Шарикоподшипник — это разновидность подшипника, ключевым элементом которого являются шарики определённого размера. Эти размеры строго зависят от общей конструкции узла и его целевого назначения. Основная функция шарикоподшипника — снижение трения между вращающимися и неподвижными частями механизмов, что обеспечивает их плавную и эффективную работу.
Основные группы и классификация
Все шарикоподшипники делятся на две фундаментальные категории: подшипники качения и подшипники скольжения. Каждая из этих групп имеет собственную, более детальную классификацию по конструктивным особенностям и сфере применения.
Типы шарикоподшипников качения
1. Радиальные однорядные. Эти подшипники рассчитаны на комбинированные нагрузки — как радиальные, так и осевые. Они способны работать даже при чисто осевом нагружении в условиях высокой угловой скорости вращения.
2. Радиальные однорядные со стопорной канавкой. Отличаются наличием специальной канавки на наружном кольце, что упрощает их фиксацию в корпусе. Как и предыдущий тип, эффективно работают при радиальных и осевых нагрузках на высоких скоростях.
3. Радиальные однорядные с защитными шайбами. Оснащены шайбами и стопорной канавкой, что обеспечивает дополнительную защиту от загрязнений и надёжное крепление.
4. Радиальные однорядные со специальными уплотнениями. Имеют улучшенные уплотнительные элементы для работы в условиях повышенной запылённости или влажности, предотвращая попадание абразивных частиц внутрь подшипника.
5. Радиальные двухрядные сферические самоустанавливающиеся. Благодаря своей конструкции с двумя рядами шариков и сферической дорожке качения на наружном кольце, они способны компенсировать перекосы вала до 2–3°. Эти подшипники воспринимают значительные радиальные и небольшие осевые нагрузки, а также фиксируют вал или корпус в обоих осевых направлениях.
6. Радиально-упорные. Один из самых распространённых типов, широко применяемый в различных механизмах. Их можно встретить в опорах шпинделей токарных и фрезерных станков, в электродвигателях малой мощности, червячных передачах и других узлах. Они предназначены для комбинированных (радиальных и осевых) нагрузок. Для восприятия очень больших осевых усилий несколько таких подшипников могут устанавливаться в одной опоре по схеме «тандем».
7. Упорные. Специализированный тип, рассчитанный исключительно на осевые нагрузки. Одинарные упорные подшипники работают в одном направлении, а двойные — в обоих. Важным ограничением является их низкая допустимая скорость вращения, поэтому на высокооборотных и, особенно, горизонтальных валах их не используют.
Сфера применения
Шарикоподшипники нашли применение в самых разных областях техники. В частности, их используют в малоскоростных редукторах (включая червячные), в опорах шпинделей небольших станков, работающих на малых оборотах, а также во вращающихся центрах токарно-винторезных станков.
Материалы изготовления
Для производства шариков, являющихся сердцем любого подшипника этого типа, применяется специальная легированная сталь марки ШХ. Корпуса (кольца) шарикоподшипников также изготавливаются из высококачественных легированных, часто нержавеющих сталей, таких как 20X13, 111X13, 40X13 и другие. Выбор конкретной марки стали обеспечивает необходимую прочность, износостойкость и коррозионную стойкость в зависимости от условий эксплуатации.