Что такое радиальная нагрузка на подшипник

Радиальная нагрузка

Радиальная нагрузка — сила действия на подшипник, направленная перпендикулярно оси его вращения.

Подшипники
- Подшипники ART
- Подшипники FBJ
- Подшипники KOYO
- Подшипники ГПЗ-10
- Подшипники качения
- Подшипники качения
- Подшипники скольжения
- Корпуса
- Корпусные подшипники
- Узел в сборе
- Stieber
- Другие производители
- HIWIN
- IKO, INA, SKF, BOSCH
- Комплект
- Жидкости для вакуумных насосов
- СОЖ
- Аэрозольные материалы EFELE
- Масла EFELE
- Оборудование для смазок EFELE
- Очистители EFELE
- Пасты EFELE
- Пластичные смазки EFELE
- Цианакрилатные составы EFELE
- Анаэробные фиксаторы-герметики EFELE (клеи)
- Жидкие уплотнители EFELE
- смазочные материалы других производителей
- Смазки OKS
- Манжеты армированные
- Сальники
- Уплотнения
- Втулки MFO
- Другие втулки
- Закрепительные втулки
- Стяжные
- Кольца
- Ролики
- Шарики
- Измерительный
- Ручной
- Съемники
ООО НСК Подшипник сервис
Подшипники и сопутствующие товары
Исползьзование материала на других ресурсах допускается только при указании ссылки на источник

Сайт построен на торговой системе Мультимаг
Карта сайта

+7 383 206 33 99
sales@nsk-ps.info

Нагрузка подшипников

В каждом механизме, машине, транспортном средстве, промышленном оборудовании есть вращающиеся, качающиеся, прямолинейно перемещающиеся валы и детали. Чтобы сделать своеобразную «развязку» между подвижными деталями и неподвижным корпусом механизма, обеспечивая при этом стабильное положение подвижных деталей относительно друг друга и корпуса, концы валов (шейки) устанавливают в отверстия специальных опор — подшипников. Сами подшипники перед этим размещают в посадочные отверстия корпуса.

В процессе взаимодействия деталей механизмов при передаче крутящего момента от входного вала к выходному одни детали (ведущие) оказывают силовые воздействия на другие, которые передаются на соответствующие подшипники. В зависимости от конструкции контактируемых деталей и передаваемых крутящих моментов силовые воздействия могут быть радиальными, осевыми или смешанными относительно оси вращения валов.

Ознакомимся с видами нагрузок подшипников более подробно.

Радиальные нагрузки подшипников

Радиальные нагрузки на подшипник — это силовые воздействия на подшипник, направленные перпендикулярно его оси.
- силы натяжения ремня шкива или цепи звездочки;
- воздействия кулачковых механизмов;
- контактных сил шестерен и зубчатых колес прямозубых и сдвоенных навстречу друг другу кососузубых (шевронных) передач;
- воздействия шатуна коленчатого вала;
- веса вращающегося ротора гироскопа или двигателя, барабана или емкости и т. д..
Радиальные нагрузки компенсируется радиальными подшипниками.

Осевые нагрузки подшипников

Осевые нагрузки — силы, действующие вдоль оси вала.

Вызываются осевым воздействием:
- червяка червячной пары;
- резца в алмазно-расточной шпиндельной головке;
- сверла, установленного в шпиндель сверлильного станка;
- веса поднимаемого груза подъемного устройства.
Комбинированные (смешанные) нагрузки подшипников

Комбинированные силы, это силы, действующие под каким то углом (не 0 или 90 град.) ко оси подшипника.

Появляются в подшипниках:
- собранных с предварительным натягом;
- установленных на валах червяков червячных пар;
- смонтированных на валах с коническими или косозубыми зубчатыми колесами;
- осей автотранспорта и многих др. случаях.
Радиально-упорные подшипники рассчитаны на воздействие комбинированных радиальных и осевых нагрузок.

