Может ли глубокий шариковой подшипник поддерживать как радиальные, так и осевые нагрузки?

А Глубокий шарик Возможно, является наиболее распространенным и узнаваемым типом подшипника, который можно найти во всем, от небольших электродвигателей до промышленного механизма. Частый вопрос среди инженеров, дизайнеров и специалистов по техническому обслуживанию: может ли глубокий шариковой подшипник поддерживать как радиальные, так и осевые нагрузки? Короткий ответ - да, но с важными предостережениями и соображениями.

Понимание фундаментального дизайна

А defining feature of a deep groove ball bearing is its continuous, deep grooved raceways on both the inner and outer rings. This geometry allows the bearing to accommodate radial loads, axial loads, and combined loads simultaneously. The deep grooves enable the balls to maintain proper alignment and distribute stress effectively.

Поддержка радиальной нагрузки: это основная функция. Радиальные нагрузки действуют перпендикулярно оси вала (например, вес шкива). Глубокий дизайн Groove исключительно эффективен при обработке этих сил.
Поддержка осевой нагрузки: осевая (или тяга) нагрузки действуют параллельно оси вала (например, сила на вертолетном лезвии). Один шаровой подшипник с глубоким шариком может вместить осевые нагрузки в обоих направлениях. Эта возможность проистекает из глубоких гонок, которые «захватывают» шарики и не позволяют им выскользнуть под тягу.

Тем не менее, очень важно отметить, что способность подшипника с глубоким шариком на осевых нагрузках значительно ниже, чем у его радиальной нагрузки. Как правило, емкость осевой нагрузки стандартного подшипника глубокого шарика в Groove составляет приблизительно 25-35% его статической радиальной нагрузки (C0). Превышение этого предела резко снижает срок службы и может привести к катастрофическим сбоям.

Типы и вариации для повышения производительности

В то время как стандартный однорядный шариковой подшипник является универсальным, специфические вариации разработаны для оптимизации производительности для различных сценариев нагрузки:

Однорядный шариковой подшипник с одним рядом: самый распространенный тип. Он оптимизирован для радиальных нагрузок, но выполняет адекватно с умеренными комбинированными нагрузками. Это просто, требует минимального обслуживания и способно на высокие скорости.
Двух рядовой подшипник шарикового шарика: эта конструкция оснащена двумя рядами шариков, эффективно удваивая емкость радиальной нагрузки. Он также предлагает большую жесткость и может обрабатывать немного более высокие осевые нагрузки, чем однорядное подшипник того же диаметра отверстия, хотя он менее способен к высокоскоростной работе.
Подшипники заполнения слотов: эти подшипники имеют слот для заполнения в одном или обоих кольцах, что позволяет вставить больше шаров. Это увеличивает емкость радиальной нагрузки, но уменьшает способность осевой нагрузки и способность к скорости, так как слот заполнения нарушает плавную гоночную трассу.
Конструкции клетки: материал и дизайн клетки (или фиксатора) могут влиять на производительность. Прижатые стальные клетки являются общими и экономически эффективными, в то время как обработанные латунные или полимерные клетки обеспечивают более высокие скорости, более низкие трения и лучшие характеристики в экстремальных условиях.

Ключевые приложения, выделяющие емкость с двойной нагрузкой

А ability to handle combined loads makes the deep groove ball bearing a default choice in countless applications:

Электрические двигатели: вес ротора создает радиальную нагрузку, в то время как магнитные силы могут вызывать небольшие осевые нагрузки. Глубокий шарик для шарика на обоих концах управляет этими комбинированными силами эффективно.
Автомобильные компоненты: в таких компонентах, как генераторы, водяные насосы и шкивы на холостом холме трансмиссии, общие нагрузки являются обычными, а подшипники с глубокими шариками в Groove являются стандартным решением.
Промышленные коробки передач: они поддерживают валы, подверженные радиальным силам от зубчатых колес и потенциальных осевых сил от спиральных передач.
Домашние приборы: стиральные машины, сушилки и электроинструменты используют подшипники с глубоким шариком для управления сложными схемами нагрузки, генерируемыми во время работы.

