для чего нужен подшипниковый узел
Подшипниковые узлы: назначение, особенности, разновидности
В механических устройствах любого типа, где происходит вращательное движение, присутствуют подшипниковые узлы. Эти элементы конструкции снижают нагрузки при работе машин, уменьшая трение и износ деталей изделия и повышая его КПД.
Узлы подшипниковые
Механическое устройство, призванное удерживать вал с возможностью его вращения вокруг центральной оси, называется подшипниковым узлом. Современные подшипниковые узлы состоят из следующих элементов:
Применяют узлы подшипниковые повсеместно во всех агрегатах, где используется вращение. Это различные конвейерные опоры, валы передаточного характера, роторы двигателей, насосов и генераторов, станки для металлообработки, в различных шарнирах.
Типы подшипниковых узлов на шариковых подшипниках
По типу применяемого подшипника различают узлы на базе элементов скольжения и качения. Узлы подшипниковые скольжения бывают:
Обычно подшипниковые узлы скольжения включают в себя корпус, где есть отверстие, и подшипник любой конструкции (цельной либо разъемной модели). Подшипники на втулках, которые установлены на гидродинамических, стационарных узлах, предназначены для работы на малых оборотах. В таком же режиме работают и элементы с применением смазки консистентной.
Для узлов подшипниковых качения характерно наличие подшипников, где кольцо внутреннее имеет форму консольного расширения. Запорный механизм фиксирует подшипник на валу. Бывают следующие механизмы запора:
Подшипники шариковые для корпусных узлов имеют наружное кольцо сферической формы. Благодаря этому допускается определенный перекос расположения вала без риска повышенной нагрузки на узел.
Корпусный подшипниковый узел на роликовых подшипниках
Допустимо устанавливать в корпуса подшипники сферической, цилиндрической и конической формы роликов. Такие узлы способны работать при повышенных нагрузках, и фиксация вала должна быть более жесткой. Бывают следующие способы установки на вал:
Возможно применение в узлах и подшипников роликовых, имеющих разъемную конструкцию. Такие узлы удобны в том случае, когда замену необходимо производить, не трогая остальные элементы конструкции. Например, когда на вал была сделана плотная посадка элементов либо он длинный. Подшипник разделяют на две части, заменяют нарушенные элементы и ставят обратно. При этом ни трансмиссия, ни другие детали не претерпевают демонтажа.
Смазка
Чтобы защитить подшипниковые узлы, применяют смазку пластичного типа. Ее вводят через специально встроенные тавотницы. Шестьдесят процентов ванны для смазки должно быть заполнено, чтобы обеспечить нормальную работу узла.
Подшипниковый узел
Подписка на рассылку
На выбор исполнения подшипникового узла влияют:
Корпус подшипника
Различия типов данной продукции по большей части определяет корпус подшипника. В зависимости от тяжести нагрузки, корпус подшипникового узла изготавливается из чугуна, углеродистой стали, нержавеющей стали, алюминия, термопластичного полимера, композитного сополимера. Корпусы, отлитые из чугуна являются наиболее распространенными.
По принципу расположения и устройству выделяют корпусы:
Стационарные корпусы делятся на разъемные и неразъемные. Опорная поверхность стационарных неразъемных корпусов расположена параллельно оси вращения подшипника, крепление чаще осуществляется болтами через два глухих отверстия. Такие корпусы оснащаются однорядными подшипниками с уплотнением, которые закрепляются на валу винтами, зажимной втулкой, или кольцом с эксцентриком. Подшипниковые узлы с неразъемными стационарными корпусами имеют минимальные габариты и высокую несущую способность в условиях ограниченного пространства.
Разъемные корпусы стационарных подшипниковых узлов состоят из двух частей, соединяющихся в плоскости, пересекающей ось вращения. Крепятся аналогично неразъемным, оснащаются двухрядными самоустанавливающимися подшипниками. Позволяют выдерживать тяжелые нагрузки крупногабаритных машин и облегчают монтаж узлов вращения.
Массивные двухопорные корпусы с двумя подшипниками внутри (сдвоенные) заменяют два отдельных стационарных подшипниковых узла.
Фланцевые корпуса подшипниковых узлов имеют неразъемное исполнение и опорную поверхность, расположенную перпендикулярно оси вращения. Фланец может быть квадратной, круглой, ромбовидной формы с двумя, тремя или четырьмя крепежными отверстиями для болтов. Вал обычно закрепляется в подшипнике винтами, зажимной втулкой или кольцом с эксцентриком. Обеспечивают торцевое крепление в компактных узлах с небольшой нагрузкой.
Подвесной (кассетный) корпус подшипникового узла может закрепляться на шпильке, скобе, или передавать вращение без привязки к остальным элементам. Распространенным примером такой конструкции является подвесной подшипник карданного вала автомобилей.
