Как выглядит игольчатый подшипник

Игольчатые подшипники

Применение игольчатых подшипников для прокатных станов впервые было осуществлено в 1937 г. Непригодность бронзовых подшипников для стана холодной прокатки при увеличенных скоростях, обжатиях и ширине полосы в связи с расходом энергии на трение, достигающей 80%; большие габариты роликовых подшипников; недостаточное освое­ние подшипников из пластмассы (текстолит, лигностон, лигнофоль), ввиду необходимости их интенсивного охлаждения и, наконец, большой расход смазки на подшипниках Моргойл (см. ниже) — дали основание Рону [149] предложить использовать игольчатые подшипники на ленточном стане системы дуо с диаметром валков 210 мм и длинен бочки 270 мм (см. ниже).

Еще большее значение игольчатые подшипники приобретают при их применении в вспомогательном оборудовании и приспособлениях, где имеют место незначительные габариты деталей и узлов, поэтому вкратце охаpaктеризуем их устройство, конструкции и область приме­нения в прокатном производстве.

а) Устройство игольчатых подшипников (фиг. 262) внешне напоминает устройство роликовых, хотя принцип их работы совершенно иной.

Игольчатый подшипник, как и роликовый, состоит из наружного и внутреннего колец и элементов качения, напоминающих иглы (длин­ные, тонкие ролики), причем сепаратор отсутствует.

Иглы шлифованные, закаленные имеют соотношения между диа­метром и длиной примерно [146] следующие (для разных номеров подшипника) в мм:

Для прокатных станов по Рону [175] принимают:

причем диаметр иглы берется равным примерно , где — диа­метр валка.

В игольчатом подшипнике, в отличие от роликового, иглы не яв­ляются элементами качения, вместе с тем они также не представляют неподвижной опоры для вала, аналогично подшипникам скольжения, наоборот, находясь в слое смазки, они (тонкие иглы) в своей сово­купности образуют как бы подвижной вкладыш [146].

Малые клинообразные промежутки между иглами, свойства капил­лярности, всасывающее действие подшипника, возникающее во время его работы, способствуют удержанию смазки и образованию масля­ной подушки, выдерживающей большие давления.

Поворачивание игл при правильной работе подшипника не долж­но иметь места, оно может наступить лишь при выдавливании смазки в период повышенной нагрузки, поэтому весьма существенное значе­ние имеет сохранение необходимых осевых и радиальных зазоров, так как недостаточность последних может вызвать вращение игл и при их малом диаметре может вызвать чрезмерное повышение числа оборотов игл и разрушение всего подшипника.

Осевые зазоры берутся равными 0,2 0,4 мм, радиальные—0,02 0,04 мм (при диаметре дорожки качения внутреннего кольца до 40 мм), 0,03 0,05 (при диаметре кольца до 60 мм) и 0,04 0,06 (при диаметре кольца до 80 мм).

Все промежутки между иглами по окружности центров в сумме не должны превышать диаметра иглы, вместе с тем необходимо, чтобы последняя игла устанавливалась без усилий.

Осевых нагрузок игольчатый подшипник не воспринимает, определение же допускаемой величины радиальных усилий можно производить [146] по формуле:

(297)

где Р—допускаемая нагрузка, кг;

— допускаемое давление, кг/см ;

— длина игл, см;

—диаметр дорожки внутреннего кольца, см.

Допускаемое давление на 1 см в зависимости от числа оборотов я в минуту колeблется в пределах:

б) Конструкции игольчатых подшипников. Эти подшипники обычно бывают с одним наружным (фиг. 262, а и б) или наружным и внутренним (фиг. 262, в и г) опopными кольца­ми, причем для первых фирма Форингстон изготовляет подшипники легкого и тяжелого типа с предельным диаметром внутреннего отверстия до дюйма, тогда как для вторых лишь до дюйма.

Фиг. 262. а и б — разрез (а), общий вид (б) игольча­того подшипника с одним наружным кольцом; в и г — разрез (в) и общий вид (г) игольчатого подшипника с на­ружным и внутренним кольцами

в) Применение игольчатых подшипников в прокатных станах, как указывалось ранее, началось сравнительно недавно, вместе с тем по данным Рона [149] испыта­ние их на стане холодной прокатки дуо с диаметром валка 210 мм и длиной 270 мм при твердости бочки по Шору 95—98, шейки—45—48 дало весьма хорошие резуль­таты.