Сравнение с другими типами подшипников

Понимание того, где подшипник глубокого шарика подходит относительно других вариантов, является ключом к правильному выбору.

против углового контактного шарика: в то время как подшипник с глубоким шариком канавки может обрабатывать некоторую осевую нагрузку, угловой подшипник контактного шарика специально предназначен для высоких осевых нагрузок. Его асимметричные гоночные трассы имеют определенный угол контакта (например, 15 °, 25 °, 40 °), что позволяет ему поддерживать гораздо более высокие нагрузки на тягу, часто в одном направлении. Они обычно используются парами.
против цилиндрических роликовых подшипников: эти Excel при обработке очень высоких радиальных нагрузок, но практически не имеют возможности поддерживать осевые нагрузки, если не фланкированы.
против конических подшипников ролика: чемпион для комбинированных нагрузок. Конические подшипники ролика предназначены для одновременного поддержания высоких радиальных и высоких осевых нагрузок, но, как правило, более сложные, большие и менее подходящие для очень высокоскоростных применений, чем подшипники с глубокими шариками.

Таким образом, подшипник с глубоким шариком Groove представляет собой превосходный компонент общего назначения, который обеспечивает превосходный баланс радиальной и ограниченной осевой нагрузки, высокоскоростной способности и низкого обслуживания.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Q1: Какова максимальная осевая нагрузка. Подшипник с глубоким шариком может обрабатывать?
A: Нет единого универсального значения, так как это зависит от размера, серии и внутреннего дизайна подшипника. В каталоге производителя перечислены статический коэффициент осевой нагрузки (Y0). Как правило, допустимая статическая осевая нагрузка не должна превышать приблизительно 25-35% основного уровня статической радиальной нагрузки (C0), чтобы обеспечить удовлетворительный срок службы.

Q2: Могу ли я использовать два подшипника с глубоким шариком для обработки более высоких осевых нагрузок?
A: Не эффективно. Два стандартных подшипника с глубоким шариком, установленные бок о бок, не могут быть предварительно загружены, чтобы создать определенный угол контакта, как пара угловых контактных подшипников. Для сценариев с высокой осевой нагрузкой рекомендуется тип подшипника, специально предназначенный для этой цели.

Q3: Как смазка влияет на способность осевой нагрузки?
A: Правильная смазка имеет решающее значение для всех условий нагрузки. Под осевыми нагрузками скользящее трение между шариками и направляющим фланцем гоночной трассы увеличивается. Неадекватная смазка может привести к увеличению износа, перегрева и преждевременному отказа, особенно при осевой нагрузке.

Q4: Подходят ли подшипники с глубоким шариком для шариков для высокоскоростных применений с осевыми нагрузками?
О: Да, подшипники с глубоким шариком являются одними из лучших вариантов для высокоскоростных применений. Однако по мере увеличения скорости центробежные силы на шариках также увеличиваются, что может снизить эффективную пропускную способность осевой нагрузки. Тщательный выбор типа клетки и смазки необходим для высокоскоростной работы.

Q5: Что произойдет, если превышен предел осевой нагрузки?
A: Чрезмерная осевая нагрузка приведет к тому, что шарики будут ездить высоко по плечу гоночной трассы, что приведет к увеличению трения, сильному генерации тепла, пластической деформации рас (Бринеллинг) и, в конечном счете, полным припадкам и отказа.

В заключение, подшипник с глубоким шариком Groove является удивительно универсальным компонентом, который надежно поддерживает комбинированные радиальные и осевые нагрузки в широком спектре механических систем. Его пригодность зависит от четкого понимания его ограничений, особенно в отношении пропускной способности осевой нагрузки и выбора правильного типа для конкретных требований применения. .