Семейство подшипников качения, предназначенных для восприятия осевых нагрузок
Упорный шарикоподшипник
Упорный подшипник — это особый тип вращающегося подшипника . Как и другие подшипники, они постоянно вращаются между частями, но они предназначены для поддержки преимущественно осевой нагрузки. [1]
Упорные подшипники бывают нескольких видов.
Упорные шарикоподшипники , состоящие из шариков, закрепленных в кольце, могут использоваться в условиях низкой осевой нагрузки.
Цилиндрические упорные роликовые подшипники состоят из небольших цилиндрических роликов, расположенных плоско, с осями, направленными к оси подшипника. Они обеспечивают очень хорошую грузоподъемность и дешевы, но имеют тенденцию к износу из-за разницы в радиальной скорости и трении, которое выше, чем у шариковых подшипников.
Конические роликовые упорные подшипники состоят из небольших конических роликов, расположенных таким образом, что их оси сходятся в одной точке на оси подшипника. Длина ролика, диаметр широкого и узкого концов, а также угол роликов должны быть тщательно рассчитаны, чтобы обеспечить правильную конусность, чтобы каждый конец ролика плавно катился по поверхности подшипника без проскальзывания. Это тип, наиболее часто используемый в автомобильной промышленности (например, для поддержки колес автомобиля), где они используются парами для восприятия осевого давления в любом направлении, а также радиальных нагрузок. Они могут выдерживать большие осевые нагрузки, чем шариковые, из-за большей площади контакта, но их производство более затратно.
Упорный сферический роликовый подшипник
Сферические роликовые упорные подшипники используют асимметричные ролики сферической формы, катящиеся внутри шайбы с дорожкой качения сферической внутренней формы. Они могут воспринимать комбинированные радиальные и осевые нагрузки, а также компенсировать несоосность валов. Они часто используются вместе с радиальными сферическими роликовыми подшипниками . Сферические роликовые упорные подшипники обеспечивают самую высокую плотность грузоподъемности среди всех упорных подшипников. [2]
Жидкостные подшипники , в которых осевая нагрузка поддерживается тонким слоем жидкости под давлением, обеспечивают низкое сопротивление.
Упорный подшипник с гидродинамической пленкой Miba
Магнитные подшипники , где осевое усилие поддерживается магнитным полем. Это используется там, где требуются очень высокие скорости или очень низкое сопротивление, например, центрифуга типа Zippe .
Упорные подшипники обычно используются в автомобильной, морской [3] и аэрокосмической промышленности. Они также используются в захватах лопастей несущего и хвостового роторов радиоуправляемых вертолетов.
Упорные подшипники используются в автомобилях, поскольку в современных автомобильных коробках передач передние передачи оснащены косозубыми шестернями , которые, обеспечивая плавность хода и снижение шума, создают осевые силы, с которыми необходимо бороться.
Одним из видов упорного подшипника в автомобиле является выжимной подшипник сцепления, иногда называемый подшипником выключения сцепления . [4] [ необходимо разъяснение ] [5] [6]
Упорные подшипники с гидродинамической пленкой
Разобранный вид упорного подшипника типа Michell. Обратите внимание, что каждая секторная прокладка может поворачиваться на гребнях на нижней пластине.
Гидродинамические упорные подшипники были изобретены Альбертом Кингсбери , который открыл этот принцип в ходе исследований подшипников и смазки, начавшихся в 1888 году, будучи студентом. Его первый экспериментальный подшипник был испытан в 1904 году. Он подал заявку на патент в 1907 году, и он был выдан в 1910 году. [7] Первый подшипник Кингсбери в гидроэлектростанциях, одно из его основных применений, был установлен на электростанции Холтвуд в 1912 году. Он по-прежнему полностью используется и сегодня.
Упорные подшипники были независимо изобретены австралийским инженером Джорджем Мичеллом (произносится как Митчелл), который запатентовал свое изобретение в 1905 году.
Жидкостные упорные подшипники содержат ряд секторных подушек, расположенных по кругу вокруг вала, которые могут свободно вращаться. Они создают клиновидные области масла внутри подшипника между подушками и вращающимся диском, которые поддерживают приложенную тягу и исключают контакт металла с металлом.
Изобретение Кингсбери и Мичелла было в частности применено в упорном блоке на судах. Небольшой размер (одна десятая размера старых конструкций подшипников), низкое трение и длительный срок службы изобретения Кингсбери и Мичелла сделали возможным разработку более мощных двигателей и винтов. Они широко использовались на судах, построенных во время Первой мировой войны , и стали стандартным подшипником, используемым на турбинных валах на судах и электростанциях по всему миру. (См. также Michell/Kingsbury tilting-pad fluid bearings )
Сегодня упорные подшипники продолжают играть важную роль во вращающемся оборудовании, таком как расширители, насосы, газовые или паровые турбины или компрессоры. В дополнение к традиционным баббитовым подшипникам, которые использовались с начала 20-го века, стали использоваться новые материалы для упорных колодок. Например, бронза и медно-хромовый сплав обычно используются для улучшения производительности подшипников. [8]
^ "Почему упорные сферические роликовые подшипники SKF". SKF. Архивировано из оригинала 2016-06-02 . Получено 17 декабря 2013 .
^ Симмонс и Хендерсон (1990), стр. 344.
^ "Подшипники выключения сцепления/Продукция, связанная с трансмиссией (трансмиссии)/Автомобильный вторичный рынок/Сфера/Информация о продукте/Подшипники Koyo (JTEKT)". Опубликовано 15 августа 2022 г.