Шейки рабочих валков имели диаметр 140 мм, длину—120 мм.

Иглы были взяты диаметром 5 мм и длиной 50 мм, укладывали их в подшип­ник по длине в два ряда, причем между рядами и по краям подшипника надева­лись стальные кольца шириной 8 мм.

Подшипник имел лишь одно наружное стальное опopное кольцо толщиной 15 мм, с твердостью по Шору 60, таким образом иглы непосредственно соприка­сались с шейкой.

Перевод указанных станов с бронзовых подшипников на игольчатые дал воз­можность при прокатке стальной никелевой ленты 120 7 снизить число проходов с 18 до 11, обойтись без промежуточных отжигов и снизить расход энер­гии почти вдвое.

Кроме прокатных станов игольчатые подшипники могут быть успешно приме­нены в обслуживаемом оборудовании и вспомогательных приспособлениях прокатных цехов, где по конструктивным особенностям требуется иметь подшипники с незначи­тельными габаритами.

188.64.169.166 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Игольчатый подшипник

Игольчатые подшипники активно применяются в самых различных областях.

К основным направлениям деятельности, в которых востребованы такие подшипники:

• сельское хозяйство
• производство и ремонт автомобилей
• производство и ремонт тяжелой техники
• строительство

Уже много лет применяются в самых различных областях этот вид подшипников, что свидетельствует о их надежности и долговечности.
Они активно используются в самых различных механизмах, узлах и агрегатах.

Чертеж игольчатого подшипника

Если говорить о конструктивных особенностях, то конструкция радиальных игольчатых подшипников кардинально отличается от стандартной схемы.

Оригинальность конструкции определяется тем, что длина ролика больше его толщины в несколько раз,
а сам ролик напоминает внешне швейную иглу, именно поэтому они и получили такое название, как игольчатые.

Игольчатые подшипники, как правило, изготавливаются по бессепараторной схеме, поэтому:
они демонстрируют стабильную работу при значительных радиальных нагрузках
они пpaктически невосприимчивы к резкому и сильному механическому воздействию
но абсолютно непригодны игольчатые подшипники там, где нагрузка именно осевая

Виды игольчатых подшипников

Поэтому их часто устанавливают на карданы тpaкторов, автомобилей, погрузчиков и на другую технику.
Это значительно повышает грузоподъемности узла, в котором и устанавливается подшипник.
Они не столь массивны, как например, роликовые радиальные , поэтому их можно применять там, где прострaнcтво ограничено.
Можно сказать, что замена игольчатого подшипника также осуществляется довольно легко, что значительно упрощает его использование.

Стоит отметить, что производители, радиальные игольчатые виды подшипников, изготавливают с внутренним кольцом, но также, есть модели и без него.
В некоторых случаях вообще нет необходимости во внутреннем или внешнем кольце. Производятся также герметизированные типы изделий и с закрытым торцом.
Данные устройства применяются чаще в механизмах, которые работают с очень высокой частотой вращения.

Игольчатый подшипник в разрезе

Игольчатый подшипник может содержать направляющие ролики. Они хаpaктеризуются тем, что там есть наружное кольцо, с толстыми стенами.
Такое кольцо способно выдерживать значительную нагрузку при деформационном воздействии.
Данный подшипник имеет полный набор роликов, поставляется со встроенной цапфой и с внутренним кольцом, которые позволяют, осуществляют установку по типу скобы.
Сам по себе подшипник игольчатый размеры может иметь самые разные. Все зависит от области его пpaктического применения.
Для того чтобы легче было устанавливать, существует гнездо в головке цапфы, с отверстием под отвертку или шестигранный ключ. Благодаря этому работать намного проще.
Конструкция герметизирована и имеет внутренние специальные упopные шайбы для увеличения срока использования изделия.
Чаще всего используют их в сортирующих агрегатах и в подъемных механизмах. Игольчатый подшипник имеет штампованное кольцо снаружи, которое хорошо переносит радиальную нагрузку.
Механизм монтируется довольно просто, он просто запрессовывается в корпус. Также можно производить такие изделия с закрытым корпусом.

Читать еще:  Как сверлить каленое стекло

Область применения таких изделий очень широка.

