессорами.
Кроме того, под воздействием этих динамических нагрузок кавитационные явления в смазочной пленке подшипника могут привести к разрушению подшипника в результате усталости. Наконец, мощность, рассеиваемая сдвигом в смазочной жидкости подшипника, вызывает увеличение температуры механизма. Это повышение температуры может быть причиной плавления или ползучести мягкого, низкоплавкого материала, который обычно покрывает поверхность подушки.
Этих недостатков лишены упорные роликоподшипники с бочкообразными роликами (рис. 5, о), которые способны самоустанавливаться и воспринимать небольшую радиальную нагрузку. Они допускают более высокие скорости вращения.
Подшипники — Качения
Подшипники шариковые:
1. Подшипники шариковые радиальные однорядные предназначены для восприятия радиальных нагрузок, а также осевых нагрузок в обоих направлениях, особенно при увеличенных радиальных зазорах. При этом осевые нагрузки могут достигать 70% неиспользованной радиальной.
Максимальная температура подшипника может быть оценена приблизительным образом с использованием общего теплового баланса подшипника; его можно также рассчитывать с отличной точностью, выполняя тонкий анализ термоэластогидродинамической задачи всего подшипника.
Поскольку большая часть тепла вакуумируется текучей средой, важно знать скорость потока смазки, необходимую для правильной работы подшипника. В большинстве подшипников и гидродинамических остановках поток жидкости в смазочной пленке происходит в ламинарном режиме; однако использование жидкостей с очень низкой вязкостью, например, воды или необходимость использования подшипников больших размеров, работающих на высоких скоростях, вызывает изменение режима в жидкости, течение которой может стать турбулентным.
Подшипники обладают значительной быстроходностью при соответствующих конструкциях, материале сепаратора и соответствующем смазывании.
Радиальные шарикоподшипники фиксируют положение вала относительно корпуса в обоих направлениях. Не являясь самоустанавливающимися, эти подшипники допускают без уменьшения долговечности лишь небольшие перекосы валов в опоре (до 0,5°), величина которых зависит от внутренних зазоров. При этом подшипники должны вращаться с небольшой частотой. Число конструктивных разновидностей данных подшипников достаточно велико, и большинство их стандартизировано.
2. Подшипники радиально-упорные шариковые предназначены для восприятия комбинированных нагрузок (радиальных и осевых). Могут воспринимать чисто осевую нагрузку. Осевая грузоподъемность их зависит от угла контакта.
При этом подшипники некоторых типов способны воспринимать осевую нагрузку только в одном направлении. Радиально-упорные шарикоподшипники с трех- и четырехточечным контактом могут воспринимать осевые нагрузки в обоих направлениях. Преимущественно применяются при средних и высоких числах оборотов.
Радиально-упорные шарикоподшипники воспринимающие только односторонние осевые нагрузки, требуют установку еще одного подшипника, фиксирующего вал в обратном направлении.
Часто решение достигается посредством установки специально подобранных пар подшипников, которые имеют отрегулированный одинаковый зазор или натяг.
3. Подшипники радиальные шариковые сферические предназначены для восприятия радиальных и незначительных осевых нагрузок. Не рекомендуется для восприятия значительных осевых нагрузок, так как в этом случае нагружается один ряд шариков и, следовательно, снижается грузоподъемность. При качательном движении эти подшипники работают лучше, чем радиальные однорядные шарикоподшипники.
Подшипники фиксируют положение вала в осевом направлении в обе стороны. Конструктивно они состоят из двух рядов шариков, внутреннего кольца с двумя дорожками качения и наружного с одной сферической дорожкой качения, что позволяет внутреннему кольцу с комплектом шариков поворачиваться вокруг центра подшипника, т.е. Самоустанавливаться.
4. Подшипники упорные (упорно-радиальные) шариковые допускают значительно меньшую частоту вращения по сравнению с другими типами шариковых подшипников, так как дорожки качения могут воспринимать лишь ограниченные центробежные нагрузки, возникающие при движении шариков. Выпускаются подшипники со штампованным или массивным сепаратором следующих разновидностей:
Упорные шариковые подшипники применяются в тихоходных редукторах, в шпинделях и вращающихся центрах металлорежущих станков, в домкратах, задвижках, поворотных устройствах и т.п.
