Как делают подшипники. Производство подшипников: как и из чего делают, описание технологии

В конструкции шарикоподшипника одним из основных элементов являются шарики. Именно благодаря высокому качеству исполнения этих элементов, точности размеров и обработки, обеспечивается безупречная работа шарикового подшипника. Технологический процесс, в результате которого изготавливаются шарики на подшипник — это достаточно сложный производственный цикл, который проводится в следующей последовательности:

Изготовление заготовки

Заготовка, имеющая неправильную форму, изготавливается из стальной проволоки диаметром несколько больше диаметра будущего шарика. Заготовки формируются на холодно-выставочном автомате либо стане поперечно-винтового проката. Обкатка до первоначальной формы осуществляется на станке для обработки шариков. Здесь заготовка зажимается между двумя дисковыми матрицами и начинается процесс обкатки до того момента, пока заготовка не получит правильную форму с некоторым допуском от точного размера.

Процесс обработки

Полученные после первого процесса шарики требуют обработки. Поэтому, прежде всего, выполняется грубая обработка посредством абразивного материала. Процесс обработки происходит в специальных барабанах. После грубой обработки шарики вновь подвергаются обкатке на станке для обработки шариков. На станке заготовки неоднократно прокатываются между планшайбами, которые имеют чугунные диски специального профиля. Далее проходит процедура термической обработки в специальных печах. В результате термической закалки шарики приобретают необходимый уровень твёрдости.

Процесс шлифовки

Шлифовка подшипниковых шариков — следующий шаг всего процесса. Здесь задача заключается в том, чтобы довести изделие до номинального размера с допуском не более десяти микрон. После процедуры закалки шарики направляются на шлифовальный станок, конструктивно аналогичный тем, что были отмечены выше по тексту. Разница состоит лишь в том, что шарикошлифовальный станок имеет канавки и диски, предназначенные для более точной обработки. На станке выполняется прокат шариков по рабочим желобам, причём в процессе прокатки осуществляется автоматическое перемешивание шариков. Прокатка выполняется многократно и по завершению процесса получают готовые к использованию шарики.

Завершающий цикл

Здесь подшипниковые шарики подвергаются тщательной промывке специальными средствами, проходят строгий контроль качества, сортируются по группам, упаковываются в транспортную тару и отправляются по месту назначения.

Подшипник представляет собой функциональный узел, который выполняет функцию поддержки и направления вращающегося вала и оси. Устройство предназначено для снижения трения между движущейся частью механизма, а также его неподвижными элементами.

Подшипники позволяют сбавить потери энергии, устранить нагрев и снизить износ деталей.

Ведущие производители

Среди известных мировых брендов специалисты особо выделяют следующих производителей:

• шведская промышленная группа SKF поставляет изделия в 130 стран мира;
• немецкий производитель FAG ;
• словацкий концерн Kinex
• французская компания SNR — считается крупнейшим поставщиком для Европы;
• японские компании NSK , NTN и Koyo ;
• американский концерн TIMKEN

Для изготовления качественных изделий обязательно четкое соблюдение технологических норм на всех этапах производства. Этому требованию обычно соответствуют только известные мировые бренды . Компания Укрзахідпостач поставляет подшипники исключительно от ведущих торговых марок, качество изделий которых проверено временем.

Особенности и этапы производства

Производство подшипников требует использования особых марок стали. Для колец и тел качения подбирается сталь, сделанная из железа, в то время как для сепаратора потребуются сплавы из тяжелых и легких металлов, таких как чугун, бронза, алюминий и латунь.

Сейчас разработано большое количество специализированных подшипников, каждый из которых имеет свои технологические цепочки производства. Независимо от этого все изделия в процессе изготовления проходят токарную обработку, обработку с помощью давления, термообработку, шлифовку, а также сборку.

