Радиально-упорный шариковый подшипник – опорный узел для вращающейся детали, который может одновременно являться и упором для неё в одном направлении.
Такое свойство обусловлено геометрией рабочих поверхностей колец, внешнего или внутреннего. Благодаря ей радиальная нагрузка разделяется также на осевую.
Для упора в обе стороны применяются два шариковых подшипника радиально-упорного типа или комбинация из нескольких.
Жёсткость шариковых однорядных радиально-упорных подшипников можно увеличить предварительной нагрузкой. Поэтому такие узлы имеют широкое применение в высокоточных конструкциях, например для главных шпинделей различных типов станков.
Типы радиально-упорных шариковых подшипников
Однорядные
В подшипниках радиально-упорных серий с одним рядом шариковых тел качения сепараторы могут быть с углами контакта в 30˚ и 40˚ (индексы А и В, соответственно). Они выполняются из стали штампованной, из латуни и пластмассы с механической обработкой, из полиамида с формовкой. Шайб защитных на внутреннем кольце у шариковых подшипников радиально-упорного типа конструкции может быть 1 или 2.
Число шариковых элементов в подшипниках радиально-упорного вида с одним и тем же серийным номером зависит от типа сепаратора. С уменьшением количества шариковых тел снижается и грузоподъёмность подшипника.
Для оборудования, требующего высокой точности, и работающего на больших скоростях вращения, радиально упорные подшипники должны иметь меньшие углы контакта. Используются узлы с углами 15˚ (с индексом С) и 25˚ (с индексом А5). В таких радиально упорных подшипниках применяются сепараторы из тех же, указанных выше, материалов, кроме штампованной стали.
Нужно учитывать, что для формованного полиамида, используемого в этих шариковых подшипниках, рабочая температура не должна превышать 120˚С.
Из типов однорядных шариковых подшипников с радиально-упорной конструкцией наилучшими эксплуатационными характеристиками (грузоподъёмностью, скоростью и точностью универсальной установки) обладают изделия серии HPS.
Комплектный монтаж
Для восприятия двусторонних или повышенных односторонних осевых нагрузок используются комплекты из двух шариковых подшипников с радиально-упорным исполнением по схемам:
- Типа О (спина к спине) или DB. Двусторонняя схема для увеличенных моментов действующих сил, поскольку располагает большим расстоянием меж центрами полезной нагрузки.
- Типа Х (лицом к лицу) или DF. Предназначена для двухсторонних нагрузок с небольшими моментами сил, прикладываемых к шариковым элементам подшипника радиально-упорного типа.
- Тандем или DT. Радиально-упорные подшипники расположены последовательно и способны воспринять высокую осевую силу односторонней направленности.
С четырёхточечным контактом
У радиально-упорных подшипников этой конструкции внутреннее кольцо состоит из двух одинаковых разъёмных частей. Один такой шариковый подшипник способен принимать на себя нагрузки осевые значительной величины в обоих направлениях. Большой угол контакта (35˚) радиально-упорного подшипника позволяет применять его в условиях превалирования сил, действующих по оси. Сепаратор латунный, механически обработанный.
Двухрядные
Радиально-упорные подшипники с двумя рядами шариковых тел качения конструктивно представляют собой пару из однорядных, установленных «спинами» друг к другу. Шариковые элементы расположены внутри общих колец. Сепараторы стальные штампованные.
Рекомендации по использованию
Общие
- Каждый тип радиально-упорных подшипников с шариковыми элементами качения имеет свои диапазоны условий эксплуатации. Ограничения накладываются предельными величинами механических параметров: тепла, выделяющегося при трении шариковых элементов; вибрации, мгновенной пиковой нагрузки, свойствами смазывающего вещества и т. п. Есть такие же границы применимости у отдельных конструкций сепараторов.
- Нельзя допускать снижение нагрузки на шариковый подшипник радиально-упорного типа за минимальную величину. То же относится и к превышению коэффициентами нагрузок (как радиальной, так и осевой) определённого в паспорте значения для радиально-упорных изделий, предназначенных к монтажу в комплекте. В противном случае это приводит к появлению проскальзывания шариковых тел радиально-упорного подшипника по дорожкам. А такое поведение шариков оказывает ударное воздействие, результатом которого является повреждение дорожек. Если это происходит в большеразмерных радиально-упорных подшипниках с телами качения шариковой геометрии, то последствия могут быть аварийными.
Зазоры
Для вала основного шпинделя станков обрабатывающего типа с классом точности более Р5 чаще всего используется радиально-упорный подшипник. Нужная жёсткость узлу придаётся предварительным натягом. Конструкция предназначенных для такого оборудования радиально-упорных шариковых подшипников имеет внутренние зазоры. При выборе узла следует обратить внимание на то, какую степень натяга (от очень лёгкого до тяжёлого) он позволяет, и какой нужен для конкретного случая.
Для подшипников, используемых в радиально-упорном комплекте, предварительный натяг (он же – зазор) завершается взаимным запрессованием боковых поверхностей колец пары при осевом их затягивании.
Максимальные скорости
При использовании табличных данных следует учитывать, что:
- У радиально-упорных изделий с шариковыми элементами они даются для подшипников, оснащённых сепараторами с механической обработкой. Для штампованных показатели снижаются на 1/5.
- Максимальные скорости соответствуют радиально-упорным шариковым подшипникам с углами контакта 15˚и 25˚,имеющим по точности класс не менее Р5. Сепараторы из пластмассы либо полиамида. Потолок скорости можно поднять специальными решениями по методу смазки и конструкции сепаратора.