какую нагрузку может воспринимать конический однорядный роликоподшипник
Подшипники роликовые конические — описание и размеры
Подшипники радиально-упорные с коническими роликами предназначены для восприятия одновременно действующих радиальных и осевых нагрузок. Допустимая частота вращения значительно ниже, чем у подшипников с короткими цилиндрическими роликами, а способность к восприятию осевой нагрузки определяется углом конусности наружного кольца. С увеличением угла конусности осевая грузоподъемность возрастает при уменьшении радиальной. Перекос вала относительно оси корпуса недопустим.
Типы: 7000, 27000, 97000, 77000.
 | Однорядные подшипники типов 7000 и 27000 предназначены для восприятия радиальных и односторонних осевых нагрузок. Допускается раздельный монтаж колец, а также регулирование осевой игры и радиального зазора, как при установке, так и в процессе эксплуатации подшипника. Подшипники можно устанавливать с предварительным натягом, который создается при их монтаже в одной опоре. |
 | Двухрядные подшипники типа 97000 предназначены для восприятия радиальных и двусторонних осевых нагрузок. Заданный радиальный зазор и осевая игра в подшипнике обеспечиваются подшлифовыванием дистанционного кольца, установленного между внутренними кольцами. Допустимая радиальная нагрузка в 1,7 раза выше, чем радиальная нагрузка у соответствующего однорядного подшипника. Осевая нагрузка подшипников типа 9700 (а = 10-17°) не должна превышать 40% от неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. |
 | Четырехрядные подшипники типа 77000 предназначены для, восприятия больших радиальных и относительно небольших двусторонних осевых нагрузок. Допускается регулирование радиального зазора и осевой игры между соседними рядами роликов путем шлифования или замены дистанционных колец, установленных между наружными и внутренними кольцами. Допустимая радиальная нагрузка в 3 раза выше, чем у соответствующего однорядного подшипника. Осевая нагрузка не должна превышать 20% неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. Применяются в первую очередь в тяжелом машиностроении и прокатном оборудовании, так как способны воспринимать высочайшие нагрузки радиального типа и в меньшей степени двухсторонние осевые. |
Импортные подшипники этого типа относятся к следующим наиболее распространенным сериям: 30200 (например, 30203 — наш аналог 7203), 30300 (30305, аналог 7305), 31300 (31310, аналог 27310), 32000Х (32008Х, аналог 2007108), 32200 (32218, аналог 7518), 32300 (32313, аналог 7613), 32900 (32915, аналог 2007915), 33000 (33010, гипотетический аналог — 3007110), 33100 (33110, гипотетический аналог 3007710), 33200 (33206, гипотетический аналог — 3007206). Под гипотетическими аналогами подразумеваются такие типы, которые нашей промышленностью не выпускаются, но имели бы такой номер. Также есть и изделия менее распространенные, серий T, JK, K и других.
Сепараторы конических подшипников штампованные и точеные.
Допустимые частоты вращения конических роликоподшипников по сравнению с подшипниками, имеющими цилиндические 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.
Особенности эксплуатации радиально-упорных конических подшипников. Допустимые частоты вращения у изделий этой конструкции ниже, чем у цилиндрических роликоподшипников и примерно равны таковым сферических двухрядных.
Допускается раздельный монтаж колец, а также регулирование осевого зазора, причем не только в процессе установки, но и при эксплуатации. Можно устанавливать с предварительным натягом.
Двух и четырехрядные подшипники фиксируют положение вала относительно корпуса в осевом направлении в обе стороны.
Конические подшипники
Данная продукция в обиходе часто именуется конусными подшипниками. Они рассчитаны на восприятие нагрузок, действующих одновременно в двух плоскостях, радиальных и направленных вдоль оси вала (аксиальных).
Конический подшипник состоит из:
Основными элементами, из которых состоит подшипник роликовый конический:
— внутреннее кольцо, чаще именуемое конусом;
— «Чашка» (она же наружное кольцо);
— комплект элементов качения (в данном случае, роликов конического типа);
— сепаратора (отсутствие последнего приведёт к нарушению внутренней геометрии изделия, и подшипник перестанет работать).
На обоих кольцах обязательно выполняются дорожки качения.
Поверхности (внутренняя и наружная) конического подшипника образуют углы с его продольной осью. Причём их вершины пересекают её в общей точке. Это позволяет добиться низкого трения и правильного качения.