Производство колец

Данные элементы изготавливаются по следующей схеме:

1. Из металлических труб и прутков подготавливаются заготовки по рассчитанному диаметру.
2. Вальцеванием и давлением происходит первоначальная обработка.
3. Проводятся токарные работы, направленные на нарезку отдельных колец и общую обработку поверхности.
4. Нагрев колец до 850ºС, затем быстрое охлаждение до 40ºС.
5. Отпуск деталей при температуре 170ºС.
6. Шлифовка торцевых, внутренних и внешних поверхностей, дорожек качения.
7. Финишная шлифовка дорожек качения до требуемых значений шероховатости.

Изготовление тел качения

Технологическая цепочка производства данных деталей имеет следующий вид:

1. С помощью специальной стальной проволоки определенного диаметра нарезаются исходные заготовки.
2. Детали сдавливаются специальным прессом для придания им шарообразной формы.
3. Производится окончательная обработка давлением, с помощью которой достигается припуск в 100 мкм.
4. Термическая обработка, по той же методике, что и для колец.
5. Шлифовка и полировка изделия.

Производство сепаратора

Для изготовления сепаратора потребуются другая технологическая цепочка:

1. Подготовка заготовки – стального листа.
2. Пробивка в листе отверстий, соответствующих телам качения.
3. Черновая и чистовая штамповка заготовки, направленная на придание ей необходимой формы.
4. Сверловка отверстий для заклепок.
5. Финишная обработка отверстий.

Сборка

Для сборки подшипника необходимо вставить внутреннее кольцо в наружное и уложить между ними тела качения. Далее в двух местах с помощью заклепок устанавливается сепаратор. Перед сдачей готовых изделий в продажу требуется обязательная проверка работоспособности, маркировка и смазка прдукта.

Узел вращения — это важная деталь, обеспечивающая движение при качении или линейном перемещении, она служит опорой или упором для подвижной конструкции. На территории РФ все больше строится заводов-производителей подшипников. Это становится прибыльным делом, так как такие детали применяются во всех отраслях народного хозяйства (тяжелая и легкая промышленность, корабле и автомобилестроение, сельское хозяйство).

Способы и этапы производства

Существует два основных типа: скольжение и качения. Мы рассмотрим изделия из стали, где элементами, облегчающими вращения, являются шарики. Это самый востребованный в настоящее время вид. Они подразделяются на радиальные и упорные. Разница заключается в том, что первые компенсируют нагрузки, направленные перпендикулярно валу, а вторые отвечают за осевое смещение.

Деталь состоит из внешней и внутренней обоймы, металлических элементов и устройства, обеспечивающего правильное их распределение по периметру. Для узлов, работающих в условиях повышенного загрязнения, с одной или с обеих сторон устанавливается шайба-пыльник. Она препятствует попаданию извне абразивных частиц и ограничивает пространство, в котором находится смазка.

Технология производства подшипников начинается с подготовки необходимого сорта стали. На завод поступает металл определенной марки в виде круглых прутков.

Первоначально рассмотрим вопрос изготовления обойм:

• . Круглый прокат нарезается автоматической линией по размерам, необходимым для данного типа.
• . Прессом в цилиндрической заготовке делается отверстие. В результате получается грубая шайба.
• . После этого следует процесс раскатки. При этом деталь приобретает параметры и форму, грубо похожее на конечное изделие.
• . Следующим этапом являются токарные работы. На станке с числовым программным управлением формируется внешняя и боковые поверхности, канавка, по которой будут двигаться элементы качения.
• . Далее, следует фаза придания заготовке необходимых физических качеств. В большинстве случаев это осуществляется методом закалки. Сначала происходит нагрев до 850 градусов, затем резкое охлаждение до температуры от 40 до 50 °С и отпуск. В специальной камере разогревают деталь до 170 и дают ей медленно остыть.
• . Доведение до необходимых размеров методом шлифовки. На станках в автоматическом режиме все параметры дорабатываются до точности, соответствующей ГОСТу.
• . Последний этап — это полировка всех поверхностей до класса четкости 0,06.