Алгоритм расчета величин нагрузок на подшипники

Числовые значения и направления радиальных, комбинированных и осевых нагрузок на вал с подшипниками определяются расчетным методом исходя из:
- мощности (крутящего момента) на входном валу механизма;
- крутящего момента или тягового усилия на выходе механизма;
- числа промежуточных передаточных звеньев, их передаточных чисел и конструктивного исполнения.
Далее, рассматривая вал с подшипниками как балку на опорах с конкретными приложенными усилиями и местами их приложения при условии равновесия всех сил, рассчитываются значения нагрузок в самих подшипниках.

Расчетные числовые значения нагрузок на подшипники в дальнейшем используются для определения допустимых статической и динамической нагрузок и проверяют работоспособность подшипников в данных условиях. Работоспособность и долговечность подшипников определяется с помощью ГОСТ 18855 (ИСО 281). Рассчитывается они по ГОСТ 18855 или ГОСТ 18854 (ИСО 76).

Радиальная нагрузка на подшипник

В современных механизмах используется множество видов подшипников, рассчитанных на разную частоту вращения, условия эксплуатации и виды нагрузок. Осевые и радиальные силы – это факторы, действие которых рассматривают в первую очередь. От того, насколько эффективно деталь сопротивляется этим воздействиям, зависит надежность и функциональность узла вращения механизма. Мы рассмотрим, что такое радиальная нагрузка и как она действует на опоры вала.

Как действует радиальная нагрузка на опору?

Радиальной нагрузкой называют совокупность сил, действующих на подшипник перпендикулярно его осевой линии. Как определить радиальную нагрузку на опорную деталь с максимальной точностью? От того, насколько качественно рассчитан подшипник, зависит очень многое, в том числе срок службы механизма и безопасность его эксплуатации. В связи с этим выбор опорного узла считается ответственной задачей, которую должен выполнять квалифицированный специалист.

Расчет радиальной нагрузки учитывает несколько ее составляющих, среди которых наиболее значимыми являются:

• Масса вала;
• Масса оснастки на валу, например крыльчатки, стяжных гаек, обойм, фланцев и других элементов;
• Сила, связанная с действием на вал рабочей нагрузки, например жидкости, давящей на крыльчатку.

Также часто расчет учитывает и менее значимые факторы, например центробежные силы, воздействующие на опору из-за неполной статической уравновешенности оснастки. В зависимости от того, какой подшипник используется, радиальную нагрузку воспринимают разные элементы. В подшипнике качения восприятие происходит через шарики или ролики, передающие нагрузку на наружное кольцо и далее на опору, а в деталях скольжения – на вкладыши, изготовленные из специальных антифрикционных материалов. Большую роль в восприятии сил играет смазка, образующая тонкую и прочную пленку на поверхностях трения изделия.

Если рассматривать стойкость разных видов опор к радиальной нагрузке, то, вне всякого сомнения, лидирует подшипник роликовый. Если радиальная нагрузка шарикового подшипника передается на дорожки точечно, в месте соприкосновения шарика с поверхностью, по которой происходит его качение, то в роликовых опорах контакт происходит вдоль линии. Еще больший коэффициент нагрузки способны выдерживать игольчатые подшипники. Их ролики имеют значительную длину при небольшом диаметре и при достаточном количестве смазки в узле не вращаются под действием радиальных сил, а в совокупности образуют двигающийся вместе с валом элемент, эквивалентный вкладышу. Трение в таких подшипниках жидкостное, что снижает износ элементов и делает такие детали идеальным решением для максимально высоких радиальных нагрузок. Но собираясь использовать деталь с иглами, нужно не забывать, что как упорный элемент он абсолютно не подходит, так как не выдерживает осевых нагрузок.

Особенности использования опор для радиальных нагрузок

Выбирая между шариковыми и роликовыми моделями, нужно учесть, что шариковый подшипник всегда будет более скоростным, чем изделие с роликами. При этом в случаях, когда частота вращения особенно велика и нагрузки несут динамический характер, иногда лучше установить не роликовый узел и не шарикоподшипник, а опору скольжения. При правильном расчете и достаточном количестве смазки радиальная нагрузка на подшипник скольжения воспринимается не его частями, а слоем масла, который при достаточно больших скоростях вращения имеет отличную несущую способность.