Способность воспринимать аксиальные нагрузки растёт одновременно с ростом значения угла контакта. одновременно с этим, пропорционально снижается величина нагрузок действующих в радиальном направлении.
Подшипник роликовый, укомплектованный роликами конусной формы, допускает эксплуатацию при меньших частотах вращения (если сравнивать его с аналогом, имеющим ролики цилиндрического типа). Этот показатель сопоставим с роликоподшипниками сферического типа.
Конструкция конического подшипника является разъёмной. Это упрощает выполнение монтажа и демонтажных работ.
Если рассматривать ассортимент продукции, предлагаемой специализированными заводами, (например, российские ГПЗ или японская NTN), то их конический каталог обязательно будет включать роликоподшипники конические следующих конструкций:
— Радиально-упорные (воспринимающие нагрузки в 2-ух плоскостях).
Эти марки, в свою очередь, подразделяются на одно, двух и четырёхрядные конические.
— Упорные (рассчитанные на восприятие исключительно аксиальной нагрузки).
Группа также подразделяется на ряд подгрупп: одинарные, двойные и усиленные.
Отечественная продукция выпускается согласно положениям российских ГОСТ либо иных национальных нормативов (например, для однорядных 27365-87, для двухрядных, 6364-78, для четырёхрядных, 8419-75)
Импортная, в зависимости от страны-производителя и применяемой системы мер:
— Продукция, маркированная в дюймах, изготавливается согласно положениям нормативов ISO либо АВМА (США);
— Подшипники имеющие метрическую размерность, производятся согласно требованиям ISO, JIS (Япония).
Существует ещё ряд систем, менее распространённых на территории России.
Кроме вышеперечисленных позиций, на рынке представлены роликоподшипники из группы конических, относящиеся:
— к фланцевым (двух типов, различающиеся положением фланца, имеющегося на внешнем кольце);
— специальных типов (U, SNR, HUB);
На основе двухрядных радиально-упорных моделей конических роликоподшипников выпускаются специальные подшипниковые узлы закрытого типа:
— Ступичные (для автотранспорта).
— Буксовые (для ж/д транспорта).
Число конструктивных решений достаточно велико. Отечественными предприятиями, кроме наиболее востребованных роликоподшипников типа 7000, в значительных объёмах изготавливаются изделия следующих типов:
— 67000 – с упорным бортиком на внешнем кольце, что упрощает подготовку посадочного места (корпус можно растачивать насквозь);
— 53700 – двухрядные, укомплектованные утолщённым внешним кольцом. Используются в литейном оборудовании, конструкциях прокатных станов, иных случаях;
— 27000 – со значительными углами конуса внешнего кольца (хорошо держат высокие аксиальные нагрузки).
Как правило однорядные марки конических подшипников, для гарантированной фиксации валов в требуемом положении, монтируют попарно (спина к спине).
2-ух и 4-ёх рядные рассчитаны на восприятие двухсторонних аксиальных нагрузок.
Однорядные активно применяются в колёсах различных транспортных средств, шасси самолётов, в редукторах (червячных, цилиндрических), КПП и конструкциях металлорежущих станков.
Двух рядные конические версии востребованы преимущественно в рольгангах различных прокатных станов, а также широко используются в узлах, эксплуатируемых при значительной нагрузке. Например, в редукторах значительной мощности или опорах барабанов.
Четырех рядные преимущественно ставятся на прокатные станы (именно на них опираются валки).
Роликоподшипники конусные монтируются по двум схемам.
Подшипники качения
В зависимости от характера взаимодействия подвижных и неподвижных элементов подшипника различают подшипники скольжения и качения.
Рассмотрим подробнее устройство, разновидности, особенности подшипников качения.
Классификация подшипников качения
В зависимости от формы тел качения различают подшипники:
По числу рядов различают подшипники:
По возможности самоустановки:
По направлению воспринимаемой нагрузки:
Устройство подшипников качения
Передача усилий от вала на опоры осуществляется через тела качения.
Осевые и радиальные нагрузки
В зависимости от типа, подшипники способны воспринимать радиальные и осевые нагрузки.
Радиальной называют нагрузку, направленную в радиальном направлении, то есть от центра к наружному диаметру.
Осевой называют нагрузку, действующую в направлении оси вала.
Основные типы подшипников
Типы и конструктивные исполнения подшипников стандартизованы в ГОСТ 3395-89.