Общие сведения

Подшипники скольжения (ГОСТ 3189-89) представляют собой самый древний вид подобных деталей. Они применяются в качестве элемента вращающихся деталей для передачи поступательного движения. Это основная составляющая опоры вала, которая обеспечивает процесс его вращения в процессе скольжения цапфы по поверхности подшипника.

Представленная деталь воспринимает осевые и радиальные нагрузки, которые были приложены к валу. От качества этого элемента конструкции зависит правильная работа агрегата.

Существует существенная разница подшипников качения и скольжения. Первый из названных вариантов характеризуется наличием такой конструкции, которая обеспечивает распределение нагрузки между множеством элементов качения. Они заключены внутри корпуса. Подшипник скольжения же воспринимает нагрузку при возникновении скольжения. Но в обеих разновидностях деталей правильная работа может быть обеспечена только при наличии качественной смазки.

Рассматривая разницу подшипников качения и скольжения, стоит отметить, что стоимость их заметно отличается. Это объясняется степенью нагрузки, которую могут выдержать эти детали. Так, подшипник качения стоит дороже, так как он может работать при более высоких скоростях. Он обладает более совершенной конструкцией.

Подшипник скольжения стоит относительно недорого. При этом он применяется во многих отраслях человеческой деятельности. Такие разновидности конструкций применяют там, где использование подшипников качения невозможно или невыгодно:

• В изделиях, в которых валы работают в условиях повышенной вибрации и ударов. Например, это могут быть двигатели внутреннего сгорания, молоты, прокатные станы, прочее.
• В конструкции валов большого диаметра. Это может быть система гидротурбин, прокатных станов и т. д.
• В высокоскоростных агрегатах, например, центрифугах.
• В устройствах высокой точности, например, опоры механизмов телескопов, микроскопов, шпиндели станков и прочее.
• В бытовой технике, тихоходных машинах и механизмах, приборах, которые работают в воде или агрессивной среде.
• В устройствах с малым размером валов, например, в часах, хронометрах и т. д.

Материалы

Важным вопросом для производства является, из какой стали делают обоймы подшипников? Наиболее распространенный материал имеет марку:

• . ШХ15;
• . ШХ15СГ;
• . ШХ20СГ;
• . ШХ4.

Они отличаются содержанием технологических присадок. В состав входит магний, кремний, углерод, хром в размерах до 2 процентов и примеси серы, фосфора, никеля, меди в очень ограниченном количестве. Твердость приобретается методом термической обработки.

Для изделий, выдерживающих большие нагрузки, необходимо иметь прочную поверхность соприкосновения и пластичную середину. В этом случае используются стали марки:

• . 15Г1;
• . 18ХГТ;
• . 20Х2Н4А.

Плоскости подвергаются цементации. При этом достигается прочность от 59 до 66 HRCэ. Сердцевина остается более мягкой с показателем около 36. Производственный процесс немного отличается от предыдущего.

В промышленности требуются узлы для работы в агрессивных средах. Для производства в этом случае применяются стали марок 95Х18Ш и 110Х18МШД.

В литейных цехах, в агрегатах термической обработке, нужны продукты из термостойкого материала. В России используют 8Х4В9Ф2Ш и 8Х4М4В2Ф1Ш.

Материалы вкладышей

Рядом специфических качеств отличаются подшипники скольжения. Материалы подшипников скольжения должны удовлетворять ряд требований. Они должны:

• Быть износостойкими и характеризоваться высокой сопротивляемостью к заеданию при неправильной смазке. Особенно это заметно в период старта, разгона и торможения.
• Быть устойчивыми к хрупкому разрушению, которое может возникнуть из-за ударов. Также материалы должны быть наделены высокой сопротивляемостью усталости.
• Обладать низкий показатель трения.
• Иметь высоким значением теплопроводности.
• Характеризоваться низким коэффициентом расширения при повышении температуры.