Эффективность работы подшипника с радиальными силами, зависит не только от правильного выбора детали по типу и характеристикам, но и от соблюдения технологии монтажа. Не следует забывать, что радиальная нагрузка, действуя на опору, уменьшает натяг, существующий между рабочим валом и внутренним кольцом изделия или наружным кольцом и посадочным местом корпуса. Постепенно эта проблема усугубляется и со временем приводит к образованию зазора. Это чревато тем, что поверхность вала будет проскальзывать по внутреннему кольцу, вызывая повышение температуры и износ, называемый в таких случаях вывальцовыванием. Чтобы этого не произошло, необходимо учитывать при установке опоры то, что чем выше радиальная нагрузка и частота вращения, тем плотнее нужно выполнять посадку колец. Со стороны корпуса механизма некачественный монтаж также способен стать причиной перемещения наружного кольца в процессе работы и, как следствие, повреждение опорной части корпуса, вплоть до его полного разрушения.

Важнейшим условием эффективной и длительной работы любого подшипника, рассчитанного на радиальную нагрузку, является его качество. Известные производители подшипников, такие как SKF, NSK и FAG максимально серьезно подходят к своей работе и используют при производстве своих продуктов специальные стойкие к износу сплавы с минимальным коэффициентом температурного расширения и особые конструктивные решения.

Наша компания предлагает подшипники качения и скольжения разного типа и размера от самых авторитетных компаний, продукция которых высоко ценится на мировом рынке. В каталоге на нашем сайте вы можете быстро и точно подобрать опору для оборудования любого направления и, если нужно, сравнить ее параметры с аналогами от других известных брендов. Выбор подшипника для радиальных нагрузок – это ответственная и сложная задача, поэтому ее лучше доверить специалисту. Квалифицированные сотрудники нашего интернет-магазина готовы оказать помощь при выборе детали, в соответствии с вашими требованиями и бюджетом покупки.

Мы работаем на территории всей России и организуем доставку любых по объему партий подшипников в любой регион страны в максимально сжатые сроки. Все подшипники из нашего ассортимента – это оригинальная продукция с официальной гарантией от производителя, строго соответствующая международным стандартам и требованиям качества. Заказать подшипники на Prom-pod очень просто, так как наш сайт имеет дружелюбный интерфейс, а система оформления покупки максимально упрощена.

Типы нагрузок на подшипник

Величина и точное направление усилия являются основными характеристиками, которые оказывают прямое влияние на выбор определенного типоразмера подшипникового узла. Как правило, в условиях незначительных усилий и небольшого размера вала принято задействовать в работу шариковые модели, а для больших сил и огромных диаметров вала применяют роликовые узлы. Именно роликоподшипники могут работать в условиях внушительных нагрузок даже при равных одинаковых размерах с шарикоподшипниками. Это объясняется тем, что роликовые механизмы имеют необходимый запас жесткости конструкции.

Исключительно радиальная нагрузка подшипника характерна для игольчатых роликоподшипников, моделей с цилиндрическими роликами без бортов (независимо от используемого кольца), а также – для тороидальных видов. Все остальные типы радиальных механизмов могут функционировать во время восприятия осевых усилий.

Исключительно осевые силы характерны для таких упорных узлов:

• Однорядные упорные шарикоподшипники воспринимают осевые усилия в одностороннем направлении.
• Двойные упорные – в двухстороннем направлении.

Чтобы понять, как подобрать подшипник по нагрузке, важно обратить внимание на его конструктивные особенности. К примеру, радиально-упорные шарикоподшипники и роликоподшипники, укомплектованные коническими роликами, отлично работают при комбинированных силах.

Особенности осевой нагрузки на подшипниковый узел

Осевые нагрузки подшипников направлены параллельно к оси рабочего механизма. Именно от этого важного критерия напрямую зависит определенный тип сборочного узла и продолжительность его эксплуатации.

