Радиально-упорные подшипники предназначены для восприятия как радиальных нагрузок, т.е. нагрузок, действующих перпендикулярно оси вала, закреплённому в подшипниках, так и нагрузок, действующих вдоль оси вала в одном или в двух направлениях.

Порядок слов в названии подшипника подчёркивает, что, прежде всего, они предназначены для работы с радиальными нагрузками.

Также говорят об радиальных ( Радиальные подшипники) упорно – радиальных и упорных ( Упорные подшипники) подшипниках.

Независимо от названия, любой подшипник воспринимает как радиальные, так и осевые нагрузки, но в существенно разных объёмах.

Названия лишь подчеркивают, какая из нагрузок – радиальная или осевая (упорная), является основной. В данном разделе мы не будем делать особенного различия между радиально-упорными и упорно-радиальными подшипниками.

Конструкции и исполнения

Выбор типа, исполнения и пр. подшипника для конкретного механизма является сложной задачей. В её решении могут оказать существенную помощь методики и автоматизированные системы расчёта подшипников, которые предлагают компании – производители подшипников.

ГОСТ 3189-89 «Подшипники шариковые и роликовые. Система условных обозначений» выделяет следующие типы радиально – упорных подшипников, таблица 1.

Таблица 1. ГОСТ 3189-89 «Подшипники шариковые и роликовые. Система условных обозначений».

Типы радиально-упорных подшипников.

Радиально-упорные шарикоподшипники

Радиально-упорные шарикоподшипники имеют дорожки качения и бортики на внутреннем и наружном кольцах, смещённые относительно друг друга вдоль оси подшипника. Такая конструкция подшипника позволяет ему воспринимать нагрузки, действующие в радиальном и осевом направлениях.

Осевая грузоподъёмность радиально-упорного шарикоподшипника растёт с увеличением угла контакта. Угол контакта, α, - это угол между линией, соединяющей точки контакта шарика с дорожками качения, от которых нагрузка передаётся от одной дорожки качения на другую, и линией, перпендикулярной оси подшипника (рисунок РУ-1).

Наиболее распространёнными типами радиально-упорных шарикоподшипников являются:

· однорядные радиально-упорные шарикоподшипники (рисунок РУ-2);

· двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники (рисунок РУ-3);

· шарикоподшипники с четырёхточечным контактом (рисунок РУ-4).

Рисунок РУ-1. Конструкция радиально-упорного шарикоподшипника.

Радиально-упорные однорядовые шариковые подшипники

Рисунок РУ-2. Радиально-упорный однорядовый шариковый подшипник.

Двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники

Двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники – это обычно два однорядных радиально-упорные шарикоподшипники, установленные «спина к спине».

Но они могут быть выполнены заодно, с монолитными внутренним и внешним кольцом качения, на каждом из которых имеется по две дорожки качения (рисунок РУ-3).

Подшипник, показанный на рисунке РУ-3, способен воспринимать радиальные усилия и осевые усилия в обоих направлениях.

Рисунок РУ-3. Двухрядный радиально-упорный шарикоподшипник.

В общем случае имеется три схемы установки шариковых радиально-упорных однорядных подшипников на цапфе, рисунок РУ-4:

· О-образная, «спина к спине». Позволяет воспринимать радиальные усилия и осевые усилия в обоих направлениях;

· Х-образная схема «лицом к лицу». Позволяет воспринимать радиальные усилия и осевые усилия в обоих направлениях;

· схема «тандем». Позволяет воспринимать радиальные усилия и осевые усилия в одном направлении. Используется для повышения жесткости подшипникового узла.

Рисунок РУ-4. Схема установки однорядных радиально-упорных шариковых подшипников на вал.

Радиально-упорные шариковые подшипники с четырёхточечным контактом

В шарикоподшипниках с четырехточечным контактом (рисунок РУ-5) используется два внутренних кольца и одно наружное. Подшипник является разъемным. Каждое кольцо воспринимает нагрузки в своём направлении. Угол контакта шариков с каждой из четырёх дорожек качения - 35°. Две дорожки расположены на внешнем кольце, ещё по одной дорожке расположено на внутренних кольцах. Один подшипник этого типа может заменить пару радиально-упорных шарикоподшипников, установленных по схеме «лицом к лицу» или «спина к спине». Обычно используются с латунными сепараторами, полученными механической обработкой.

Рисунок РУ-5. Радиально-упорный шариковый подшипник с четырёхточечным контактом.

Радиально-упорные роликоподшипники с коническими телами качения

Радиально-упорные подшипники с телами качения в виде усеченных конусов имеют конические ролики, направляемые бортом внутреннего кольца (рисунок РУ-6).