Втулка – это сменная деталь подшипника скольжения. Она должна изготавливаться из прочных, высококачественных материалов. Именно вкладыши изнашиваются в конструкции быстрее всего. Они принимают на себя основные нагрузки. Если бы изнашивалась цапфа, ее замена и восстановление стоили бы на порядок дороже. Поэтому к ее качествам выдвигают повышенные требования.

Чем тверже поверхность цапфы, тем надежнее механизм. Поэтому эта часть подшипника обычно упрочняется или закаливается. Вкладыши же могут быть как металлическими, так и неметаллическими. В отдельную категорию выделяют металлокерамические втулки.

Металлические разновидности материалов – это бронза, баббиты, сплавы алюминия, цинка, специального антифрикционного чугуна. Выбор материала зависит от области применения подшипника, особенностей его эксплуатации.

Как делают шарики для подшипников на заводе, видео

Изготовление такого материала является высокоточным производством. Необходимо достичь определенных параметров, при которых трение будет сведено к минимуму. Обычно это является отдельной отраслью, которая обеспечивает элементами качения сборочные цеха. Следует учесть, что материалом становится не только сталь разных марок, но и керамика, Si3N4. Это совершенно иной промышленный цикл. Они применяются в узлах с большими скоростями вращения, потому что обладают меньшей массой, не подвержены деформации при высоких температурах, и пара (сталь, нитрид кремния) имеют лучшие показатели по скольжению.

Технология изготовления шариков для подшипников:

• . Берется пруток большего диаметра и нарезается цилиндрами необходимой длины.
• . В холодно-выставочном автомате придается форма шара с характерным пояском. Заготовка имеет размеры, немного превышающие требуемым. Поверхность обладает достаточно грубой конфигурацией.
• . Следующий этап — это обкатка между двумя вращающимися дисками. Будущий элемент качения приобретает почти идеальную форму с некоторым припуском.
• . Потом детали обрабатываются в шарошке. При помощи абразивных материалов с поверхности удаляются окалины и заусенцы.
• . Далее, происходит обкатывание между двумя чугунными планшайбами. При этом достигаются размеры, близкие к требуемым.
• . Пока мягкие элементы требуют придания твердости. Они подвергаются термической обработке или цементации. Это зависит от того, из какого металла делают .
• . Финишным этапом производства является шлифовка. Между двумя дисками непрерывно перекатываются заготовки, автоматически перемешиваясь. На выходе получается продукт, имеющий допуск 10 микрон. При необходимости точность можно поднять еще выше.
• . Завершающая фаза — промывка специальными растворителями, проверка качества автоматическим способом, при котором происходит выбраковка и сортировка по классу точности.
• . Изделие упаковывается и маркируется в соответствии с ГОСТом, и отправляется потребителям. Часть товара идет на изготовления узлов качения, а остальное реализуется, как готовый продукт.

Разновидности конструкций

Рассматривая классификацию подшипников скольжения, можно отметить, что они отличаются по разным признакам. В первую очередь различают представленные детали по конструкционным особенностям. Они могут быть разборными и неразборными. По области применения подшипники могут быть бытовыми и промышленными. Они отличаются размерами, принципом работы и установки.

Кроме того, представленные в продаже подшипники отличаются материалом корпуса и втулки. Как уже было сказано, отличается и смазочный состав внутри системы. Еще одной классификацией является различие деталей по принципу воспринимаемой нагрузки. В соответствии с этой характеристикой различают три основных типа подшипников скольжения:

• Упорные. Они воспринимают осевые силы, которые направлены параллельно оси цапфы. Такие конструкции часто называют подпятниками.
• Радиальные. Такие конструкции предназначены для работы в условиях радиальной нагрузки. На ось цапфы в этом случае действует перпендикулярная нагрузка.
• Радиально-упорные. Универсальный тип конструкции. Они воспринимают как осевые, так и радиальные нагрузки.