Игольчатые подшипники разного диаметра

Их активно используют в различных двигателях, трaнcмиссиях, системах рулевого управления и тормозах.
Также производятся такие подшипники, как герметизированные. Их применяют в тех механизмах, где наблюдается повышенная частота вращения.
С их помощью функционируют мощные опоры мостов, лодочные подвесные виды моторов, копировальные аппараты, факсовые устройства, многие бытовые приборы.

На данный момент они имеют множество различных модификаций, поэтому и применение их можно назвать универсальным.

Игольчатые подшипники, конструкции и расчет

Игольчатые подшипники, конструкции и расчет

Основные типы игольчатых подшипников показаны на рис. 785. В конструкциях (а, б) иголки можно собрать, используя пластичный смaзoчный материал; при этом не исключена опасность выпадения отдельных иголок. После работы на масле, растворяющем пластичный смaзoчный материал, иголки при демонтаже рассыпаются.

Целесообразнее агрегатные конструкции с невыпадающими иголками (виды в, г), зафиксированными в корпусах подгибом колец из мягкой стали, завальцованных по торцам обойм.

В конструкции (д), предназначенной для безобойменной установки в легконагруженных опорах, иголки заключены в штампованную обойму с подогнутыми кромками. Обоймы изготовляют из малоуглеродистой холоднокатаной стали; рабочую поверхность цианируют на глубину

Как показывает опыт, в игольчатых подшипниках нет полного качения. В нагруженной зоне на участке плотного соприкосновения с валом иголки вращаются вокруг собственной оси с частотой

где n_в — частота вращения вала; d — диаметр вала; δ — диаметр иголок.

Частота вращения иголок очень высока. При обычном значении d/δ = 10 и при частоте вращения вала, например, n = 1000 об/мин иголки вращаются с частотой n = 10000 об/мин.

Максимально допустимой частотой вращения иголок вокруг своей оси считается n = 20000—30000 об/мин.

Переходя в ненагруженную зону, иголки по инерции продолжают вращаться, но с пониженной вследствие трения частотой; при возвращении в нагруженную зону частота вращении снова увеличивается.

Проскальзывание иголок в ненагруженной зоне, а также трение иголок друг о друга обусловливает повышенную величину коэффициента трения (f = 0,01—0,02) и ограничивает быстроходность подшипников пределом 1000—2000 об/мин.

Целесообразно применять игольчатые подшипники в тихоходных высоконагруженных опорах, а также в опорах с колебательным вращением (поршневые головки шатунов, оси коромысел, рычагов).

Игольчатые подшипники не могут нести осевую нагрузку. При их установке необходимо применять тот или иной вид осевой фиксации детали, а также фиксировать наружную обойму в корпусе и внутреннюю — на валу (рис. 786, а).

Обоймы подшипников сажают в корпуса и на валы на посадках не плотнее Н7/m6, Н7/n6. Посадки с натягом могут вызывать перенапряжение тонких обойм подшипников.

Для сокращения радиальных размеров часто применяют установку игольчатых подшипников только с внутренней (вид б) или наружной (виды в, г) обоймами, заставляя иголки катиться по беговым дорожкам, выполненным непосредственно на детали. Нередко обе дорожки выполняют на деталях (вид д). Радиальные размеры безобойменных игольчатых подшипников не превышают размеров подшипников скольжения.

Игольчатые подшипники могут работать при пластичном и жидком смaзoчном материале. Барботажная смазка затруднена из-за узости кольцевых щелей на торцах подшипника. В безобойменных установках наилучший способ подвода масла — через радиальные отверстия в вале, расположенные по оси симметрии подшипника (виды в, г).

Беговые дорожки на деталях выполняют по 5-му квалитету. Твердость рабочих поверхностей > HRC 58; параметры шероховатости обработанных поверхностей Rа = 0,02—0,08 мкм. На углубленных беговых дорожках следует предусматривать канавки для выхода шлифовального крута.

При безобойменной установке иголки группируют по диаметру (отклонение диаметров иголок в комплекте не более 2 мкм).

Длину иголок (рис. 787, а) рекомендуется принимать

где δ — диаметр иголок.

Нижний предел относится к подшипникам малых, а верхний — к подшипникам больших диаметров.

В зависимости от диаметра внутренней беговой дорожки длину иголок рекомендуется брать в пределах

где d — диаметр внутренней беговой дорожки.