Шарикоподшипники
Однорядные радиальные шариковые подшипники
Подшипники этого типа предназначены для восприятия нагрузки в радиальном направлении.
За счет размещения шариков в желобе шариковые подшипники способны воспринимать кратковременную осевую нагрузку.
Благодаря точечному контакту между обоймой е телами качения подшипник обладает наименьшим трением и подходит для высоких частот вращения.
Двухрядные радиальные шариковые подшипники
Обладают повышенной грузоподъемностью по сравнению с однорядными подшипниками, но требуют более точной установки.
Двухрядные шариковые сферические подшипники
Самоустанавливающиеся подшипники, применяют в конструкциях где возможны смещения осей подшипников друг относительно друга или в случае отсутсвия возможности обеспечения соосности подшипников.
Обладают меньшей грузоподъемностью по сравнению с несамоустанавливающимися шариковыми подшипниками.
Шариковые радиально-упорные подшипники
Радиально-упорные подшипники предназначены для восприятия как осевых, так и радиальных усилий.
Одиночную установку шарикового радиально-упорного подшипника применяют редко, только в том случае если осевая нагрузка всегда действует только в одном направлении. Обычно шариковые радиально-упорные подшипники устанавливают парно, с затяжкой внутренних или внешних обойм.
Однорядные шариковые упорные подшипники
Предназначены для восприятия осевой нагрузки, действующей в одном направлении. Радиальную нагрузку воспринимать не могут.
Двухрядные шариковые упорные подшипники
Способны воспринимать осевую нагрузку, действующую в обоих направлениях. Частота вращения ограничена величиной центробежных сил, под действием которых шарики могут смещаться за пределы беговых канавок.
Упорно-радиальные шариковые подшипники
Способны воспринимать, как осевые, так и радиальные нагрузки.
Роликоподшипники
Телом качения в подшипниках этого типа являются ролики, поверхности ролика и обоймы контактируют по линии (если считать их абсолютно твердыми). Роликовые подшипники обладают большей грузоподъемностью, чем шариковые.
Радиальные роликовые подшипники
Подшипники с длинными роликами отличаются меньшими габаритами в радиальном направлении и большей несущей способностью.
Подшипники с витыми роликами обладают меньшей несущей способностью, но повышенной упругостью.
Игольчатые подшипники
Особый вид роликовых подшипников с длинными роликами малого диаметра. Игольчатые подшипники предназначения для восприятия очень высоких радиальных нагрузок при небольших частотах вращения.
Двурядные подшипники с бочкообразными роликами
Самоустанавливающиеся роликовые подшипники. Отличаются от шариковых сферических повышенной грузоподъемностью как в радиальном так и в осевом направлении.
Конические радиально упорные подшипники
Конические подшипники используют при высоких радиальных и осевых нагрузках. Угол конуса наружной беговой дорожки составляет 20-30 градусов. Осевое усилие вызывает высокие нагрузки на ролики.
Частота вращения конических подшипников ограничена, они требуют точно установки, для чего могут использоваться регулировочные шайбы, прокладки.
Увеличение угла конуса наружной беговой дорожки позволяет увеличить допускаемую осевую нагрузку.
Упорные подшипники с цилиндрическими роликами
Состоят из колец, роликов и центрирующего сепаратора. Упорные цилиндрические подшипники применяют при низких частотах вращения и высоких нагрузках.
Упорные с коническими роликами
Телом качения являются ролики, вершины которых сходятся на оси подшипника.
Сфероконические упорные
Обозначение подшипников качения
Рассмотрим обозначения стандартизированных подшипников.
Обозначение подшипников по ГОСТ
Обозначение состоит из набора цифр, каждая из которых указывает на ту или иную техническую характеристику.
Для обозначений подшипников с внутренним диаметром до 10 мм используется следующая схема:
Подшипники с внутренним диаметром более 10 мм обозначают следующим образом:
Расшифровку обозначения удобно проводить справа налево.
Первые две цифры справа обозначают внутренний диаметр подшипник. Для подшипников с внутренним диаметром от 20 до 495 мм указывается цифра диаметра, разделенная на 5. Для подшипников с диаметром меньше 10 указывается одна цифра, соответствующая внутреннему диаметру.
Для подшипников с внутренним диаметром от 10 до 20 указываются следующие цифры.
| Диаметр отверстия подшипника, мм | Обозначение |
|---|---|
| 10 | 00 |
| 12 | 01 |
| 15 | 02 |
| 17 | 03 |
Третья цифра для подшипников с диаметром больше 10 указывает на серию диаметров. При внутреннем диаметре меньше 10 третей цифрой указывается 0.
