Три семейства, одно дерево решений
Каждый подшипник в каталоге относится к одному из трёх семейств. Шарикоподшипники передают нагрузку через точечный контакт стальных или керамических шариков с дорожками качения. Роликоподшипники используют цилиндры, конусы, бочкообразные ролики или тонкие иглы, которые касаются дорожек по линии. У подшипников скольжения тел качения нет совсем: вал скользит по втулке, полимерному вкладышу или масляной плёнке.
Внутри каждого семейства профиль дорожек и направление контакта определяют, какие нагрузки подшипник может воспринимать. Вместо того чтобы запоминать десятки названий, быстрее идти от применения назад. Четырёх вопросов ниже хватает для большинства реальных случаев выбора.
Вопрос 1: в какую сторону действует нагрузка?
Радиальная нагрузка давит поперёк вала, осевая - вдоль него. На многие валы действуют обе. Название типа обычно подсказывает ответ, как только вы знаете закономерность.
| Характер нагрузки | Шариковый вариант | Роликовый вариант |
|---|---|---|
| В основном радиальная | Радиальный шариковый | Цилиндрический роликовый |
| Радиальная плюс односторонняя осевая | Радиально-упорный | Конический роликовый |
| Только осевая | Упорный шариковый | Упорный роликовый |
| Тяжёлая радиальная плюс перекос | Самоустанавливающийся шариковый (лёгкий режим) | Сферический роликовый |
Радиальные шарикоподшипники - исключение, подтверждающее правило: хотя их относят к радиальным, глубокая канавка дорожки позволяет им воспринимать умеренную осевую нагрузку в обоих направлениях, поэтому они стали выбором по умолчанию для электродвигателей и бытовой техники.
Вопрос 2: насколько быстро и насколько тяжело?
Точечный контакт даёт меньше трения и меньше тепла, поэтому шарикоподшипники допускают более высокую скорость. Линейный контакт распределяет нагрузку по большей площади, поэтому роликовые подшипники при том же габарите несут больше. Обычное правило верно для всего каталога: выбирайте шарикоподшипник, когда важны скорость, низкий шум и малый момент трения, и роликовый, когда важны нагрузка, удар или жёсткость.
Стоит добавить два замечания. Во-первых, слишком слабо нагруженный роликоподшипник может проскальзывать вместо качения, что повреждает дорожку; шарикоподшипник более терпим к малой нагрузке. Во-вторых, предельные скорости и грузоподъёмность публикует поставщик для каждого обозначения. Мы не приводим их в общих статьях, поскольку они зависят от размера, сепаратора, смазки и класса точности, поэтому запрашивайте значения из паспорта вместе с коммерческим предложением.
Вопрос 3: сможет ли вал оставаться соосным?
Подшипники качения рассчитаны на вал, стоящий в корпусе строго перпендикулярно. Длинный вал, прогибающийся под нагрузкой, или два корпуса на гибкой раме выводят подшипник из соосности. Стандартный радиальный шариковый или цилиндрический роликовый подшипник терпит лишь небольшой угол, после чего появляются шум и нагрев.
Если перекоса не избежать, выбирайте подшипник со сферической наружной дорожкой: самоустанавливающийся шариковый, сферический роликовый или корпусной узел со сферической наружной поверхностью, которая поворачивается в посадочном гнезде. Типичные места для таких конструкций - ролики конвейеров, сельскохозяйственные валы и длинные приводные линии.
Вопрос 4: сколько места есть?
Место нередко решает вопрос раньше, чем нагрузка. Игольчатый роликоподшипник имеет очень малую радиальную высоту, поэтому помещается там, где шарикоподшипник не встанет. Упорный подшипник тонок в осевом направлении. Миниатюрный подшипник с отверстием менее примерно 10 мм предназначен для приборов и малых двигателей. Втулка скольжения занимает ещё меньше места по радиусу и запрессовывается прямо в расточку.
- Мало места по радиусу: игольчатый подшипник или втулка скольжения.
- Мало места по оси: упорный игольчатый или тонкостенный шариковый подшипник.
- Малый вал: миниатюрный подшипник.
- Крепление на раму без обработанного корпуса: корпусной узел.
Где место подшипникам скольжения
В каталожных сравнениях подшипники скольжения часто обходят вниманием, но они решают задачи, с которыми качение не справляется. Они хорошо работают при медленном качании, ударной нагрузке, грязи и влаге, а композитные или бронзовые втулки могут работать без смазки. Их слабые стороны - более высокое трение при пуске и необходимость правильно обработанной поверхности вала. Если движение - короткое качание, а не непрерывное вращение, подшипник скольжения или сферический подшипник скольжения обычно лучше шарикоподшипника. Компромиссы разобраны в материале подшипники качения и скольжения.
Ошибки выбора, которые мы видим чаще всего
Большинство неудачных выборов происходит из нескольких привычек, и их легко избежать, когда они названы.
- Копирование старой детали без выяснения причины отказа. Если радиальный шарикоподшипник постоянно выходит из строя в редукторе, замена на такой же повторит проблему. Характер повреждений обычно указывает на другое семейство, например на пару конических роликоподшипников, которая правильно воспринимает осевую составляющую.
- Выбор только по диаметру отверстия. У многих семейств одинаковое отверстие, но упорная шайба, радиальный шарикоподшипник и цилиндрический роликовый на валу 25 мм ведут себя под нагрузкой совершенно по-разному. Отверстие говорит о том, что встанет на вал, а не о том, что подшипник выдержит.
- Игнорирование монтажа. Разъёмные подшипники, такие как конические и цилиндрические роликовые, удобны для прессовых посадок на тяжёлых валах, а неразъёмные шарикоподшипники подходят для простой сборки на линии. Прежде чем остановиться на типе, проверьте, как узел будет монтироваться и демонтироваться.
- Смешение ограничений по скорости и нагрузке. Высокая грузоподъёмность не означает высокой предельной скорости. Читайте оба значения в паспорте для конкретного обозначения, сепаратора и смазки.
Покупателю, который закупает для многих машин, практический итог - короткий внутренний перечень предпочтительных типов, привязанных к стандартным диапазонам обозначений. Такой перечень ускоряет коммерческие предложения и упрощает складской запас, а отдел может группировать запросы по нескольким партнёрским заводам, а не начинать каждый раз с нуля.
Как превратить ответ в запрос
Когда семейство и линейка определены, переходите к обозначению. Для существующих деталей его можно прочитать на старом подшипнике; новые конструкции начинают с диаметра вала и серии. В таблице размеров указаны номинальные диаметр отверстия, наружный диаметр и ширина по ISO. Затем добавьте сведения, влияющие на поставку: тип уплотнения, внутренний зазор, класс точности, сепаратор и смазку. После этого отдел подбирает партнёрские заводы по ориентировочным MOQ и срокам со страницы MOQ и сроки, которые подтверждаются письменно для каждой программы.