Такие подшипники имеют большую радиальную грузоподъемность, а также осевую грузоподъёмность в одном направлении.

Обычно устанавливаются на вал парами, для того, чтобы обеспечить грузоподъёмность в обоих осевых направлениях, т.е. также, как и однорядные радиально-упорные шарикоподшипники. При парной установке зазор между ними обеспечивается подбором расстояния по оси между внутренними или наружными кольцами двух смежных подшипников.

В силу того, что оба подшипника являются разъемными, имеется возможность независимого монтажа внутренних колец с сепараторами и наружных колец.

В зависимости от величины угла контакта, конические роликоподшипники делятся на три группы:

· с нормальным углом;

· со средним углом;

· с увеличенным углом.

Выпускаются двух- и четырехрядные конические роликоподшипники. Для данного типа подшипников в основном применяются сепараторы из стали, изготовленные штамповкой.

Рисунок РУ-6. Радиально-упорный конический роликовый подшипник.

Выпускаются двух- и четырехрядные конические роликовые подшипники, рисунки РУ-7, РУ-8.

Рисунок РУ-7. Радиально-упорный роликовый двухрядный подшипник (конический).

Рисунок РУ-8. Радиально-упорный роликовый четырехрядный подшипник (конический).

Такие подшипники предназначены для работы с осевыми нагрузками, действующими в обоих направлениях по оси.

Устройство колец и использование конических тел вращения позволяет обеспечить большие, чем в случае шарикоподшипников, площади пятна контакта между кольцами и коническими роликами. Поэтому роликовые радиально-упорные конические подшипники могут принимать как значительные радиальные нагрузки, так и значительные нагрузки вдоль оси вала.

Радиально-упорные подшипники с роликами бочкообразной формы

В таких подшипниках (рисунок РУ-9) используются тела качения бочкообразной формы. Кольца подшипника выполняются с дорожками качения, имеющим в разрезе изогнутую примерно по окружности форму, так, что при осевом смещении осей колец друг относительно друга тела вращения всё равно прилегают к поверхности дорожек качения колец.

Рисунок РУ-9. Радиально-упорный роликовый подшипник с роликами бочкообразной формы.

Такой подшипник внешне выглядит очень простым. При этом он компенсирует как радиальные нагрузки, так и осевые в обоих направлениях. При этом является самоустанавливающимся. Подшипник имеет компактные осевые размеры.

В устройствах, где ось изгибается под действием неравномерных радиальных нагрузок, или из-за разности температур на концах вала, такие подшипники снижают вибрации и обеспечивают малые потери на трение.

О классификации подшипников

Многообразие типов, исполнений, размеров делает систематизацию и классификацию подшипников сложнейшей задачей.

Основными ГОСТами, связанными с подшипниками, являются:

1. ГОСТ 520-2011. Подшипники качения. Общие технические условия (ISO 492:2002, NEQ
ISO 199:2005, NEQ).

Этот ГОСТ ссылается также на следующие стандарты по подшипникам качения:

ГОСТ 831, ГОСТ 832, ГОСТ 3478, ГОСТ 4252, ГОСТ 4657, ГОСТ 5377, ГОСТ 5721, ГОСТ 6364, ГОСТ 7242, ГОСТ 7634, ГОСТ 7872, ГОСТ 8328, ГОСТ 8338, ГОСТ 8419, ГОСТ 8545, ГОСТ 8882, ГОСТ 8995, ГОСТ 9592, ГОСТ 9942, ГОСТ 18572, ГОСТ 20531, ГОСТ 23179, ГОСТ 23526, ГОСТ 24696, ГОСТ 24850, ГОСТ 27057, ГОСТ 27365, ГОСТ 28428.

2. ГОСТ 3189-89. Подшипники шариковые и роликовые. Система условных обозначений.

Этот ГОСТ ссылается также на следующие стандарты по подшипникам качения:

ГОСТ 520-2002, ГОСТ 832-78, ГОСТ 3395-89, ГОСТ 3478-79, ГОСТ 4060-78, ГОСТ 5377-79, ГОСТ 5721-75

ГОСТ 7872-89, ГОСТ 24310-80, ГОСТ 24696-81, ГОСТ 24810-81, ГОСТ 24850-81, ГОСТ 28428-90.

Большое внимание стандартизации подшипников уделяет Международная организация по стандартизации – ISO.

Ряд ведущих производителей подшипников предлагают свои системы классификации, являющиеся расширением классификации ISO.

В качестве примера в таблице 2 приведены соответствия наименований, применяемых в РФ, и компаниями SKF, Швеция, FAG, Германия, для шарикоподшипников радиально-упорных однорядных со стопорной канавкой.

Таблица 2. Соответствия наименований шарикоподшипников радиально-упорных однорядных.