Разделение подшипников на группы зависит от способности конкретной детали воспринимать определенные нагрузки. Чтобы правильно выбрать подшипник, необходимо знать не только скорость вращения детали и ее размер, но и учитывать тип нагрузки.
Определенный подшипник предназначается для использования при конкретных условиях и механизмах. Неточно подобранный подшипник ломается намного быстрее и ведет за собой поломку всего механизма. Починить систему обходится гораздо дороже чем приобрести качественную подходящую деталь.
Таким образом, то, какие силы действуют на подшипник, является определяющим моментом при выборе деталей.
Типы нагрузок на подшипник
Нагрузки на подшипник по направлению силы бывают осевыми, радиальными и комбинированными. Как действует сила можно понять из названия.
Радиальная нагрузка направлена по радиусу или перпендикулярно валу. Для восприятия исключительно такой нагрузки предназначены игольчатые роликовые подшипники и детали с цилиндрическими роликами на любом кольце. Другие подшипники в разной степени могут воспринимать осевое воздействие.
Осевая нагрузка направлена параллельно или вдоль оси его вращения подшипника. Для восприятия только осевой нагрузки используются упорные подшипники. Они выполняют роль опоры для вращающихся валов и осей. Осевое воздействие в одном направлении воспринимают одинарные упорные подшипники, в двух направлениях – двойные.
Комбинированная нагрузка представляет собой сочетание радиальной и осевой нагрузок одновременно. Величина воспринимаемой осевой нагрузки зависит от размера угла контакта. Большой угол контакта указывает на большую осевую грузоподъемность. Для работы с комбинированными нагрузками лучше подойдут радиально-упорные шариковые и роликовые подшипники с коническими роликами.
Если в комбинированной нагрузке осевая преобладает, использовать стоит радиально-упорные шариковые подшипники с четырехточечным контактом или упорно-радиальные роликовые сферические подшипники.
Вычислить радиальную, осевую и комбинированную нагрузку можно с помощью специальных физических формул. Современные производители указывают числовые значения минимальной и максимальной нагрузки на упаковке, в техническом паспорте и любых сопроводительных документах.
Важно: Выбирая подшипник нужно учитывать не только, какие силы действуют на подшипник, но и характер нагрузки - постоянная, переменная, вибрационная или ударная.
Что такое преднатяг?
Преднатяг – это особый вид воздействия, когда сила идет изнутри. Искусственному воздействию подвергаются тела качения и кольца подшипника. Среди специалистов преднатяг принято считать отрицательным внутренним зазором.
Преднатяг, как и воздействие извне, бывает радиальным и осевым.
Преднатяг создается, если конструкционное исполнение узла требует жесткости, если для эффективности механизма необходим незначительный шум и вибрация. Существует преднатяг в сверлильных станках, где вал не может быть свободно направлен, а также, чтобы исключить перекос. Механизмов, где перекос является критичным не много, но они есть, например, автомобильный дифференциал.
Общие правила выбора подшипника по типу нагрузки
- Когда нагрузка и диаметр вала незначительные, лучше применять шариковые подшипники. При высоких нагрузках и таких же диаметрах вала отлично подойдут роликовые подшипники. Если сравнивать с шарикоподшипниками, они имеют гораздо большую жесткость.
- Если в механизме имеется несоосность вала или корпуса из-за технической погрешности или вал прогибается от высоких рабочих нагрузок, лучше задействовать сферические или упорно-радиальные подшипники.
- Для неточных узлов подойдут радиальные шариковые подшипники со сферической поверхностью наружного кольца.