Подшипниковые узлы с натяжными корпусами устанавливаются в узлах, положение которых регулируется цепной или ременной передачей. На торцах таких корпусов выполнены две параллельные направляющие дорожки, позволяющие передвигать узел и фиксировать его в подходящем положении. Как правило, подвесные и натяжные корпусные подшипники не рассчитаны на большое отягощение.
Как правило, узел подшипника в корпусе заполнен консистентной смазкой, достаточной для полного срока службы. Однако, производители предлагают и модели, дополненные отверстием для повторного ввода смазки, или постоянной подачи жидкого масла.
Подшипниковые узлы: назначение, особенности, разновидности
В механических устройствах любого типа, где происходит вращательное движение, присутствуют подшипниковые узлы. Эти элементы конструкции снижают нагрузки при работе машин, уменьшая трение и износ деталей изделия и повышая его КПД.
Узлы подшипниковые
Механическое устройство, призванное удерживать вал с возможностью его вращения вокруг центральной оси, называется подшипниковым узлом. Современные подшипниковые узлы состоят из следующих элементов:
Применяют узлы подшипниковые повсеместно во всех агрегатах, где используется вращение. Это различные конвейерные опоры, валы передаточного характера, роторы двигателей, насосов и генераторов, станки для металлообработки, в различных шарнирах.
Типы подшипниковых узлов на шариковых подшипниках
По типу применяемого подшипника различают узлы на базе элементов скольжения и качения. Узлы подшипниковые скольжения бывают:
Обычно подшипниковые узлы скольжения включают в себя корпус, где есть отверстие, и подшипник любой конструкции (цельной либо разъемной модели). Подшипники на втулках, которые установлены на гидродинамических, стационарных узлах, предназначены для работы на малых оборотах. В таком же режиме работают и элементы с применением смазки консистентной.
Для узлов подшипниковых качения характерно наличие подшипников, где кольцо внутреннее имеет форму консольного расширения. Запорный механизм фиксирует подшипник на валу. Бывают следующие механизмы запора:
Подшипники шариковые для корпусных узлов имеют наружное кольцо сферической формы. Благодаря этому допускается определенный перекос расположения вала без риска повышенной нагрузки на узел.
Корпусный подшипниковый узел на роликовых подшипниках
Допустимо устанавливать в корпуса подшипники сферической, цилиндрической и конической формы роликов. Такие узлы способны работать при повышенных нагрузках, и фиксация вала должна быть более жесткой. Бывают следующие способы установки на вал:
Возможно применение в узлах и подшипников роликовых, имеющих разъемную конструкцию. Такие узлы удобны в том случае, когда замену необходимо производить, не трогая остальные элементы конструкции. Например, когда на вал была сделана плотная посадка элементов либо он длинный. Подшипник разделяют на две части, заменяют нарушенные элементы и ставят обратно. При этом ни трансмиссия, ни другие детали не претерпевают демонтажа.
Смазка
Чтобы защитить подшипниковые узлы, применяют смазку пластичного типа. Ее вводят через специально встроенные тавотницы. Шестьдесят процентов ванны для смазки должно быть заполнено, чтобы обеспечить нормальную работу узла.
© 2020 ООО «СпецПромПодшипник»
Все права защищены.
г. Москва, вн.тер.г. муниципальный округ Коньково, ул. Бутлерова, д. 17, этаж 3, ком. 217
Статья. Подшипниковый узел
В машиностроении применяются различные типовые конструкции подшипниковых узлов. Выбор конкретной зависит от:
Корпус подшипникового узла
Основа подшипникового узла – корпус. Как и любая деталь, он характеризуется геометрической формой и материалом. Выбор материала зависит от величины прилагаемых к подшипниковому узлу нагрузок, их вида и способов приложения. В условиях действия на корпус значительных, но плавно прилагаемых сил, что характерно для большинства машин и механизмов, имеющих в своём составе подшипниковые узлы, применяется чугун. Материал недорогой, обладающий хорошими прочностными характеристиками. Технологии литья и обработки чугунных деталей прекрасно отработаны, что позволяют без проблем организовывать их производство. В случае присутствия циклических и ударных нагрузок, оправдано применение стали. Для малонагруженных узлов, особенно при наличии ограничений по весу, могут использоваться корпуса из лёгких сплавов или пластмасс.
В плане геометрии корпуса подшипниковых узлов бывают:
Стационарные подшипники подразделяются на:
Для восприятия значительных нагрузок практикуется применение сдвоенного подшипникового узла, позволяющего установить два подшипника.