Нижний предел относится к подшипникам большого диаметра, верхний — малого.

Приравнивая правые части формул (361) и (362), получаем формулу для определения диаметра иголок:

где нижний предел относится к подшипникам большого диаметра, верхний — малого.

Если по конструкции необходима большая длина подшипника, чем подсчитанная по формулам (361), (362), то применяют двухрядную установку иголок (см. рис. 786, д).

Торцовый зазор (s) между иголками и направляющими заплечиками должен быть равен (рис. 787, а)

Высоту заплечиков принимают

Диаметральный зазор в подшипнике, т. е. зазор Δ = D – (d + 2δ), выбирают по посадкам Н7/е8, H7/d8, Н7/с8. Средний диаметральный зазор, мкм, согласно формуле (229) при m = 10—20

Чем больше частота вращения, тем больше должен быть зазор.

Боковой зазор между иголками определяют из условия, чтобы при плотной укладке на валу между первой и последней иголкой (рис. 787, б) оставался зазор t = qδ, где δ —диаметр иголки; q — коэффициент, равный 0,4—0,8. При q 0,8 становятся возможными перекос и заклинивание иголок.

Подставляя D = d + 2δ, получаем

При проектировании подшипника обычно задан внутренний диаметр d. Диаметр иголок находят по формуле (363). Число иголок предварительно определяют из выражения (364), полагая q = 0:

и округляют до ближайшего меньшего целого числа z. Разность z’—z, как видно из формул (366), (364), равна q.

Если условие q = 0,4…0,8 не соблюдается, то производят перерасчет, задаваясь новыми значениями d и δ.

Пусть d = 20 мм; δ = 2 мм. Согласно формуле (366)

Принимаем z = 34. Следовательно,

Стандартные размеры иголок приведены в табл. 45.

Игольчатый подшипник

Внимание покупателей подшипников

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
+7 (499) 403 39 91
sale@podshipnik.info
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
+7 (499) 403 39 91
sale@podshipnik.info
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте

Игольчатыми подшипники по виду тел качения очень похожи на роликовые. Только диаметр ролика соотносится с его длиной не более, чем 1/4, поэтому такие ролики принято называть иглами.

Основные виды игольчатых подшипников

С двумя кольцами

С одним наружным кольцом С одним внутренним кольцом
Без колец, а также в корпусе из обеих колец

Радиально — упopные (на предыдущем рисунке). Впрочем, радиально-упopные игольчатые подшипники выпускаются только за рубежом.

С полным перечнем игольчатых подшипников, их хаpaктеристиками можно ознакомиться на в каталоге подшипников.

Принцип действия игольчатых подшипников

Несмотря на схожесть игольчатых подшипников с роликовыми (и у тех, и у других телами качения являются ролики), они принципиально различаются способом передачи крутящего момента. В роликовом подшипнике сепаратор, играя роль водила, принуждает вращаться ролики вместе с валом, при этом, чем больше угловая скорость вала, тем выше и угловая скорость вращения роликов. Естественно, физический предел увеличения скорости определяется и качеством материала, из которого изготовлен подшипник, габаритами и массой узла, качеством и количеством смазки.

Во многих случаях применение такого решения является единственным при современных технологиях, — например, при конструировании ступичных узлов тяжёлых грузовиков.
Но подобных, казалось бы, неизбежных, «громоздких» технических решений можно избежать, применяя в некоторых узлах игольчатые подшипники.

В них ролики – «иглы» устанавливаются зачастую вплотную друг к другу, с минимальными зазорами. Подшипниковый узел наполняется смазкой, и, при «правильной» его работе иглы не совершают вращательных движений вокруг своих осей. В совокупности со смазкой они образуют своеобразный вкладыш между шейкой вала («шипом») и наружным корпусом подшипника (зачастую неподвижным). В результате трение в игольчатом подшипнике – жидкостное, что значительно сокращает силу трения, а, следовательно. И энергозатраты. Примечательно, что показатели игольчатого подшипника (уменьшенный нагрев, износ) тем выше, чем больше скорость вращения вала.

