Когда в механизме нужно передать осевое вертикальное вращение или повороты при большой статической нагрузке, применяются упорные подшипники. Роль и распространение подшипников этого типа в различных отраслях остается неизменно значительной, несмотря на количественное преобладание радиальных и радиально-упорных моделей. Сейчас рассмотрим как выглядит упорный подшипник, где применяется, и как работает.
Главной особенностью конструкции упорного подшипника является поперечное расположение контактной поверхности, перпендикулярно поворотной оси. Поэтому чаще это разъемные кольца или съемное кольцо, а в случае моделей скольжения ― форма подпятника, опорного кольца, кольцевых сегментов, гребенок.
Производство отечественных шариковых упорных подшипников регламентировано согласно ГОСТ 7872-89. Изготовление упорных тонкостенных подшипников скольжения типа вкладышей, втулок, колец осуществляется из материалов согласно ГОСТ 28813-90.
Упорный подшипник: где применяется качение и скольжение
Как всегда, преимущества разных принципов работы подшипников качения и скольжения конструкторы используют максимально выгодно согласно назначению, нагрузкам и скорости вращения. Упорные подшипники качения устанавливаются для более скоростного и плавного хода, они менее требовательны к смазыванию.
На авто-мототранспорте упорные подшипники устанавливаются в подвеске в качестве опоры амортизаторной стойки (“опорные”) и на выжимном блоке сцепления (“выжимные”).
Еще небольшие упорные подшипники качения устанавливаются в поворотных столах станков, поворотных платформах конвейеров, в электрогенераторах, домкратах, применяются в роботизации, строительной и сельскохозяйственной технике.
При этом, одинарные упорные подшипники (с одним рядом качения) воспринимают повороты в одном направлении, а сдвоенные вращаются в обоих направлениях через независимое промежуточное кольцо.
Роликовые цилиндрические подшипники воспринимают более тяжелые нагрузки, чем шариковые, однако рассчитаны на более низкую скорость вращения, требуют больше смазки, создают более жесткий ход, при котором выделяют больше шума и тепла. Такие модели устанавливаются в центрифугах, мешалках пищевой и химической промышленности.
Роликовые конические упорные подшипники устанавливаются для более жесткого осевого центрирования в металлургическом оборудовании: обжимных станах, станах толстолистовой прокатки и станах горячей прокатки. Упорные роликоподшипники выдерживают значительные осевые нагрузки при средних и низких частотах вращения.
В отличие от конических, сферические (сфероконические) упорные подшипники сочетают высокую грузоподъемность, устойчивость к радиальной нагрузке и возможность компенсировать осевое отклонение, перекос вала на угол до нескольких градусов. По сути это упорно-радиальные модели, устойчивые к вибрации, они устанавливаются на высокие вертикальные поворотные опоры, шасси, применяются в мобильной подъемно-транспортной технике.
Упорные подшипники качения больших диаметров, а также опорно-поворотные устройства, работающие по тому же принципу, устанавливаются на поворотные механизмы манипуляторов, авто-, ж/д-, башенных кранов, ветрогенераторов.
Игольчатый упорный подшипник превосходит аналогичные модели качения по компактности поперечного сечения ― игловидные ролики малой высоты позволяют минимизировать пространство между поворотными частями (валами). Если дорожки качения могут быть выполнены на деталях вращения, то игольчатый подшипник без колец занимает места не более, чем упорное кольцо скольжения.
Упорные подшипники скольжения, “подпятники”, могут работать в жидкой среде и при сверхтяжелых нагрузках, в крупногабаритных механизмах. Они устанавливаются в насосах, на воздушных и водных суднах, в турбинах, гидрогенераторах. Помимо набора различных форм упорных подшипников скольжения, постоянно идет работа инженеров, металлургов, научных экспертов по подбору конструкционных и смазочных материалов.
Различные материалы и сплавы обеспечивают торцевым контактным поверхностям поворотных деталей подвижность в определенных условиях эксплуатации: при больших перепадах температур, сочетании радиальной и статической нагрузок, сверхтяжелых отягощениях, без смазки. Упорные подшипники скольжения применяются в промышленном оборудовании различных отраслей с гидравлическими, гидродинамическими, электромагнитными системами вращения.