Миниатюрные подшипники

Одним из ключевых направлений совершенствования техники становится миниатюризация. Она востребована во многих отраслях. Миниатюрные подшипники требуются для приборов, механизмов аэрокосмической техники, бытовых устройств, офисного оборудования, разнообразного электро и пневмоинструмента, медицинской аппаратуры. Очень часто используют их в робототехнике, конструкции велосипедов, самокатов.

К категории миниатюрных принято относить подшипники качения с наружным размером меньшим тридцати миллиметров. Еще одно определение относит к миниатюрным опоры внутренним диаметром до девяти мм. Других конструктивных особенностей кроме размеров у них нет.

Миниатюрные подшипники – разнообразие типов

В каталогах ведущих производителей можно встретить маленькие подшипники разнообразных типов. По материалам их выпускают:

• из обычных шарикоподшипниковых сталей;
• из нержавейки;
• полимерные;
• керамические.

В зависимости от системы измерений различаются метрические, дюймовые.

По числу рядов – с одним или двумя рядами тел качения.

В соответствии с используемыми телами качения выделяют маленькие подшипники с шариками и игольчатые.

По типам различают следующие миниатюрные опоры:

• наиболее массовые радиальные шарикоподшипники однорядные, включая открытые, с шайбами защитными, уплотнениями контактными, монтажными фланцами;
• самоустанавливающиеся двухрядные шарикоподшипники;
• упорные шарикоподшипники;
• опоры игольчатого типа, например HF0406 4х8х6 мм.

Обозначения подшипников стандартные. При этом на отличительные особенности указывают следующие дополнения:

• для нержавеющих буква W спереди;
• две либо одна металлическая шайба ZZ или Z позади;
• аналогично контактные уплотнения 2RSR либо RSR сзади;
• фланцевый дюймовый FR;
• фланцевый метрический MR.

Маленькие подшипники – основные производители

Компания из Англии SMB – один из ключевых производителей миниатюрных подшипников с диаметрами внутренними 1…10 мм. Номенклатура производства включает:

• радиальные;
• радиальные фланцевые;
• упорные;
• фланцевые конические;
• упорно-радиальные подшипники.

В качестве материалов используются классические хромистые стали, керамика, нержавейка. Выпускаются метрические и дюймовые модели.

Для продукции SMB характерны повышенные скоростные характеристики, простота монтажа, обслуживания. Миниатюрные опоры SMB востребованы в коньках роликовых, велосипедах, катушках спиннингов, скейтбордах, полиграфическом оборудовании, стоматологическом инструменте, авто и авиастроении, робототехнике.

Рассмотрим подробнее несколько миниатюрных шарикоподшипников производства SMB.

• Метрический однорядный шарикоподшипник радиальный, закрытый парой защитных металлических шайб, MR62ZZ. Внутренний размер подшипника 2 мм, внешний 6 мм при ширине 2,5 мм. При пластической смазке допустимые обороты достигают 75000 1/мин. Вес шарикоподшипника 1 грамм. Он оснащен шестью шариками диаметром 1,2 мм.
• Метрический радиальный нержавеющий шарикоподшипник однорядный SMR128. Тип подшипника открытый. Диаметр внутренний 8 мм при наружном 12 мм и ширине 3,5 мм. Допускаемые обороты с пластической смазкой составляют 48000 1/мин.
• Упорный миниатюрный шарикоподшипник F4-10G компенсирует осевую одностороннюю нагрузку до 920 Н статическую и 660 Н динамическую. Его внешний диаметр 10 мм при внутреннем 4 мм и высоте 4 мм. В условиях жидкой смазки допускаются обороты до 24000 1/мин.
• Радиальный дюймовый шарикоподшипник с парой контактных уплотнений 1605-2RS. Его размеры составляют 5/16”x29/32”x5/16” или 7,938х23,019х7,938 мм. Динамическая нагрузка 3170 Н при предельных оборотах 37000 1/мин на пластической смазке.

Корпорация из Японии Sapporo Precision Inc начала производство подшипников в 1960 под брендом EZO. Маленькие подшипники занимают в номенклатуре производства компании основное место. В своей классификации EZO выделяет подшипники экстраминиатюрные с внутренним размером 0,6…2,5 мм. Производство таких подшипников достигает 300 000 единиц в месяц. Миниатюрные подшипники с отверстиями 2,5…10 мм выпускаются в количестве до пяти миллионов в месяц. Производственная линейка также включает обычные и ультратонкие шарикоподшипники с фланцем, нержавеющие, полимерные и особые модели, ультратонкие подшипники.

Ключевые принципы Ezo:

• строжайший контроль изделий;
• постоянная модернизация производства;
• полная автоматизация всех техпроцессов.