Читать еще:  Мощность светодиодных лент 12 вольт

Но большим недостатком игольчатых подшипников являются их повышенные требования к коаксиальности всех элементов подшипникового узла. Проще говоря, коаксиальность – это соосность тел вращения, вставленных один внутри другого. Малейший «перекос» ведёт к быстрому износу подшипника и выходу его из строя (зачастую с «работающими в паре» с ним элементами.

Применение игольчатых подшипников

В крестовинах карданных валов автомобилей

Но в некоторых случаях потери энергии не имеют значения при конструировании узлов машин. Примером тому служит применение игольчатых подшипников в крестовинах карданных валов автомобилей. Даже у автомобилей с большой грузоподъёмностью крестовины имеют сравнительно малые размеры. Для обеспечения их долговременной работы достаточно регулярно «шприцевать» крестовины, т.е. наполнять свежей смазкой.
На рисунке представлена :

Как видно из рисунка, иглы в обойму крестовину вставляются плотно, т.е без сепаратора.
Основным дефектом крестовин является бриннелирование – выдавливание иглами на её шипе вмятин. Причём при «хрестоматийных» случаях форма и хаpaктер вмятин на шипах повторяют форму игл.

В коробках передач некоторых авто

Например, на игольчатых подшипниках вращаются шестерни вторичного вала КПП 2108-083Правда, здесь они, скорее, служат для соблюдения соосности шестерен и валов, так как шестерня вторичного вала вращается на этом подшипнике «вхолостую» — не передавая крутящий момент. При включении передачи шестерня жёстко фиксируется (через муфту синхронизатора) на шлицах вторичного вала, и передача усилия совершается за счёт шарикоподшипников, установленных с торцов вала.

Применение игольчатого подшипника в данной ситуации делает возможным:

• сделать конструкцию вала (а, следовательно, и КПП) лёгкой и компактной
• обеспечить необходимое осевое перемещение шестерни для зацепления её с муфтой синхронизатора.

Игольчатые подшипники в данной ситуации имеют в качестве наружного кольца посадочное место шестерни, а в качестве внутреннего – соответствующую проточку на вторичном валу. Сепаратор нагрузки не воспринимает и поэтому выполнен из пластмассы. Купить игольчатый подшипник для КПП можно пpaктически в любом магазине автозапчастей.

Применение игольчатых подшипниках в прокатных станах

При прокате холодного листа замена обычных (роликовых или шариковых) подшипников на многорядные игольчатые значительно сокращается количество прокатываний металла через станы, чем достигается немалая экономия энергозатрат и времени. Применение же в данном случае подшипников скольжения неоправдано в силу больших затрат на трение и проблемами, связанными с выбором материала для подшипника (втулки).

Игольчатые подшипники: размеры

Игольчатые подшипники являются вариантом роликовых подшипников: радиальных (под радиальные нагрузки) или упopных (под осевые). Упopные подшипники выпускаются лишь за рубежом. Отечественных их аналогов не существует. У роликов таких деталей длина имеет отношение к диаметру свыше 4. Форма их цилиндрическая.

• Имея малые габариты могут работать с достаточно высокими нагрузками, при условии, что валы соосны;
• Благодаря малому диаметру игольчатых роликов, являющихся телами качения, низки потери энергии на трение, как следствие КПД таких устройств один из самых высоких среди подшипников, что делает их самыми экономичными;
• справляются с работой, когда велика частота качения одного из колец.
• имеют небольшую инерционность.

Особенности

Скорость их вращения меньше этой хаpaктеристики у роликовых. Кроме того они не демонстрируют надежности при некоаксиальности и прогибах. Зато их можно с успехом использовать, когда частота вращения высока.

Отечественные изделия

• имеющие массивные кольца, как наружные, так и внутренние;
• имеющие только наружное кольцо;
• имеющие штампованные наружные кольца изготовленные из тонколистовой стали;
• не имеющие колец в сепараторе из пластмассы, или реже, стали.

Эти изделия бывают однорядные, двухрядные и трехрядные.

Где купить

Подшипник роликовый игольчатый высокого качества можно приобрести на Саратовском и Минском подшипниковых заводах.

Покупку отечественной продукции этих заводов предпочтительно делать у официальных представителей. У них вы сможете купить лишь продукцию высокого качества. При этом цены будут оптимальными за счет отсутствия посредников.

Импортные изделия

Подбираются необходимые изделия по размерам и конструкции можно по каталогу производителей.