В зависимости от характеристик представленных приборов, определяется и их область применения.

Сырье, и как изготавливают шарики для подшипников: видео

Маленькая деталь для всего механизма является одной из самых сложных в технологическом смысле. Ведь добиться гладких, круглых шариков из металлического прутка с точными размерами до сотых долей микрона очень трудно, ведь лишний показатель может негативно сказаться на работе всего механизма. На заводах применяется специальная высококачественная сталь, регламентированная ГОСТом 3722-81:

• . Хромоуглеродлистая, типа ШХ15. Для показателей с более высокой твердостью используют на заказ ШХ4, ШХ20, 15 Г 1, 12Х18, 95Х18, 18ХГТ, 110Х18, 8Х4М4В2Ф1.
• . Молибденовая. Применяется для изготовления дроби охотничьего ружья и для шариков специального назначения. К основному компоненту добавляются в маленьких количествах медь, алюминий, латунь, полиамиды, полимеры и металлокерамика.
• . В последнее время используется новый сплав из синтетического материала — нитрид кремния. Из него выпускают изделия особого назначения, способные самоусиливаться.

Мы определили, из какой стали изготавливают подшипники. Стальные шары идут для производства узлов качения. Отдельно они используются в различных отраслях народного хозяйства. Также они незаменимы в сферах автомобильной, лакокрасочной, оборонной, цементной, кондитерской, химической и сельскохозяйственной промышленностях. Кроме этого, они могут выступать, как отдельные детали для дезодорантов и стержней пишущих ручек.

Эти устройства являются неотъемлемой частью в изготовлении колес и роликов для складской техники (гидравлические тележки, рохли), для запчастей и мебельной фурнитуры. В каталоге интернет-магазина «МПласт» можно найти необходимую деталь. Для этого надо войти на сайт и там найти требующееся изделие, а также определиться с ценой и формой оплаты.

В узлах, работающих в агрессивной среде, используются шары с высоким содержанием никеля. Из мягкого железа катают экологически чистую дробь (свинец наносит природе больше вреда, чем малоуглеродистая сталь) и омедненные, с диаметром 4,5 для пневматического оружия.

Следующим шагом в изготовлении стало создание элементов качения из керамики. Они нашли свое применение в экстремальных условиях эксплуатации (реактивные двигатели, шпиндели в металлообрабатывающих станках, автомобили Формулы 1.

АО «Завод Подшипников Скольжения», г. Тамбов

Акционерное общество «Завод подшипников скольжения» является крупнейшим производителем в СНГ биметаллической ленты в рулонах и отрезках, вкладышей подшипников скольжения коленчатого вала, упорных полуколец, втулок, поршневых пальцев для тракторных, комбайновых, судовых, тепловозных, автомобильных грузовых и легковых двигателей, промышленных компрессоров и насосов.

Биметалл для производства подшипников изготавливается с применением технологии и оборудования английской .

Биметалл состоит из стальной основы (сталь 08ПС) и антифрикционного сплава:

АО-20 (олово 20%, медь 1%, алюминий остальное)

АО-12 (олово 12%, медь 1%, алюминий остальное)

АО-6 (олово 6%, медь 1%, алюминий остальное)

АО10С2 (олово 10%, свинец 2%, алюминий остальное)

Бр.ОФ 6,5-0,15 (олово 6,5%, остальное медь)

Бр.ОЦС 4-4-2,5 (олово 4%, цинк 4%, свинец 2,5%, остальное медь)

Биметалл выпускается в рулонах и отрезках:

Ширина 60-190 мм

Толщина 1,2-15 мм

АО «Завод подшипников скольжения» единственный на пространстве СНГ производитель всех видов антифрикционных сплавов (алюминиевых, бронзовых) и биметаллов из них. В 2002 году было освоено производство сталебронзового биметалла, сталебронзовых вкладышей КАМАЗ, «ЯМЗ», производится из поставка на конвейер. АО «Завод подшипников скольжения» является поставщиком таких заводов как Московский завод автоагрегатов, Новосибирский НПО «Матем», многих предприятий оборонной промышленности.