Потому при выборе подходящего узла мало учитывать величину усилий, нужно определить следующие параметры:

• вращательная скорость;
• физическое пространство в рабочем механизме, где будет располагаться устройство;
• возможность компенсировать несоосность вала и корпусной части.

Расчет нагрузки производится с учетом конкретного типа устройства. Во время подсчетов рекомендуется помнить о технических характеристиках тел качения и радиальной реакции.
Во время эксплуатации в сложных условиях и при длительном воздействии осевых усилий, рекомендуется выбирать роликоподшипники игольчатого и сферического типа. Если же речь идет о переменном усилии, тогда целесообразно задействовать в работу несколько цилиндрических или же сферических упорных роликовых узлов.

Особенности радиальной нагрузки

Радиальная нагрузка подшипника действует в перпендикулярном направлении по отношению к оси и направлена прямо в центр вала. Классификация подшипниковых узлов также зависит от величины усилий, однако самыми популярными моделями считаются радиально-упорные.
Качество работы механизма напрямую зависит от грамотно проведенных расчетов, направленных на выбор подходящей модели. Это способствует равномерному распределению радиальных сил, которые влияют на тела качения.

Комбинированный тип усилий

Комбинированные силы – это радиальные и осевые нагрузки, что оказывают одновременное влияние на подшипниковый узел. В таком случае часто применяют несколько радиально-упорных моделей. Во время их установки важно учитывать фиксированное расположение вала сразу в двух направлениях. Также, стоит помнить, что для шарикоподшипников рекомендуют, а для конических роликоподшипников требуют проведение регулировки.
Чтобы быстро подобрать подшипник по нагрузке онлайн, можно воспользоваться специальной таблицей, в которой представлено соответствие технических характеристик узла и условий эксплуатации.

Статические усилия подшипников

Статическая нагрузка играет важную роль в процессе выбора подходящего размера подшипникового узла. Это необходимо для дальнейшей эксплуатации модели с учетом негативного влияния остаточной деформации.
Показатели номинальной статической силы в стандарте ISO 76 определяются в качестве усилия, что вызывает контактное напряжение в центре контакта, где находятся самые нагруженные тела или дорожки качения.

Выделяют несколько величин контактных напряжений в зависимости от конкретной модели:

• 4600 МПа – это самоустанавливающиеся шарикоподшипники.
• 4200 МПа – все остальные типы шарикоподшипников.
• 4000 МПа – все остальные роликоподшипники.

Перечисленные напряжения способны оказывать прямое влияние на остаточную деформацию тел и дорожек качения, величина которой – около 0,0001 от диаметра тел качения. При этом отмечают активное восприятие исключительно радиальных усилий для радиальных узлов и центральные осевые – для упорных узлов.

Динамические усилия подшипников

Номинальная динамическая грузоподъемность необходима для определения номинального ресурса подшипниковых узлов, которые вращаются под воздействием огромных усилий. Представленный показатель определяется в виде усилия на рабочий механизм, что гарантирует номинальный ресурс в 1 000 000 оборотов (соответствует стандарту ISO 281). Принято считать, что данное усилие является регулярным по величине и направлению.

Динамическая нагрузка характерна для механизмов, изготовленных из хромистой подшипниковой стали, которые отличаются незначительными показателями твердости после процедуры закалки 58 HRC, и могут работать в обычных эксплуатационных условиях.

Динамические осевые силы равномерно распределяются между каждым компонентом рабочего узла и по всему участку дорожек качения. Во время проведения расчетов многие проектировщики обращают внимание именно на такие характеристики в случае, когда вал нагружается во время своего вращения.

Компании-производители учитывают особенности всех материалов, которые они используют для подшипниковых узлов. Ведь выбор определенной модели напрямую зависит от особенностей материала, что также влияет на усилия при эксплуатации – сложные, средние и легкие нагрузки.
Похожие публикации: