Ролики для подшипника

55

Одними из элементов, применяющиеся в промышленных и механических узлах внутри подшипников, являются подшипниковые ролики. Перекатывающиеся вдоль дорожки качения ролики разделяются распоркой для равного распределения и движения. Ролики изготавливаются из углеродистой хромированной стали и помогают подшипникам выдерживать определенные нагрузки в зависимости от типа и расположения.

Расположение роликов в подшипникеЦилиндрические ролики подшипника
(Ролики для подшипников и их расположение)

Ролики для подшипников делятся на: цилиндрические, игольчатые, конические и сферические. Поэтому подшипники получают название в зависимости от того, какой формы ролики размещены внутри.

Типы и сферы применения роликов для подшипников

Цилиндрические

Имеют форму цилиндра, почему и получили такое название. Их изготавливают из высокоуглеродистой подшипниковой стали, например из стали конструкционной подшипниковой — ШХ15 или ШХ15СГ. Свойства сталей позволяют устанавливать ролики в подшипниках, используемых при высоких радиальных нагрузках и небольшой скорости вращения. Цилиндрические ролики различают по форме, размерности, степени точности и качеству контактных поверхностей.


Короткий цилиндрический ролик
Короткий цилиндрический ролик
Длинный цилиндрический ролик
Длинный цилиндрический ролик

(Длинные и короткие цилиндрические ролики:
D — номинальный диаметр;
L — номинальная длина.)

Производят 2 типа цилиндрических роликов для подшипников:

  • ролики короткие, их длина менее удвоенного диаметра (L< 2D) твердостью 61 — 66 HRC, изготавливаемые с шестью степенями точности в соответствии со стандартом ГОСТ 22696;
  • ролики длинные, их длина превышает удвоенный диаметр ролика (L>2D) твердостью 60 — 65 HRC, имеющие три степени точности и тестируемые по ГОСТ 25255-82.

Степень точности отображает соответствие отклонений различных величин (отклонения длины роликов, разноразмерность по диаметру и т.д.) цилиндрических роликов при сортировке обозначенным данным.

Длинные ролики имеют три степени точности, обозначаемые римскими цифрами, согласно ГОСТ25255-82: I; II и III в порядке снижения точности. Т.е. I — степень точности с наименьшими отклонениями от размерности и форм роликов II — степень с чуть большими отклонениями, чем I, III — самая низкая степень точности, так как по ней допускаются наибольшая величина отклонения от размеров.

Ниже представлены таблицы предельных отклонений размеров, отклонений формы и расположения поверхностей, а также шероховатости поверхностей роликов, согласно ГОСТ 25255-82.

Степень точность роликов по длине

Степень
точности

Длина,
мм

Предельные
отклонения длины роликов, применяемых

Разноразмерность
по диаметру

Конусо-

образность

Выпуклость
торца ролика (без углубления на торцах)

Шероховатость
торцевой поверхности

в
виде отдельных деталей

в
подшипниках

мкм,
не более

I

До
30 в ключ.

+1,5

-7,5

0

-16

3

0,6

2

0,16

Св.
30 до 50 включ.

+3,0

-15,0

0

-20

6

1,0

II

До
30 включ.

+3,0

-15,0

1,5

3

0,32

Св.
30 до 50 включ.

+5,0

-25,0

10

2,0

Св.
50 до 90 включ.

+5,0

-25,0

2.5

III

До
30 включ.

+15,0

-45,0

0

-16

3,0

0,63

Св.
30 до 50 включ.

+30,0

-70,0

0

-20

20

3,5

Св.
50 до 90 включ.

+45,0

-105,0

30

4,0

Присваиваемая степень точности тела качения зависит от соответствия ГОСТу его размерности и форм. Короткие тела качения наиболее востребованы в подшипниках, применяющихся в производстве транспортных средств, в металлургии, в тяжелом машиностроении и других подобных областях.