Подшипники миниатюрные EZO сертифицированы по ISO9001, ISO14001 и используются в конструкциях приборов, часов, катушек для спиннингов, аудио и видеотехнике, компьютерных комплектующих, велосипедах, роликовых коньках, автомобилях, скейтбордах, бытовой технике, разнообразных счетчиках.

В качестве примера рассмотрим данные некоторых маленьких подшипников EZO.

Радиальный дюймовый нержавеющий шарикоподшипник SR 1-4ZZ оснащен парой металлических защитных шайб. Основные размеры 0,0781”x0,25”x0,1406” или в метрической системе 1,984х6,35х3,571 мм. Предельная динамическая нагрузка 284 Н, а наибольшие обороты 67000 1/мин для пластической и 80000 1/мин для жидкой смазки.

 

Миниатюрный метрический радиальный фланцевый шарикоподшипник F665ZZ с двумя защитными шайбами из металла предназначен для газовых счетчиков. При внутреннем диаметре 5 мм посадочный диаметр составляет 11 мм, а размер по фланцу 12,5 мм. Общая ширина 5 мм при ширине фланца 1 мм. Предельная скорость для пластической смазки 45000 и для жидкой – 50000 об/мин.

Открытый шарикоподшипник 692 при диаметре внутреннем 2 мм, наружном размере 6 мм имеет ширину 2,3 мм. Предельные обороты подшипника 90000 на жидкой смазке и 75000 на пластической смазке.

Выпуск подшипников компанией SKF начат в 1907 году. Компания все эти годы сохраняет лидирующие позиции в производстве опор, подшипников, уплотнений, разнообразной мехатроники.

В номенклатуре SKF представлены радиальные маленькие подшипники с внутренними размерами 3…10 мм.

Также поставляются радиальные шарикоподшипники внутренними размерами 3…9 мм, оснащенные одним либо двумя уплотнениями. Типы уплотнений:

• ZZ – бесконтактные металлические шайбы с каждой стороны;
• 2RS1– контактные уплотнения NRB со стальным армированием с обеих сторон;
• 2RSL – двухсторонние уплотнения контактные уменьшенного трения NRB армированные сталью листовой;
• 2RSH – пара контактных армированных уплотнений NRB;
• 2RZ – двухстороннее уплотнение пониженного трения из армированного NRB.

Маленькие подшипники радиальные из нержавеющей стали внутренними диаметрами 1…10 мм.

Миниатюрные нержавеющие подшипники также поставляются с уплотнениями 2Z, 2RS1.

Среди номенклатуры двухрядных самоустанавливающихся шарикоподшипников производства SKF можно выделить, попадающие под критерии миниатюрных, модели с внутренними размерами 5, 6, 7, 8, 9 мм.

Среди упорных однорядных шарикоподшипников выделяются миниатюрные модели с диаметрами внутренними 3…10 мм.

 

Гибридные миниатюрные подшипники с шариками из нитрида кремния обладают электроизолирующими свойствами, пониженным трением, улучшенными скоростными характеристиками. Они заполнены смазкой, не требующей дальнейшей замены.

 

Компания также поставляет миниатюрные линейные направляющие со сниженным трением и маленькие шариковые винтовые передачи.

Корпорация Schaeffler Group Германия включает двух немецких ведущих производителей подшипников FAG и INA. Основанная в 1883 изобретателем шлифовального станка для шариков подшипников Ф. Фишером компания FAG может считаться старейшей в отрасли. Она является одним из главных производителей шарико и роликоподшипников. Производство сосредоточено в двадцати пяти странах и на заводах работают восемнадцать тысяч человек. Основанная в 1946 компания INA занимает лидирующие позиции в производстве игольчатых и специальных подшипников, линейных направляющих.

Объединенный каталог FAG-INA содержит огромное количество позиций, включая маленькие подшипники. Прежде всего это открытые или уплотненные однорядные шарикоподшипники под валы диаметрами 3…9 мм.

Двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники с внутренними диаметрами 5, 6, 7, 8 мм относятся к миниатюрным. Они кроме радиальной компенсируют осевую нагрузку в обоих направлениях. Выпускаются модификации открытого или защищенного типов.

К категории миниатюрных относятся также сферические радиальные двухрядные шарикоподшипники с отверстиями внутреннего кольца 5, 6, 7, 8, 9 мм. Они оснащены мощным сепаратором из полиамида 66 с усилением стекловолокном (TVH). Основное преимущество таких опор – компенсация несоосности при сборке.

Игольчатые роликоподшипники без колец были созданы одним из основателей INA Георгом Шеффлером. Они представляют собой набор роликов, объединенных стальным либо пластмассовым сепаратором. Такая конструкция максимально уменьшает радиальные размеры, но требует высокой твердости и чистоты Rа0,2 поверхностей вала и отверстия. Сепаратор из армированного полиамида 66 обозначается TV.

