Упорный роликовый подшипник предназначен для уменьшения силы трения в работающих механизмах и передачи нагрузки от движущейся детали к другим конструкциям рабочего узла. Он помогает поддерживать вал с заданным параметром жесткости и обеспечивает его проворачивание вокруг оси с относительно небольшой скоростью. Благодаря этому удается добиться высокой точности и согласованности работы подвижного механизма, повысить КПД устройства и снизить износ деталей.
Стандартный роликовый упорный подшипник состоит из трех частей:
- Внешнее и внутреннее кольцо, которые устанавливаются в посадочные места механизма. Одно кольцо фиксируется в свободной позиции (может вращаться), второе – крепится намертво к корпусу.
- Тела качения, представленные стальными роликами. Они могут иметь разную форму (бочкообразную, коническую, цилиндрическую) в зависимости от типа нагрузки.
- Сепаратор, который отделяет тела качения друг от друга и закрывает их от попадания в узел пыли, стружки, грязи или других посторонних объектов. Он изготавливается из стали, латуни или полиамида путем штамповки, но в некоторых случаях его делают на станках инструментальным методом.
Существуют разновидности подшипников без сепараторов: в них укладывают ролики вплотную друг к другу, без зазоров, и чтобы они не выпадали, закрывают специальным кольцом.
Особенности и виды упорных подшипников
Такая разновидность роликоподшипников может выдерживать высокие и сверхвысокие осевые нагрузки, что позволяет использовать их в сложных механизмах и в ответственных зонах. Некоторые виды изделий способны работать с небольшим радиальным давлением, но нужно учитывать, что скорость вращения вала или оси должна быть довольно низкой, чтобы не повредить узел и не разрушить посадочное гнездо. Подобная ситуация возникает из-за того, что площадь соприкосновения роликов выше, чем у шариков, поэтому на них действует увеличенный коэффициент трения. Это приводит к понижению КПД и сокращению скорости вращения оси механизма.
Упорные роликоподшипники делаются разборными, что облегчает процедуру их демонтажа, монтажа и обслуживания (смазывания). Они выпускаются в следующих разновидностях:
- Однорядные метрические. Поставляются в собранном виде, некоторые модели могут идти в виде отдельных двух колец и с ними вместе сепаратора с телами качения.
- Двухрядные. Используются для двухсторонней осевой нагрузки, центральное кольцо блокируется по внутренней или внешней стороне – в зависимости от вида узла.
- Безопорные, состоящие из сепаратора с роликами.
- Однорядные с раздельными телами качения. За счет особой конструкции уменьшается сила трения и снижается эффект скольжения.
- С игольчатыми роликами. Подшипник такого типа довольно компактный и экономит место в механизме.
- С короткими телами качения. Обычно укороченные ролики ставятся по 2-3 в ячейку сепаратора.
Чтобы правильно подобрать тип роликоподшипника, следует определиться с условиями, в которых он будет работать. Разновидности с цилиндрическими телами качения используют в узлах с малыми скоростями вращения и при высоких осевых нагрузках. Конические ролики используют при сверхвысоком давлении на ось, при наличии вибрации или ударов. Допустимо также использование в узлах со средней скоростью вращения. Сфероконические модели обладают свойствами самостоятельной установки, что позволяет использовать их в сложных условиях. Роликоподшипники используют в генераторах и экструдерах, в упорных балках и поворотных узлах, в тяжело нагруженных осях, работающих в вертикальном или наклонном положении, а также в других механизмах.
Преимущества и недостатки
К достоинствам упорных конструкций относится:
- Продолжительный срок службы и высокая надежность. Вращающиеся тела изнашиваются медленнее, чем классические шарики.
- Способность выдерживать ударные и высокие нагрузки, что позволяет использовать механизмы в сложных машинах.
- Компактные размеры и относительно небольшой вес, допустимость применения в паре с другими разновидностями подшипников.
- Возможность использования в условиях повышенной влажности и задымленности, рабочий диапазон – от -40 до +150 градусов Цельсия.
- Простота монтажа за счет разборной конструкции, возможность быстрой замены в случае выходе узла из строя.
К недостаткам таких механизмов относится пониженный коэффициент полезного действия (95–98%) и невозможность работы на максимальных скоростях.