Выполняются фланцевые корпуса неразъёмными. Опорная поверхность у них перпендикулярна оси вала. Предназначаются для сравнительно лёгких условий работы. Подшипник в корпусе фиксируется при помощи винтов, стопорных колец или зажимной втулки.
3. Подвесными или кассетными. Наиболее применимы в карданных валах различных конструкций.
4. Натяжными. Само название указывает на область применения подобных узлов. Используются они в гибких передачах – цепных и ременных. В конструкции корпуса имеется пара параллельных проёмов, позволяющих передвигать узел и осуществлять натяжение передачи.
Усилия, на передачу которых рассчитаны подобные устройства, как правило не велики.
Смазка подшипников в подшипниковых узлах
В большинстве случаев подшипниковый узел заполняется консистентной смазкой в момент сборки. Пополнение смазочного материала производится при профилактических ремонтах и замене выработавших установленный срок подшипников. В некоторых узлах предусматривается установка пресс-маслёнок.
Пополнение смазки при этом производится специальным шприцем и выполняется по мере необходимости. Современные машины и механизмы принято оснащать централизованными системами смазки, упрощающими обслуживание и делающими технику более надёжной.
Как правило, узел подшипника в корпусе заполнен консистентной смазкой, достаточной для полного срока службы. Однако, производители предлагают и модели, дополненные отверстием для повторного ввода смазки, или постоянной подачи жидкого масла.
Подшипниковый узел
Ключевым элементом, составляющим механику машины, является подшипниковый узел. Он включает:
Работоспособность узла подшипников является главным моментом обеспечения надежности, долговечности работы механизмов, машин. Для нее необходимы:
Сам термин подшипниковый узел, кроме расширенного, имеет суженное толкование, включающее только подшипник, закрепленный в корпусе. В этом значении термин обычно относится к серийным покупным изделиям, приобретающим все большую популярность. С их разнообразием можно ознакомиться в нашем каталоге подшипниковых узлов.
Основные схемы узлов
Схема определяет способ фиксации вала подшипниками. При выборе схемы учитываются следующие факторы:
Наиболее широко применимым, универсальным является монтаж с плавающей опорой (а). Для минимально нагруженной опоры фиксируются оба подшипниковых кольца. Вторая опора фиксирует только нижнее кольцо. Верхнее кольцо для осевых перемещений не ограничено. Двухопорный подшипниковый узел с валом по этой схеме выполняют при:
Вариант с плавающей опорой по типу б выполняется двумя радиально-упорными либо роликовыми подшипникам для фиксированной опоры и часто используется на червячных валах.
Наиболее простым является размещение подшипников враспор по варианту в. Такое решение используется на коротких валах менее восьми наибольших диаметров по опорам, перепадах температур корпуса, вала менее двадцати градусов, возможности обеспечить точность линейных размеров, соосность расточек. По этой схеме подшипники часто помещаются в расточках единого литого или сварного корпуса. При этом важно обеспечить линейный зазор 0,1…0,2 мм. Регулировку зазора обычно обеспечивают прокладками крышек.
Схема врастяжку по варианту г используется при расстояниях по опорам порядка десяти наибольших диаметров. Эта схема также менее чувствительна к разогреву вала, так как осевой зазор будет при этом возрастать без опасности защемления подшипника. Часто используется для роликов поддерживающих конвейеров ленточных.
Использование покупных подшипниковых опор
При проектировании опоры в соответствие с типом и номером подшипника можно подобрать стандартизованные корпуса, крышки. Эти данные содержит второй том трехтомного Справочника конструктора авторства Анурьева. Однако в настоящее время появилась еще более заманчивая возможность использовать готовые подшипниковые узлы.
Впервые они появились в Японии. Очень быстро производство серийных узлов подшипников было организовано в Германии, Швеции, Турции, Израиле, Китае, включая таких гигантов индустрии подшипников, как SKF, FAG.
Существуют опоры на один подшипник, представляющие собой:
Также есть серийно выпускаемые узлы с двумя подшипниками, например двухопорный подшипниковый узел с валом PDNB. Он включает в себя литой корпус с лапами и 4 крепежными отверстиями, два подшипника установленные в расточках корпуса, закрепленные болтами крышки с уплотнениями на торцах корпуса, вал зафиксированный в опорах, две масленки подачи смазки к подшипникам. Такие опоры часто используют в конструкции вентиляторов. При этом на одном конце вала крепится крыльчатка, а другой через муфту связывается с электродвигателем.
Подшипниковые серийно выпускаемые узлы имеют целый ряд преимуществ:
Для крепления на плоскости используют подшипниковые узлы UCP на лапах с литым чугунным корпусом и сферическим подшипником. Обычно они крепятся болтами на рамы и каркасы машин. Схема с плавающей опорой получается при использовании двух узлов, причем вал от осевого перемещения закрепляют специальным винтом во втулке одного корпуса. Во втулку второго корпуса вал входит свободно без фиксации. Такая схема часто применяется для крепления приводных барабанов ленточных конвейеров.
