Шаровый подшипник

Рассмотрим применение шаровой опоры в передней подвеске «Жигулей» классических моделей.

Пальцы с резьбовыми цапфами верхней (2) и нижней (10) опор запрессованы в поворотный кулак (1). Шаровые закреплены на рычагах, что фиксирует кулак в определённом положении.

Но, вследствие того, что шаровые опоры представляют собой сферические подшипники скольжения, кулак может поворачиваться вокруг оси, образованной пальцами (цапфами) шаровых опор, направленных навстречу друг другу. Пальцы опор имеют возможность менять угол наклона оси.


В результате поворотный кулак (вместе с колёсами) имеет как свободу вращения вокруг оси, определённой пальцами шаровых, так и возможность менять угол наклона относительно дорожного полотна, что необходимо для обеспечения угловых перемещений рычагов подвески.

Рисунок ниже показывает шаровую опору в разрезе:

На рисунке видно, что между корпусом опоры и рабочей сферой пальца залит специальный полимер. Он устраняет зазор между металлическими деталями, что увеличивает срок службы шарнира и делает его работу «мягкой», так как исключаются касания металлических поверхностей узла.

Шарнир, представляющий собой шаровый подшипник скольжения, защищён резиновым чехлом – чтобы предотвратить попадание грязи и воды и удерживать смазку, которая обязательно закладывается между чехлом и корпусом опоры. Повреждение чехла в несколько раз сокращает срок службы шарнира.

Шаровый наконечник

Шаровый наконечник рулевой тяги устроен практически так же, как шаровая опора. Но ранее его устройство не предполагало заливку зазора полимером между шаром и корпусом, поэтому рассмотрим, для расширения кругозора, наконечник «старого образца»

В наконечнике такого типа трение во время вращения/качания пальца осуществлялось между шаром и пластмассовым сухарём (4). Зазор, появляющийся между трущимися деталями, выбирался поджиманием пружиной (5) шара к сухарю, имеющему коническую форму. На некоторых моделях авто крышка (6) и корпус (3) имели резьбу, которая позволяла, в случае появления люфта, подтянуть крышку, чтобы сжавшаяся в результате пружина прижала шар к сухарю, устранив люфт в шарнире. Иногда в крышку вворачивались пресс-маслёнки для пополнения смазки, так как защитные чехлы (2) были зачастую невысокого качества.

Сейчас же рулевые наконечники практически повторяют конструкцию шаровых опор и заливаются полимером, имеющим высокие противозадирные качества, а задняя крышка прочно фиксируется на корпусе.

Во многих современных авто, где рулевым механизмом является зубчатая рейка, рулевые тяги также крепятся шаровыми шарнирами в корпусе, крепящемся к рейке.

Угловые шаровые наконечники нашли применение не только в автомобилях – они используются не только в машиностроении, но даже и в мебельном производстве и бытовой технике. Причем зачастую их применение не требует плотной посадки шара в корпусе.

Шарнир равных угловых скоростей

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) передаёт вращение от КПП на ведущие колёса. В отличие от шаровых подшипников скольжения, рассмотренных выше, он уже является подшипником качения. Рисунок представляет ШРУС Рцеппа, наиболее распространённый среди автомобилей:

Шарики ШРУСа, перемещаясь по дугообразным канавкам, обеспечивают не только изменение угла оси ШРУСа относительно оси приводного вала, передают крутящий момент на ступицы, а, следовательно, на ведущие колёса автомобиля.

Но существуют и другие шаровые соединения, используемые в приводах, например, кулачковый шарнир типа «Тракта»:

Такое соединение валов можно назвать шаровым подшипником скольжения.

Шарнир привода УРАЛ 4320 можно назвать комбинированным шаровым подшипником, передача крутящего момента и подвижность шарнира осуществляются как за счёт вставок, имеющих форму половинок цилиндра, так и за счёт вращения (качения) кольца:

То есть это одновременно подшипник качения и скольжения.

Сферические подшипники качения

Сферические подшипники качения применяются в машинах и механизмах, у которых валы или имеют постоянную несоосность, либо работа механизма предполагает частое смещение углов осей относительно друг друга.

Телами качения в таких подшипниках могут быть как шарики, так и ролики.

Наружное кольцо сферических подшипников имеет дугообразную форму, что позволяет внутреннему кольцу с телами качения изменять положение при изменении осевого положения вала.

Сферические подшипники, как правило, выпускаются двухрядными – во избежание перегрузок при большом повороте внутреннего кольца.

Кроме того, сферические подшипники рассчитаны более на радиальные нагрузки.

Выпуск двухрядных радиальных сферических шариковых подшипников регламентируется ГОСТ 28428-90.