Подшипники скольжения поставляются на конвейер Минского моторного (г. Ярославль), Волгоградского моторного (г. Барнаул), Владимирского и Челябинского тракторных заводов, Ульяновского моторного завода. Изготавливает вкладыши на все модели семейства ВАЗ, Москвич, ГАЗ, КАМАЗ, МАЗ, ЗИЛ и др.

АО «Завод подшипников скольжения» имеет высокотехнологичное гальваническое производство по нанесению на вкладыши высоконагруженных двигателей дополнительного рабочего покрытия (лицензии «Miba», «Blasberg»).

Полный технологический цикл от проектирования, изготовления биметалла и подшипников до испытания изделий дает возможность АО «Завод подшипников скольжения» изготавливать современные подшипники скольжения в следующем диапазоне:

Толщина 1,2-15,0 мм

Ширина 28-190 мм

Диаметр 20 — 300 мм

АО «Завод подшипников скольжения» освоил и предлагает новую продукцию — сталеалюминиевые вкладыши для ремонта тепловозных двигателей 5Д49 (Коломна), Д50 (Пенза), Д-67 (Чехословакия).

Данный вид продукции изготавливается по согласованной с ОАО РЖД документации (чертежи, ТУ на сплав, ТУ на биметалл, ТУ на вкладыши).

Начало 2009 года было отмечено успешным освоением и выходом в свет новой продукции собственного производства:

— поршни ГАЗ-52 и ПД-10;

— поршни ГАЗ-24/53 с антифрикционным покрытием МС 2000 на основе дисульфида молибдена.

Данное покрытие используется в узлах трения двигателя внутреннего сгорания при температуре 300 градусов, а именно на поршнях и вкладышах коленвала тепловозов, автомобилей и гусеничных машин. ТСП в парах трения улучшает приработку, снижает износ и потери на трение, повышает компрессию и КПД, увеличивает ресурс двигателя, а также снижает расход топлива.

АО «Завод подшипников скольжения» имеет станкостроительное и инструментальное производство, позволяющее изготавливать самое разнообразное оборудование и металлоконструкции, штампы и пресс-формы, режущий и мерительный инструмент, технологическую оснастку.

АО «Завод подшипников скольжения» располагает обширной сетью инженерной инфраструктуры:

— электроснабжения, теплоснабжения (собственная котельная);

— водоснабжения и канализации;

— очистительные сооружения;

— железнодорожные подъездные пути;

— складские помещения;

— транспортный цех;

Система менеджмента качества сертифицирована ГОСТ ИСО 9001-2001 РОСС RU.ИС46.К00064

Производство вкладышей к судовым двигателям освидетельствовано Инспекцией Российского Морского Регистра Судоходства.

АО «Завод подшипников скольжения» располагает богатым опытом и техническим потенциалом по разработке и изготовлению биметалла и подшипников скольжения для разнообразной техники.

При производстве вкладышей двигателя используется более 20 патентов, принадлежащих АО «Завод подшипников скольжения».

АО «Завод подшипников скольжения» заинтересовано в сотрудничестве. Готовы рассматривать взаимовыгодные совместные проекты.

