Шариковые подшипники

Шариковые подшипники в машиностроении находят весьма широкое распро­странение как радиальные подшипники (фиг. 249, а), воспринимающие нагрузки, направленные перпендикулярно оси вала, упорные или аксиальные (фиг. 249, б), воспринимающие нагрузки вдоль оси вала, и, наконец, радиально-упорные, способные воспринять как радиаль­ные (перпендикулярные), так и осевые (параллельные) нагрузки.

Фиг. 249. Радиальные (а) и упорные (б) ша­риковые подшипники

Ввиду того что вращающиеся элементы (шари­ки), воспринимающие на себя нагрузку от шеек ва­лов, имеют шарообразную форму, значительно хуже сопротивляющуюся давлениям, чем ролики (цилин­дрическая, коническая, бочкообразная форма), шари­ковые подшипники в прокатном производстве при­меняются преимущественно в нажимных устройствах рабочих клетей, в вспомогательном оборудовании и приспособлениях, в качестве либо упорных, либо радиально-упорных подшипников, работая главным образом на осевые нагрузки, но не на шейках рабо­чих валков, где имеют место весьма большие давления.

а) Радиальные шариковые подшипники бывают однорядные (фиг. 248, а) и двухрядные (фиг. 250, а), причем каждый из них может быть несамоустанавливающимся (фиг. 248, а и 250, а) и самоустанавли­вающимся (фиг. 250, б и в).

Однорядный несамоустанавливающийся подшип­ник (фиг. 248, а) состоит из наружного кольца А, внутреннего В, сепаратора и шариков Ш, причем радиус канавок наружного и внутреннего колец несколько больше радиуса шариков.

Для придания шариковому подшипнику боль­шей сопротивляемости осевым нагрузкам радиус же­лобка доводят до 0,515 диаметра шариков, а глуби­ну — до 0,245.

Двухрядный несамоустанавливающийся под­шипник (фиг. 250, а) по своему устройству аналоги­чен однорядному, но имеет не один, а два ряда шариков, с общим для обоих рядов или отдельными сепараторами.

Самоустанавливающиеся однорядные и двухрядные подшипники (фиг. 250, б и в), в отличие от несамоустанавливающихся, для точности установки имеют вместо на­ружного неподвижного кольца А (фиг. 248, а) два кольца А и Е, из которых внут­реннее А соприкасается с внешним Е по полукруглой поверхности, допускающей перемещение внутренней части подшипника, вызванное неправильной его установкой. Так как шарики в этом случае подвергаются дополнительным осевым нагрузкам, оказывающим вредное влияние на подшипник, фирма сконструировала новый самоустанавливающийся подшипник (фиг. 250, г), в котором внешнее кольцо А вместо желобов для катания, шариков имеет сферическую выточку с центром О на оси подшипника. Для предотвращения заклинивания шариков линии касания послед­них в точках а и а с поверхностями качения колец должны быть параллельны между собой во всех положениях, а также касательные должны пересекаться в одной точке на оси ХХ .

Фиг. 250. а — схема двухрядного шарикового подшипника, б и в — схема однорядного (б) и двухрядного (в) шариковых подшипников с са­моустанавливающимися кольцами; г— самоустанавливающийся двухрядный подшипник

Фиг. 251. а и б — несамоустанавливающийся упорный шариковый подшипник (а) и схема установки на вал (б); в и г— самоустанавливающийся упорный шариковый подшипник со сферическими шайбами (в) и сферическими опорными кольцами (г)

б) Упорные (аксиальные) шариковые подшипники, служащие для восприятия осевых нагрузок, бывают одинарные и двойные (двойного действия) при действии нагрузок в одном или обоих направлениях, причем последние (двойные), в свою очередь, состоят из однорядных и двухрядных с одним или двумя рядами шариков.

Как одинарные, так и двойные шариковые подшипники бывают несамоустанавливающиеся (с плоскими шайбами) и самоустанавливающиеся со сферическими шайбами или сферическими опорными кольцами.

Одинарный несамоустанавливающийся упорный шарикоподшипник (фиг. 251, а) состоит из двух плоских шайб А и В, между которыми расположены шарики , заключенные в сепаратор С. Шайба А с отверстием меньшего диаметра плотно вживается на вал шайба В с большим отверстием (фиг. 251, б) по своему наружному диаметру подгоняется к корпусу подшипника, при этом обе шайбы, воспринимающие давление, должны между собой быть строго параллельны, а их оси совпадать, иначе одна часть шариков будет заклиниваться и перегружаться, тогда как другая освобождаться от нагрузки.

Одинарный самоустанавливающийся подшипник со сферическими шайбами (фиг. 251, в) и сферическими опорными кольцами (фиг. 251, г) в отличие от первых (несамоустанавливающихся), обеспечивает от заклинивания шариков и пере­грузок, благодаря широкому внутреннему отверстию шайб и сферической поверх­ности, опирающейся на соответственную выточку в корпусе подшипника.

Упорные подшипники двойного действия (фиг. 252, а) предназначены для вос­приятия нагрузок, действующих в обоих направлениях, и обычно состоят из насажи­ваемой на вал средней шайбы А, двух шайб В, помещаемых в корпусе и имеющих широкие внутренние отверстия, и двух рядов шариков с сепараторами. Подшип­ники двойного действия (двойные) подобно одинарным изготовляются с плоскими (фиг. 252, а) или же со сферическими шайбами и опорными кольцами (фиг. 252, б).

Фиг. 252. а и б — упорные подшипники двойного действия с плоскими (а) и со сферическими шайбами и опорными кольцами (б); виг — двухсторонние упорные подшипники с одним (в)

и двумя рядами шариков (г)

Для двухстороннего действия применяются также двухсторонние упорные под­шипники с одним (фиг. 252, б) и двумя рядами шариков (фиг. 252, г), причем в первом случае обе сферические шайбы В имеют игру как в отношении корпуса А, так и относительно шайб С центральной втулки , сидящей на валу; во втором случае (фиг. 252, г) устройство подшипника почти аналогичное, если не считать средней шайбы, насаживаемой прочно на вал и разделяющей оба ряда шариков. Сферические кольца в обоих случаях предотвращают заклинивание шариков и обес­печивают надлежащее самоцентрирование.

в) Радиально-упорные шариковые подшипники, предназначенные для воспри­ятия радиальных и осевых усилий, бывают однорядные (фиг. 253, а) при односто­роннем действии нагрузок и двухрядные (фиг. 253, б) при двухстороннем действии нагрузок; в последнем случае могут быть применены специальные однорядные под­шипники с четырьмя точками касания шарика (фиг. 253, в) при небольших акси­альных нагрузках и высоких числах оборотов; или же специальные двухрядные (фиг. 253, г), но с различным положением шариков, имеющих разные диаметры и работающих обособленно на радиальные и упорные нагрузки.

Значительно улучшенная обработка поверхностей подшипников с плоскими кольцами, достигнутая в последнее время, привела к тому, что многие иностранные фирмы (, Фишер и др.) [173] совершенно отказались от дальнейшего при­менения сферических упорных подшипников, ранее считавшихся самоустанавливаю­щимися ошибочно, и заменили их одинарными и двойными упорными подшипниками с плоскими кольцами.