При выборе подшипника решающую роль играет величина и направление нагрузки. Если вал имеет небольшой диаметр, а нагрузка на него не слишком велика, то обычно выбирают шариковый опорный узел, а если вал большой и сильно нагружен, то безальтернативным вариантом считается роликовый тип детали. Производители выпускают продукты, способные воспринимать исключительно радиальный вид нагрузки. В эту группу входят игольчатые подшипники и модели с роликами-цилиндрами, лишенные упорных бортов. Остальные типы могут в той или иной степени воспринимать как радиально, так и соосно направленные силы. Специализированный подшипник для осевых нагрузок называется упорным. Одинарные модели этого типа могут воспринимать одностороннюю нагрузку, а двойные – имеющую разнонаправленную ориентацию.
Как правильно выбрать подшипник для работы с осевой нагрузкой?
Если на опору будет воздействовать относительно небольшие осевые силы, то можно рекомендовать использование радиально-упорного подшипника. В этих деталях используются специально смещенные относительно плоскости подшипника дорожки, угол которых с осью обеспечивает необходимое перераспределение сил. Если давление, направленное вдоль оси вала имеет большое значение, то выбирают роликовые подшипники, тела качения в которых имеют коническую форму. Благодаря наклонным дорожкам качения, осевая нагрузка подшипника такого типа распределяется максимально эффективно и узел можно использовать при комбинированных воздействиях. Отдельно стоит отметить высокую грузоподъемность этой конструкции, которая возможна благодаря тому, что контакт нагруженного ролика и поверхности дорожки является не точечным, а линейным.
При выборе опорной детали всегда учитывают то, с каким типом осевого воздействия она будет работать. Обычно рассматривают два варианта: статическую и динамическую нагрузки. Статический тип воздействия всегда будет более щадящим для детали, так как при нем усилие воздействует равномерно и распределяется в одной зоне подшипника. Благодаря этому процесс подбора изделия потребителем значительно упрощается. Если осевая нагрузка на подшипник имеет динамический тип, то она распределяется между всеми его деталями. Выполняя расчет опоры вращающегося вала, нагружаемого в процессе работы, конструкторы обычно принимают нагрузку как динамическую. Также при выборе моделей для работы с осевыми силами необходимо учитывать такие факторы:
• Скорость вращения вала;
• Необходимость компенсации несоосности, возникающей между валом и корпусом;
• Особенности внутреннего объема механизма, влияющие на габариты опоры.
К выбору материалов для элементов опор валов нужно подходить особенно ответственно. Если осевые силы имеют статический тип, основной акцент при выборе материала в этом случае делается на его сопротивлению усталости. Когда действие динамическое, задача существенно усложняется и выбор требует сложных расчетов, учитывающих различные показатели системы.
Особенности расчета подшипников, работающих с осевой нагрузкой
Обычно осевая и радиальная нагрузка подшипника указывается производителем в маркировке изделия, поэтому у конечного потребителя нет необходимости выполнять его самостоятельно. Но при этом вовсе не лишним будет знать то, каким образом рассчитывается допустимая осевая нагрузка на упорный подшипник. В подсчетах конструктору важно не упустить такие детали, как значение радиальной реакции, которая воздействует на рабочий вал в той точке, где находится пересечение нормалей. Большое значение также имеют эквивалентное статическое и динамическое воздействие. Независимо от того, какое из этих воздействий преобладает, в расчетах будут фигурировать коэффициенты, описывающие осевую и радиальную нагрузку на работающий подшипник.
Расчет радиально-упорного подшипника, на который воздействует осевая нагрузка, делается с учетом радиальной силы, а точнее ее осевой составляющей. Тип элементов подшипника влияет на формулу расчета и об этом нужно помнить в первую очередь. Подшипник с минимальным или нулевым зазором рассчитывают по формуле:
S=eFr
Здесь коэффициент е описывает нагруженность изделия в осевом направлении. Эта цифра зависит от того, какой угол контакта присутствует в опорной детали. Чем выше значение этого коэффициента, тем большую осевую силу способен выдержать упорно-радиальный подшипник. Если рассчитывается роликовый подшипник с коническими телами качения, то формула будет иметь несколько иной вид:
S=0,83eFr
Величина S, указанная компанией выпустившей подшипник, должна соответствовать цифре, которую приводит в технической документации к механизму его производитель. Если речь идет о индивидуально разрабатываемом узле, то осевая сила и характеристики подшипника должны определяться квалифицированными конструкторами из профильной организации. Расчет опор для осевых и комбинированных нагрузок – это сложная работа, в которой нет мелочей и приблизительности. От точности вычислений зависит не только срок службы детали, но и работоспособность всего механизма, а также безопасность персонала, занимающегося его эксплуатацией.
Если вы ищете подшипник для осевых нагрузок, то наша компания готова предложить вам большой выбор моделей от самых известных мировых брендов. У нас есть детали всех видов и типоразмеров, предназначенные для применения в разных областях человеческой деятельности. Квалифицированные специалисты нашей фирмы не только расскажут о характеристиках тех или иных продуктов, но и помогут сделать правильный выбор узла, в соответствии с вашими техническими требованиями и условиями эксплуатации механизма. Все представленная у нас продукция сертифицирована в соответствии с мировыми стандартами и имеет официальную гарантию от производителя. Компания готова выполнить доставку продукции в любой регион страны в самые сжатые сроки.