Конические

Их особое расположение к оси вращения подшипника дают возможность выдерживать совмещение нагрузок: осевой и радиальной. Их изготавливают из качественной (высокоуглеродистой подшипниковой с повышенной чистотой) стали с уменьшенным содержанием кислорода и химических включений. В зависимости от применения ролики в конических подшипниках могут располагать по-разному.

Конический ролик
Конический ролик

(D — номинальный диаметр;
D2 — второй диаметр;
L — номинальная длина.)

 

 

Представленные выше изображения показывают однорядное и двухрядное расположение роликов, используемое в подшипниках для косозубых механических передач, для оборудования и механизмов, для металлургических станков или в устройстве ручных электроинструментов и т. п.

Возможность изготовить подшипники с выбором расположения в них конических роликов позволяет увеличить их сопротивляемость ударным нагрузкам, износу, срок эксплуатации и надежность.

Игольчатые

Детали, расположенные между валом и ложем подшипника без внутреннего и внешнего кольца или с ним по причине ограничения размеров в радиальном направлении, называют игольчатыми роликами. Они используют при повышенных радиальных усилиях и малых частот вращения. Соотношение длины игольчатого ролика L к диаметру D значительнее, чем у цилиндрических. Размерность и предельные отклонения в форме изготавливаемых и применяемых игольчатых роликов должна соответствовать ГОСТ 6870-81.

Игольчатые ролики выпускают трех степеней точности и в двух типах:

  • тип А — со сферическими торцами;
  • тип В — с плоскими.
Игольчатый ролик
Игольчатый ролик

(D — номинальный диаметр;
L — номинальная длина;
A и B — тип исполнения торцов.)

Для получения благополучного соотношения жесткости и грузоподъемности в изготовлении подшипников применяют длинные игольчатые ролики. Использование двойного ряда игольчатых роликов одинаковой длины, разделенных сепаратором, спасают ситуацию. Если сопряженные с подшипниками игольчатые ролики использовать в качестве поверхности качения невозможно, так, как это описано выше, то используют упорные кольца.

Сферические

Ролики, использующиеся в сферических подшипниках при особо тяжелых нагрузках, называют сферическими. Главными из свойств, которые влияют на работоспособность сферических подшипников — геометрия роликов, допуски для роликов и их профиль.

(D — номинальный диаметр;
L — номинальная длина.)

Правильно распределить нагрузку вдоль подшипника помогают сферические ролики, свободно располагающиеся внутри на дорожке качения наружного кольца в два ряда.

Самоустанавливающийся роликовый подшипник

При особо больших нагрузках на механизмы напряжение остается низким благодаря геометрии тел качения и их распределению.Тесное расположение сферических роликов и дорожек качения позволяет равномерно распределить нагрузки на подшипники при сохранении высокой грузоподъемности узлов. Такое свойство позволяет продлить эксплуатацию.

Все допустимые отклонения размеров и форм для сферических роликов также, как и для остальных, регламентируются ГОСТ.

Упорные

Упорные тела качения в совокупности с кольцами подшипников постоянно испытывают определенные нагрузки. В случаях, когда на промышленные узлы действуют большие осевые нагрузки, используют упорные роликовые подшипники. Роль упорных роликов выполняют: цилиндрические, конические и сфероконические ролики.

Расположение упорных роликов
Расположение упорных роликов
  • Упорные подшипники с цилиндрическими роликами устанавливают при воздействии на них несильных скоростей, но больших нагрузок в механизмах.
  • Конические ролики применяются в подшипниках при повышенных скоростях вращения, высоких осевых нагрузках и ударах.
  • Подшипники со сфероконическими упорными роликами способны выдерживать большие радиальные и осевые нагрузки, а также обладают свойствами самоустанавливаемости.

Упорный ролик используют в подшипниках для небольших механизмов: в подвесках грузовых авто, гидроусилителях и прочих конструкциях.