Четвертая цифра обозначает тип подшипника.
Пятая и шестая цифра указывает на конструктивные особенности подшипника.
Конструктивные исполнения подшипников указаны в ГОСТ 3395 Подшипники качения. Типы и конструктивные исполнения Седьмая цифра справа обозначают серию по ширине:
Нули в левой части обозначения могут опускаться (не указываться).
Примеры обозначения подшипников по ГОСТ
Рассмотрим пример обозначения радиального шарикоподшипника с внутренним диаметром 30 мм, сверхлегкой серии диаметров 9, нормальной серии ширин 1.
Расшифруем обозначение подшипника 2007108, расшифровку будем проводить справа налево.
Получается, что обозначение 2007108 имеет роликовый конический подшипник серии диаметров 1, серии ширин 2.
Подшипник 107, для расшифровки удобнее записать 0 00 0 107.
Обозначение подшипников по ISO/DIN
Обозначение импортных подшипников основано на тех же принципах, что и обознчаение по ГОСТ.
Если расшифровывать обозначение справа налево, первая цифра (или первые две цифры) указывает на внутренний диаметр. Для подшипников с внутренним диаметром от 20 до 495 мм указывается цифра диаметра, разделенная на 5.
Для подшипников с диаметром меньше 10 указывается одна цифра, соответствующая внутреннему диаметру. Соответствие цифр диаметрам подшипников от 10 до 20 указано в таблице.
После обозначения может указываться суффикс, свидетельствующий о наличии конструктивных особенностей, например:
Перед базовым обозначением может находится префикс, указывающий на тип и профиль подшипника, например:
Конические подшипники: таблица размеров, маркировка и регулировка конусных типов
Классификация сборочных узлов достаточно разнообразна, и каждый входящий в нее подвид отличается своими характерными особенностями. Поэтому сегодня в фокусе внимания конический роликовый подшипник: чтобы вы могли правильно подобрать его по размеру, рассмотрим, какими габаритами он может обладать. Также проанализируем, что он из себя представляет, чем отличается от других, где используется – чтобы вы знали, как его регулировать и где применять.
Столько интереса – из-за актуальности использования. Такие сборочные узлы востребованы в самых сложных случаях, то есть при совместном воздействии достаточно высоких осевых и радиальных сил. Они, даже в экстремальных условиях, в течение длительного срока успешно выдерживают комбинированные нагрузки, равномерно распределяя их по всей своей поверхности и обеспечивая таким образом долгую эксплуатацию механизмов без перегревов и разрушений.
Как устроен конический роликоподшипник
Он состоит из двух обойм – внешнего и внутреннего кольца – с размещенными между ними телами качения. Последние выполнены в виде цилиндрических, а не шариковых роликов и расположены под углом к контуру. Все вместе они образуют некий конус (отсюда и название), при этом каждый элемент огражден от контакта с соседями сепаратором, который и исключает неравномерное распределение.
При отсутствии такого разделителя тела качения в процессе вращения группировались бы на каком-то одном участке (секторе). Это приводило бы к перекосу вала, а значит, со временем, и к радиальному биению, а затем к перегреву и разрушению сборочного узла. Поэтому его наличие крайне важно, равно как высокий класс точности изготовления всех деталей и даже посадочных мест под установку наружных колец.
Особенности роликовых конических подшипников разных размеров
Помимо очевидных преимуществ, есть и недостатки. В числе минусов – быстрый выход отдельных элементов из строя при осевой деформации (изгибе) вала. Хотя плюсы все-таки значительно перевешивают и обуславливают популярность использования.
Основные типы конических роликоподшипников
Отдельно отметим, что и одинарными, и двойными могут быть и конические радиально-упорные подшипники. От обычных они отличаются компоновкой – их кольца уже боковые. То, которое принимает нагрузку от вала, называется тугим, то, которое контактирует с деталью – свободным. Причем сепаратор между ними ничем не зафиксирован. Благодаря этой ключевой конструкционной особенности такие сборочные узлы способны выдерживать максимальные осевые нагрузки, но не применимы в устройствах и механизмах, работающих на высоких скоростях.