Заводы

В России существуют больше двух десятков больших предприятий, выпускающих такую продукцию. Мы приведем несколько примеров:

• . ОАО «Московский подшипник». Специализируется на выпуске деталей для метростроя и железной дороги.
• . ОАО «ГПЗ-2» — старейший завод, работающий с 1916 года. Выпускает огромный перечень изделий небольшого размера от 4 до 6770 грамм. Поставляет продукцию в 50 стран.
• . Саратовский функционирует с 1941 г. Товаром для потребителей являются шарики.
• . Самарский «ЗПОН» производит роликовые механизмы разных видов (4000 наименований). Имеет производство оборудования, собственную научно-исследовательскую базу.
• . Томский «РОЛТОМ» ГПЗ-5. Выпускает механизмы с миниатюрными размерами диаметром от 2мм до больших — 22 см.
• . Екатеринбургский завод № 6 специализируется на выпуске сферических двухрядных товаров с повышенной радиальной нагрузкой.
• . Бакинский ГПЗ-7.
• . Харьковский №8. Диапазон производства изделий от 30 г до 45 кг.
• . Самарский завод номер 9 выпускает роликовые узлы качения.
• . ГПЗ-10 г. Ростова-на Дону работает с 1938 года и изготавливает детали для сельскохозяйственной техники, для перерабатывающего оборудования и металлургии.

На российский рынок поступает продукция с заводов разных стран. Наибольшей популярностью пользуются подшипники, сделанные:

• . В Китайской Народной Республике фирмой ААА. Она специализируется на изготовлении деталей для автомобилестроения.
• . А Индии на концерне ABC Bearings. Компания успешно работает более 50 лет и импортирует свою продукцию в многие страны мира.
• . В Словакии компанией AKE. Это новая марка не уступает по качеству знаменитым брендам. Каждый год увеличивается ассортимент выпускаемой продукции, которая по стоимости значительно ниже, чем у других импортных аналогов.

Виды

Эти механизмы можно разделить на группы по направлению нагрузки, по элементам, на которые опираются обоймы, по наличию или отсутствию вращающейся проставки и по материалу изготовления.

Из чего состоят, и как делают подшипники скольжения

Изделие бывает радиальным и опорным, с полным или частичным оборотом. В зависимости от условий эксплуатаций оно изготавливается в виде: внешней и внутренней обоймы (нижняя и верхняя), скользящей втулки (шайба), системы смазки (принудительная, естественная, воздушная).

Полированные поверхности, за счет смазочного материала или благодаря физическим свойствам прокладок, обеспечивают длительное легкое скольжение. Сырье для изготовления: сталь, чугун, бронза, фторопласт, баббит, алюминий, керамика. Подбираются пары с минимальным коэффициентом трения. Из какого металла изготовлена втулка подшипника, впрямую зависит, в каком обойме она будет вращаться.

Качения

Такие узлы делятся на радиальные, упорные и комплексные. Это определяет направление нагрузки. Первые подразделяются на три основных класса: шариковые, роликовые, игольчатые. Эти виды могут быть с ограничительными кольцами и без них, с одним или двумя пыльниками и полностью открытые.

Второй тип создается на основе шаровых элементов, цилиндрических и конусных роликов. Выпускаются разновидности полностью разборные. Третий — совмещает качества первого и второго по воспринимаемому усилию. Также бывают открытого и закрытого типа.

В зависимости от материалов для изготовления подшипников качения, существуют несколько подклассов:

• . стандартные (наиболее распространены);
• . предназначенные для повышенных нагрузок;
• . рассчитанные на экстремальные температуры;
• . устойчивые к агрессивным средам.

Для особых условий (сверхвысокие обороты вращения, сильный нагрев, необходимость эксплуатации в присутствии кислот и щелочей) применяются изделия из керамики, нитрида кремния, пластиков. Существуют модели, где скользящим слоем является газ или магнитное поле.

Конструкция

Как устроен подшипник скольжения? Основными элементами его конструкции являются корпус, в котором находится специальный вкладыш. Процесс их изготовления регламентирован ГОСТом.

Корпус подшипника скольжения может быть разъемным или цельным. В первом случае для соединения основания и крышки производится при помощи болтов, винтов или клиньев. Если же корпус цельный, он может быть цельнолитым или сварным. Выбор зависит от условий эксплуатации. Литые разновидности выдерживают большую нагрузку.