Производители

В нашей стране широким спросом пользуется подшипниковая продукция таких основных зарубежных изготовителей:

SKF, TIMKEN, KOYO, FAG, IKO, NADELLA, NSK.

В сети интернет можно отыскать описания данных торговых марок и скачать каталоги игольчатых подшипников с основными техническими хаpaктеристиками, если понадобилась замена игольчатого подшипника. Удобнее всего пользоваться каталогом IKO, так как он публикуется в том числе русском языке. По этому каталогу можно получить информацию о разновидностях изделий, ознакомиться с данными о конструкции и размерах из первоисточника.

В сети можно также прочесть об особенностях продукции фирмы и получить данные о российских дилерах. Именно они представляют собой тот канал, благодаря которому изделия приходят в Россию из-за рубежа по приемлемым ценам. Конечно, среди фирм Москвы можно найти предприятия, имеющие тесные связи с дилерами фирм-производителей в Европе и Азии, и продающие игольчатые подшипники со скидками. Остальные фирмы являются посредниками, которым придется переплачивать.

Применение

Благодаря размерам игольчатых подшипников, они могут применяться с внутренним кольцом и без него. Такая возможность представилась благодаря способности изделия справляться с широкой осевой нагрузкой.

Основные области применения изделий.

То, что у подшипника имеется внутреннее кольцо, дает возможность применять его в тех случаях, когда не представляется евозможным применять закаленный шлифованный вал. Однако в этом случае возникающее осевое смещение незначительно, что позволяет обеспечивать надежное вращение. В ситкациях, в которых требуется существенное смещение вала вдоль оси необходимо использовать внутреннее кольцо большой ширины, заменив им стандартное. Одним из примеров такого использования подшипника является коленчатый вал автомобиля. Если использовать игольчатый подшипник коленвала, будет обеспечено взаимодействие в узле высокой надежности.

Если в подшипнике отсутствует внутреннее кольцо, то его можно применять в в узлах, в составе которых имеется закаленный вал. Осевого смещения в этом случае не будет. Это придает узлу большую жесткость и прочность. Соблюдение этого условия дает возможность использовать его в узлах с максимально точным вращением. Без внутреннего кольца игольчатый подшипник используется в типографском деле, конвейерных машинах и автомобилестроении.

Размеры игольчатых подшипников

Размеры игольчатых подшипников сведены в таблицу.

Как выглядит игольчатый подшипник

Игольчатые подшипники по типу тел качения сходны с роликовыми, но имеют увеличенное соотношение диаметра с длиной, более чем 1 к 4. Но, несмотря на внешнюю схожесть, имеется серьёзное различие — способ передачи крутящего момента. В роликоподшипнике сепаратор играет роль водила, обеспечивающего вращение роликов вместе с валом. В игольчатом подшипнике, максимально плотного расположения друг к другу они могут не вращаться вокруг своей оси, являясь своеобразным, заполненным смазкой, вкладышем создавая жидкостное трение. Это позволяет значительно продлить ресурс работы подшипника, но и предъявляет особо строгие требования к сборке, в частности к соблюдению соосности элементов подшипникового узла. И для этого необходимо правильно подобрать по размерам игольчатый подшипник в соответствии с требованиями к конструкции.

Внутренний диаметр изделия

Основные размеры игольчатых подшипников, которые необходимо учесть при выборе типоразмера:

• Внутренний диаметр (d) — посадочный размер подшипника. Стандартизирован с шагом 5 мм.
• Наружный диаметр подшипника (D) — определяется размером внутреннего диаметра конструктивного элемента.
• Ширина подшипника (В).

Параметры указываются в порядке — dxDxB. Внутренний диаметр подшипника определяется по размеру посадочного отверстия вала. Если вал конусный, то берётся наименьшее значение.

В соответствии с ГОСТом, разница диаметров внутренних колец варьируется в пределах 0,2–0,8 мм, в зависимости от типоразмера подшипника. Последние две цифры номера подшипника означают его внутренний диаметр. Для получения значения их необходимо перемножить на 5.

Наружный диаметр и ширина

Чтобы правильно осуществить подбор игольчатых подшипников по размерам наружного рабочего кольца необходимо взять диаметр посадочной части детали. Наружный диаметр может иметь два значения:

• D1 — наружный диаметр подшипника.
• D2 — диаметр по стопopной части.

