Игольчатый подшипник

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 

Игольчатые подшипники с двумя кольцами
С одним наружным кольцом Игольчатый подшипник с одним кольцом и отверстием для смазкиС одним внутренним кольцом
Без колец, а также в корпусе из обеих колец 

Разные игольчатые подшипники без колецРадиально — упорные (на предыдущем рисунке). Впрочем, радиально-упорные игольчатые подшипники выпускаются только за рубежом.

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.

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 крестовина авто:

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 характер 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 практически 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).

К тому же подобрать требуемый размер игольчатых подшипников можно по таблицам. Выбрав по таблицам ГОСТ 4060-78 игольчатые подшипники необходимого размера, вы их сможете купить у официальных дилеров подшипникового завода, либо в специализированном магазине, где есть база данных о соответствии отечественных изделий импортным – к сожалению, мировых стандартов пока не существует.

К сожалению, ГОСТ 4060 – 78 устанавливает регламент только на роликовые игольчатые подшипники с одним наружным кольцом. Поэтому при поиске требуемого вам изделия, возможно придётся аналогичными таблицами, учитывающие современные требования с учётом международного стандарта ISO. Например, компания NTN-SNR имеет в своём каталоге такие изделия, как:

  • игольчатые подшипники без колец,
  • игольчатые подшипники со штампованным или механически обработанным кольцом
  • комбинированные игольчатые роликоподшипники.

Для того, чтобы получить полную информацию о продукции NTN – SNR, необходимо зарегистрироваться на их официальном сайте или заглянуть в наш каталог.