К миниатюрным относятся игольчатые подшипники без колец с внутренними размерами 3…9 мм.

Игольчатые роликоподшипники с внешним штампованным кольцом выпускаются в обычном исполнении HK и полностью закрытые с одной стороны BK. При этом типоразмеры под валы диаметрами 2…9 мм подпадают под определение миниатюрных. Сепараторы подшипников стальные штампованные. Для моделей с полиамидным армированным сепаратором в конце обозначения указано дополнение TV.

В номенклатуре есть также миниатюрные подшипники игольчатые с массивным внешним кольцом и без внутренней обоймы.

Выпускаются маленькие подшипники игольчатые с внешней и внутренней обоймами под валы 5…9 мм.

Маленькие игольчатые подшипники без бортов под валы 5, 6, 7, 8 мм.

Среди игольчатых роликоподшипников без бортов с внешней и внутренней обоймами к миниатюрным относятся два первых типоразмера, имеющие отверстия 6 и 9 мм.

Интересным решением является комбинированный игольчатый ролиподшипник и упорный шарикоподшипник. Первый типоразмер модельного ряда под вал 7 мм относится к миниатюрным.

Компания NSK впервые выпустила подшипники в Японии в 1916. Производство подшипников компанией достигает 1,25 миллиарда штук за год. Современная производственная программа включает радиальные однорядные маленькие подшипники открытые, закрытые, с фланцем и миниатюрные игольчатые роликоподшипники.

Каталог NSK включает сверхмалые метрические и дюймовые шарикоподшипники диаметрами 1…9 мм.

Метрические маленькие подшипники диаметрами 1…4 мм выпускаются открытого типа и защищенные.

Для типоразмеров 5…9 мм доступны следующие исполнения:

• открытое;
• с шайбами защитными;
• бесконтактными уплотнениями;
• стойкими контактными уплотнениями.

Использование фланцевых миниатюрных подшипников значительно упрощает крепление и монтаж.

Для типоразмеров 1…4 мм доступны открытое исполнение и защита шайбами. Типоразмеры 5…9 мм оснащаются также контактными и бесконтактными уплотнениями.

К категории миниатюрных относятся также радиальные самоустанавливающиеся двухрядные шарикоподшипники размерами 5…9 мм. Они позволяют компенсировать перекос до четырех, семи градусов.

Компания Koyo основана в Японии в 1921 и в настоящее время входит в корпорацию JTEKT, являясь пятым производителем подшипников в мире. Производство сосредоточено на тридцати трех заводах. Для разнообразных подшипников Koyo характерно высочайшее качество. В производственной линейке компании представлены и миниатюрные подшипники разных типов.

Общий каталог Koyo включает малые шарикоподшипники для валов 1…9 мм следующих разновидностей:

• однорядные открытые;
• оснащенные защитой металлическими шайбами типа ZZ и ZZX;
• уплотнением контактным 2RS;
• облегченным уплотнением контактным 2RD;
• уплотнением бесконтактным;
• фланцевые открытые и с уплотнениями.

Специальные подшипники Koyo обычно включают типоразмеры от 4 до 40 мм. Соответственно модели с размерами под валы 4, 5, 6, 7, 8, 9 мм относятся к миниатюрным. К таким особым опорам можно отнести:

• высокотемпературную серию до 260 градусов однорядных стальных шарикоподшипников защищенных шайбами SE…ZZST PRB YS;

• высокотемпературную серию до 300 градусов однорядных шарикоподшипников с защитными шайбами SE…ZZST MSA7 YS;
• высокотемпературную серию до 800 градусов однорядных цельнокерамических шарикоподшипников без сепаратора NC…V;
• коррозионностойкие гибридные шарикоподшипники для рабочей температуры до 200 градусов серии 3NC…ZZMD4 FA;

• коррозионностойкие, немагнитные керамические подшипники с шариками и кольцами из нитрида кремния, фторуглеродным сепаратором серии NC…FA;

• немагнитные гибридные шарикоподшипники с шариками из нитрида кремния, фторуглеродным сепаратором и кольцами из немагнитной стали серии 3NC…YH4FA;

• высокоскоростные гибридные шарикоподшипники с полиамидным сепаратором и защитными шайбами серии 3NC…ZZFG;

• Миниатюрные подшипники 1…9 мм выпускает компания ZEN.

Помимо радиальных однорядных поставляются упорные миниатюрные подшипники размерами 2…9 мм.

Маленькие подшипники находят все большее применение в современной технике. Помимо основных производителей к их изготовлению подключается множество компаний из Китая и других стран. Информацию по размерам, условиям применения следует искать в фирменных каталогах.