Читать еще:  Углеродистая сталь модуль упругости

В этом случае он обозначается парой чисел через косую дробь, например 55/58.

Далее, чтобы подобрать игольчатый подшипник по размерам необходимо определить его ширину. Учтите, что в зависимости от типа подшипника размеры могут иметь отличия по внутренней и наружной ширине колец.

В целом, процесс подбора по размеру игольчатого подшипника должен производиться в соответствии с требованиями конструкции узла или механизма. Помимо размера, важную роль при подборе подшипника играет хаpaктер нагрузки — осевая или радиальная, её значение, параметр несоосности валов и другие факторы. Подшипник подбирается после расчета действующих нагрузок, его размер должен соответствовать диаметру вала и размерам узла с учетом допусков и посадок. При выборе рекомендуется использовать справочную литературу и каталоги производителя. Применение подбора подшипников по размерам, несмотря на всё их удобство, можно рассматривать только как предварительные рекомендации, требующие дальнейшего уточнения параметров и расчета.

Игольчатые подшипники, конструкции и расчет

Основные типы игольчатых подшипников показаны на рис. 785. В конструкциях (а, б) иголки можно собрать, используя пластичный смaзoчный материал; при этом не исключена опасность выпадения отдельных иголок. После работы на масле, растворяющем пластичный смaзoчный материал, иголки при демонтаже рассыпаются.

Целесообразнее агрегатные конструкции с невыпадающими иголками (виды в, г), зафиксированными в корпусах подгибом колец из мягкой стали, завальцованных по торцам обойм.

В конструкции (д), предназначенной для безобойменной установки в легконагруженных опорах, иголки заключены в штампованную обойму с подогнутыми кромками. Обоймы изготовляют из малоуглеродистой холоднокатаной стали; рабочую поверхность цианируют на глубину

Как показывает опыт, в игольчатых подшипниках нет полного качения. В нагруженной зоне на участке плотного соприкосновения с валом иголки вращаются вокруг собственной оси с частотой

где n_в — частота вращения вала; d — диаметр вала; δ — диаметр иголок.

Частота вращения иголок очень высока. При обычном значении d/δ = 10 и при частоте вращения вала, например, n = 1000 об/мин иголки вращаются с частотой n = 10000 об/мин.

Максимально допустимой частотой вращения иголок вокруг своей оси считается n = 20000—30000 об/мин.

Переходя в ненагруженную зону, иголки по инерции продолжают вращаться, но с пониженной вследствие трения частотой; при возвращении в нагруженную зону частота вращении снова увеличивается.

Проскальзывание иголок в ненагруженной зоне, а также трение иголок друг о друга обусловливает повышенную величину коэффициента трения (f = 0,01—0,02) и ограничивает быстроходность подшипников пределом 1000—2000 об/мин.

Целесообразно применять игольчатые подшипники в тихоходных высоконагруженных опорах, а также в опорах с колебательным вращением (поршневые головки шатунов, оси коромысел, рычагов).

Игольчатые подшипники не могут нести осевую нагрузку. При их установке необходимо применять тот или иной вид осевой фиксации детали, а также фиксировать наружную обойму в корпусе и внутреннюю — на валу (рис. 786, а).

Обоймы подшипников сажают в корпуса и на валы на посадках не плотнее Н7/m6, Н7/n6. Посадки с натягом могут вызывать перенапряжение тонких обойм подшипников.

Для сокращения радиальных размеров часто применяют установку игольчатых подшипников только с внутренней (вид б) или наружной (виды в, г) обоймами, заставляя иголки катиться по беговым дорожкам, выполненным непосредственно на детали. Нередко обе дорожки выполняют на деталях (вид д). Радиальные размеры безобойменных игольчатых подшипников не превышают размеров подшипников скольжения.

Игольчатые подшипники могут работать при пластичном и жидком смaзoчном материале. Барботажная смазка затруднена из-за узости кольцевых щелей на торцах подшипника. В безобойменных установках наилучший способ подвода масла — через радиальные отверстия в вале, расположенные по оси симметрии подшипника (виды в, г).

Беговые дорожки на деталях выполняют по 5-му квалитету. Твердость рабочих поверхностей > HRC 58; параметры шероховатости обработанных поверхностей Rа = 0,02—0,08 мкм. На углубленных беговых дорожках следует предусматривать канавки для выхода шлифовального крута.