В обозначении UCP 2 05 :
Для UCP201 диаметр втулки равен 12 мм, 202 – 15 мм, 203 – 17 мм, а в остальных две
последние цифры умножаются на пять.
Узел подшипниковый типа UCFL выполнен во фланцевом компактном ромбовидном литом корпусе типа FL на два монтажных болта.
Опора UKF изготовлена с подшипником на втулке закрепительной типа UK, смонтированном в квадратном фланце серии F на четыре отверстия.
Серия FC имеет круглый плоский фланец на четыре отверстия под крепление болтами.
Тип PA означает литой корпус, который крепится на лапы с внутренними резьбовыми отверстиями.
Узлы подшипниковые UKHA выполнены под резьбовую шпильку. В них, например, можно крепить ролики, образующие петлю для механизма протяжки пленки упаковочной машины.
Опора типа UCT имеет тело с боковыми пазами под направляющие и резьбовое крепление для регулировочной шпильки.
Ее использование упрощает конструкцию натяжных барабанов конвейеров ленточных и других устройств, требующих линейного перемещения валов.
Опоры типа UCFA позволяют реализовать качание валов. При этом в отверстие размещают ось вращения, а паз можно использовать для фиксации угла поворота посредством шпильки с гайкой-барашком.
Подшипниковый узел чертеж можно быстрее выполнить, используя трехмерные модели, которые включают в свои каталоги ряд производителей.
Опоры UCFB имеют литой корпус с консольным фланцем под трехточечное крепление болтами.
Серия UCPH оснащается литым корпусом на лапах с увеличенной высотой оси крепления подшипника.
Серийные подшипниковые узлы обычно включают:
Обозначения подшипниковых опор у различных производителей могут отличаться, но обычно содержат буквенное обозначение типов подшипника и корпуса и цифры, характеризующие номер подшипника. Приведем примеры обозначений разных производителей.
Подшипниковый узел с литым корпусом на лапах типа P, сферическим подшипником UC204 со втулкой увеличенной длины имеет следующие обозначения у производителей:
Подшипниковый узел с квадратным литым фланцевым корпусом типа F, сферическим подшипником UC206 со втулкой увеличенной длины имеет следующие обозначения у производителей:
В обозначении INA и SKF цифры означают внутренний диаметр втулки для посадки вала в мм.
Особенности подшипниковых узлов экструдеров
Экструзия – процесс продавливания шнеком продукта через фильеру сопровождается большими осевыми нагрузками, высокими температурами. Подшипниковый узел экструдера размещается в сварном корпусе с водяной рубашкой охлаждения. Набор обычно включает в себя, размещенные в расточках корпуса и на шейках вала пару радиальных шарикоподшипников и осевой упорный подшипник. Необходимо предусмотреть возможность поджатия и регулировки упорного подшипника.
Радиальный шарикоподшипник номер 213 ГОСТ8338-75
На рисунке представлены элементы набора:
Поджим осевого подшипника может производиться также шлицевыми гайками на валу либо через набор прокладок. Радиальные подшипники обычно размещают по схеме с плавающей опорой.
Представлены также варианты со сферическими двухрядными роликоподшипниками с плавающей опорой и роликовым или упорным роликоподшипником. Используется смазка пластическая, нагнетаемая через масленки.
Подшипниковые узлы экструдеров двухшнековых должны воспринимать значительные осевые и радиальные нагрузки с двух близко расположенных валов.
Поэтому для повышения нагрузочной способности подшипники на двух валах разносят по длине. Оптимальным решением является комбинация ступенчато расположенных многорядного немецкого экструдерного упорного подшипника и упорного большого роликоподшипника. Необходимо организовать циркуляционную смазку жидким, охлаждаемым маслом
Смазка и уплотнение
Для долговечности и надежности в подшипниковый узел подают смазку. Обычно используются пластичные смазки, например, производства NTN-SNR. Но при повышенных температурах и больших оборотах применяют синтетические или минеральные жидкие масла. Для подачи смазки узлы подшипников оснащают масленками.
Уплотнения подшипниковых узлов способствуют удержанию смазки и препятствуют попаданию внутрь пыли, абразивов, способных уменьшить долговечность подшипников.
Для уплотнения узлов подшипников используют:
Наиболее распространенными являются сальники и манжеты армированные, обычно размещаемые в крышках корпусов. Лабиринтные уплотнения при всей простоте не обеспечивают достаточно надежной защиты. В условиях невысокой запыленности все шире применяют открытые узлы с защищенными подшипниками набитыми смазкой.