Уже упомянутые подшипники упорные конические обладают своей классификацией – они подразделяются на:
Чтобы было еще проще понять, какими бывают конусные подшипники и к какому типу относятся те или иные из них, предлагаем вашему вниманию сводную таблицу. В ней актуальные и популярные модели представлены со схемами и условными обозначениями (которые мы подробнее рассмотрим ниже), а также с краткими описаниями. Столько подробностей – для наглядности, чтобы вы могли сравнить с уже купленными сборочными узлами или теми, которые только собираетесь заказать.
И вот здесь может возникнуть вопрос: какой именно вариант приобрести? Чему отдать предпочтение, одинарному или двойному устройству? Сейчас подскажем, как определиться, чем руководствоваться на какие параметры ориентироваться.
Выбор типа конических роликовых подшипников разных размеров
В первую очередь стоит смотреть на характер нагрузки: чем больше направлений, в которых она воспринимается, тем надежнее будет работать механизм. Также важно учитывать силу напряжения: наименее опасно то, что распределяется равномерно, а вот при тяжелых ударных воздействиях нужен максимально прочный сборочный узел.
Следующий ключевой параметр – это быстроходность: в общем случае чем выше количество оборотов в минуту (при сохранении точности), тем лучше. При этом необходимо обращать внимание на то, как проходит движение, колебательно или в одном направлении, и с какой скоростью оно осуществляется, с постоянной или же с переменной.
Естественно, нужно ориентироваться на то, сколько прослужат выбранные подшипники роликовые конические, однорядные или двухрядные. Глядя на заявленный производителем ресурс, стоит понимать, что это комплексный показатель, зависящий от ряда факторов. В их числе трение, жесткость, компенсация перекосов, стойкость к ударам и вибрациям.
При выборе обязательно учитывайте, что в при эксплуатации все вышеперечисленные виды сборочных узлов сравнительно сильно шумят. Подумайте, насколько это приемлемо для используемого механизма, не будет ли данный факт мешать рабочему процессу. Также проверьте, можно ли использовать понравившуюся модель в качестве плавающего или фиксирующего элемента – универсальность никогда не была лишней.
При прочих равных также ориентируйтесь на широту сфер применения и на стоимость – сэкономить без потери качества вполне реально.
Для наглядности важные параметры представляем в формате сравнения:
Однорядный радиально-упорный конический
Двурядный ил четырехрядный упорный конический роликовый
Одинарный упорный конический роликовый
Двойной упорный роликовый конический
до 400 000 (нормальнй точности)
до 1, 25 млн (высокоспециализированные)
перемещение по внутреннему или наружному кольцу
Фиксация в осевом направлении только в одну сторону
Фиксация в осевом направлении в обе стороны
Фиксация в осевом направлении только в одну сторону
Фиксация в осевом направлении в обе стороны
Автомобили, механические передачи, станки и т.д
Маркировка конических подшипников NTN
Ведущие производители продумали подробные и информативные, но оригинальные системы обозначения своей продукции. При этом каждый бренд использует похожую схему образования артикула – предлагаем ее рассмотреть на примере японской компании NTN.
Каждый сборочный узел маркируется следующим образом:
Те же роликоподшипники конические однорядные обязательно содержат в своей маркировке литеры LM. И это актуально не только для NTN, но и для продукции SNR, KOYO, TIMKEN, и даже для европейских брендов, вроде FAG или SKF.
Внимание, обозначение может быть как полным, так и сокращенным. В последнем случае общая часть артикула указывается только один раз. Простой пример для наглядности:
Отдельно отметим, что введенная NTN система обозначений принята и в России – ее регламентирует ГОСТ 520-89. Актуальный перечень всех префиксов и суффиксов достаточно обширный и разнообразный, но с полным его списком всегда можно ознакомиться на официальном сайте японского производителя.
Регулировка конических подшипников: пошаговая инструкция
Порядок действий таков:
Отдельно отметим, что просто необходимо обеспечить обилие смазки. И важно не перетягивать, оставляя технологический люфт. Если не выполнить 2 этих требования, возникнут чрезмерные напряжения, которые со временем приведут к перегреву сборочного узла и выходу его из строя.
Применение конических подшипников
Чаще всего они используются в следующих механизмах:
Одни модели могут быть специально предназначены для высоких скоростей и осевых нагрузок, другие – рассчитаны только на низкие, третьи вообще применяются там, где не нужны полные обороты подвижных частей механизмов. Существующее сегодня разнообразие от Fersa, NTN, FAG, KOYO, SNF и других производителей позволяет удовлетворить все потребности.