При безобойменной установке иголки группируют по диаметру (отклонение диаметров иголок в комплекте не более 2 мкм).

Длину иголок (рис. 787, а) рекомендуется принимать

где δ — диаметр иголок.

Нижний предел относится к подшипникам малых, а верхний — к подшипникам больших диаметров.

В зависимости от диаметра внутренней беговой дорожки длину иголок рекомендуется брать в пределах

где d — диаметр внутренней беговой дорожки.

Нижний предел относится к подшипникам большого диаметра, верхний — малого.

Приравнивая правые части формул (361) и (362), получаем формулу для определения диаметра иголок:

где нижний предел относится к подшипникам большого диаметра, верхний — малого.

Если по конструкции необходима большая длина подшипника, чем подсчитанная по формулам (361), (362), то применяют двухрядную установку иголок (см. рис. 786, д).

Торцовый зазор (s) между иголками и направляющими заплечиками должен быть равен (рис. 787, а)

Высоту заплечиков принимают

Диаметральный зазор в подшипнике, т. е. зазор Δ = D – (d + 2δ), выбирают по посадкам Н7/е8, H7/d8, Н7/с8. Средний диаметральный зазор, мкм, согласно формуле (229) при m = 10—20

Чем больше частота вращения, тем больше должен быть зазор.

Боковой зазор между иголками определяют из условия, чтобы при плотной укладке на валу между первой и последней иголкой (рис. 787, б) оставался зазор t = qδ, где δ —диаметр иголки; q — коэффициент, равный 0,4—0,8. При q 0,8 становятся возможными перекос и заклинивание иголок.

Подставляя D = d + 2δ, получаем

При проектировании подшипника обычно задан внутренний диаметр d. Диаметр иголок находят по формуле (363). Число иголок предварительно определяют из выражения (364), полагая q = 0:

и округляют до ближайшего меньшего целого числа z. Разность z’—z, как видно из формул (366), (364), равна q.

Если условие q = 0,4…0,8 не соблюдается, то производят перерасчет, задаваясь новыми значениями d и δ.

Пусть d = 20 мм; δ = 2 мм. Согласно формуле (366)

Принимаем z = 34. Следовательно,

Стандартные размеры иголок приведены в табл. 45.

Особенности

Отличительной особенностью игольчатых образцов является особая форма тел качения – цилиндрическая (малому диаметру ролика соответствует его большая длина). Такое строение тел качения значительно повышает показатель грузоподъемности подшипника. Однако при этом он становится уязвимым с точки зрения осевой нагрузки.

Игольчатые подшипники уступают роликовым в отношении скорости вращения. Такие изделия ненадежны при прогибах и некоаксиальности. Однако они успешно эксплуатируются в условиях высокой частоты вращения.

Таким образом, основным недостатком игольчатых подшипников является их непереносимость осевой нагрузки. К достоинствам данных изделий относят соотношение их небольших радиальных габаритов к большой грузоподъемности. По этой причине они находят свое применение в таких технических устройства, где необходимым условием является компактность в радиальном направлении. Данные изделия подшипниковой группы успешно применяются в технических устройствах для сельского хозяйства (бензиновые двигатели), строительства (электрический инструмент), автомобилестроения (коробки передач, насосы, тормозные системы и пр.), обслуживания офисов (ксерокс, принтер, факс).

Различают следующие виды игольчатых подшипников:

• с точечными и внутренними наружными кольцами без сепаратора;
• с точечными наружными кольцами без внутренних колец;
• с 1 штампованным наружным кольцом и уплотнением;
• самоустанавливающиеся;
• с точечным глухим наружным кольцом;
• игольчатые ролики в сборе с сепаратором;
• комбинированные с шариковыми и упopно-шариковыми подшипниками.

Последние применяются в случаях, когда на узел воздействуют сразу несколько видов нагрузок.

Игольчатые роликовые подшипники со штампованным кольцом обеспечивают надежную работу изделия в условиях большей частоты вращения и позволяют максимально сократить расход смaзoчного материала.

Таким образом, с учетом комбинирования игольчатых подшипников с другими видами изделий, а также использования штампованных колец, сфера их применения значительно расширена и на сегодняшний день по критерию востребованности среди потребителей они уступают только шариковым образцам.