Упорно-радиальные шариковые подшипники устанавливают в качестве поворотных опор. Они могут воспринимать радиальную, осевую и моментную нагрузку. Подшипники изготавливают с наружными и внутренними кольцами, имеющими отверстия для их крепления в опорном узле, а так же с наружным или внутренним зубчатым венцом.
Подшипники роликовые:
1. Подшипники радиальные роликовые с короткими цилиндрическими роликами предназначены для восприятия значительных радиальных нагрузок, и только некоторые из них дополнительно воспринимают кратковременные небольшие осевые нагрузки. По быстроходности эти подшипники почти не уступают радиальным однорядным шариковым подшипникам. Требуют точной соосности посадочных мест.
Выпускаются подшипники с короткими цилиндрическими роликами со штампованными, массивными, пластмассовыми сепараторами или бессепараторные, однорядные, двухрядные, или многорядные. Штампованные сепараторы изготавливаются из низкоуглеродистой стали, массивные — из латуни или алюминиевых сплавов, пластмассовые — из полиамида.
Бессепараторные подшипники обладают максимальной грузоподъемностью за счет полного заполнения роликами.
2. Подшипники роликовые радиально-упорные с коническими роликами воспринимают радиальные и осевые нагрузки. Способность воспринимать осевые нагрузки зависит от угла контакта дорожки качения наружного кольца. При его увеличении осевая грузоподъемность возрастает, при этом уменьшается радиальная.
Допустимые частоты вращения конических роликоподшипников по сравнению с подшипниками, имеющими цилиндрические ролики, значительно ниже, они примерно такие же, как у сферических роликоподшипников. Конические роликоподшипники разъемные, что позволяет производить раздельный монтаж и демонтаж наружных и внутренних колец с комплектом роликов.
3. Подшипники радиальные роликовые сферические предназначены для восприятия тяжелой радиальной нагрузки, но могут одновременно воспринимать и осевую нагрузку, действующую в обоих направлениях и не превышающую 25% величины неиспользованной допустимой радиальной нагрузки.
Они способны компенсировать значительную несоосность, образовавшуюся в результате прогиба вала под действием нагрузки, а также вследствие технических погрешностей при обработке посадочных поверхностей или сборки узла. Работоспособность подшипников сохраняется при перекосах оси внутреннего кольца относительно оси наружного кольца до двух градусов. Фиксируют вал в осевом направлении в обе стороны в пределах имеющихся осевых зазоров.
Сферические радиальные роликовые подшипники применяются в опорах узлов и механизмов, где действуют большие радиальные нагрузки и неизбежна несоосность посадочных мест. Это мощные насосы, вентиляторы, редукторы, а также лесопильные рамы, гребные валы, прокатные станы.
4. Подшипники упорные (упорно-радиальные) роликовые воспринимают большие осевые нагрузки. Подшипники некоторых конструктивных групп могут воспринимать дополнительно незначительную радиальную нагрузку. Допускают значительно меньшие скорости вращения в сравнении с подшипниками других типов.
Массивные сепараторы изготавливаются из цветных металлов или стали.
Упорные роликовые подшипники применяются в прокатных станах, глобоидных редукторах, столах металлорежущих станков, вертлюгах нефтедобывающих машин.
5. Радиальные роликовые подшипники с длинными цилиндрическими или игольчатыми роликами обладают максимальной радиальной грузоподъемностью при минимальных габаритах. Осевые нагрузки игольчатые роликоподшипники воспринимать не могут.
Предельная частота вращения этих подшипников меньше, чем у обычных роликоподшипников. Однако эти подшипники хорошо работают в условиях большой частоты качения одного из колец.
Подшипники требуют точной соосности посадочных мест в опоре.
6. Подшипники с витыми роликами воспринимают только радиальные нагрузки, не фиксируя вал в осевом направлении. Могут воспринимать ударные нагрузки и малочувствительны к загрязнению. По сравнению с подшипниками с цилиндрическими роликами они имеют примерно вдвое меньшую грузоподъемность и могут работать при небольших частотах вращения.
В случае применения подшипников без внутреннего кольца или без колец, твердость поверхности вала и корпуса должна быть не ниже 46 — 51 HRC.
Подшипники с витыми роликами применяются в тихоходных узлах, не требующих точности вращения: в рольгангах прокатных станов, узлах сельскохозяйственных машин, на трансмиссионных валах металлургического оборудования.
Техническая информация: подшипники