Так как на цельные корпусы действует поперечное усилие, для продления их срока эксплуатации крышка и основание снабжаются специальными координационными поверхностями.

Вкладыши подшипника скольжения могут иметь регулируемый и нерегулируемый зазор. Работу конструкции обеспечивают один или несколько клиньев масляного типа. В неразъемных подшипниках вкладыши изготовлены в виде втулок.

В современных агрегатах подшипники имеют сравнительно небольшую длину. Это позволяет понизить жесткость вала. Также требования к зазору в посадке стали не столь жесткими. Он может быть минимальным в коротком подшипнике. В этом случае не возникает опасности заклинивания, заедания подвижных частей конструкции при перекосе.

Рассматривая, как устроен подшипник скольжения, стоит отметить, что короткие разновидности конструкций имеют и некоторые недостатки. В них быстрее заканчивается смазка. Если ее вовремя не добавить, конструкция выйдет из строя. Но зато в них будут меньшие зазоры. В коротких подшипниках отвод тепла от трущихся поверхностей лучше. Если же длина большая, применяется самоустанавливающаяся конструкция. Она позволяет устранить перекосы при их появлении.

Устройство

Описать все многообразие не представляется возможным. Принципиально этот механизм состоит из внешней и внутренней опоры (их может заменить деталь корпуса), скользящей прокладки (смазка, сепаратор с элементами качения, втулка).

Самый распространенный вид сделан так:

• . две шайбы с канавками, имеющими необходимый радиус кривизны;
• . шарики, зафиксированные специальным приспособлением на одинаковом расстоянии друг от друга по всему периметру;
• . при движении обойм резко снижается трение.

Как собирают шариковые подшипники: видео

Процесс выглядит так:

• . Подготовленные соответствующим образом обоймы вкладываются одна в другую, соприкасаются в единой точке. В результате в стороне, противоположной контакту, образуется пространство, через которое можно ввести шарики.
• . Количество элементов качения при такой схеме ограничено. Следующим этапом является равномерное распределение их по периметру. При этом внутреннее кольцо автоматически центрируется относительно внешнего.
• . Снизу и сверху устанавливается специально изготовленные половинки сепаратора. Стандартный продукт делается из углеродистой стали. Но существуют разновидности, когда фиксация происходит за счет латунной или пластиковой детали. Последняя состоит из одной части и просто защелкивается.
• . На специальном автомате две половины удерживающего устройства соединяются заклепками, сделанными из металла, через заранее подготовленное отверстие.
• . Изделие промывается и смазывается (литолом, циатимом, графитом или консервирующим составом).
• . Устанавливаются защитные пыльники. Они могут быть металлическими, пластиковыми или композитными.
• . Далее, товар маркируется согласно ГОСТам, и упаковывается в коробки.

Сборка опорного изделия заключается в создании сепаратора, удерживающего элементы качения в определенных местах. Края устройства завальцовывают. В реализацию идет в виде трех деталей (верхняя и нижняя шайба, и сам узел).

Для высоких нагрузок необходимо создать больше точек соприкосновения. В классический механизм невозможно поместить дополнительные шарики. Тогда производители делают в дисках технологические выемки, через которые количество мест касания становится максимальным. В дальнейшем происходит классическая склепка сепаратора.

Одним из проверенных поставщиков является . Она реализует продукцию на основе подшипников, произведенных на территории России заводами с идеальной репутацией.

Сборка шариковых подшипников

Сборочный процесс шариковых подшипников частично автоматизирован, ряд операций выполняется на автоматических сборочных линиях. Сборка подшипников проводится в несколько этапов:

• Шарики в заранее рассчитанном количестве помещаются на дорожки качения внешнего кольца;
• Вставляется внутреннее кольцо;
• Внутреннее кольцо центрируется с опорой на шарики, при этом образованный сегмент окружности не должен превышать 180 градусов;
• Шарики размещаются посредством разгонки и закрепляются с помощью полусепараторов;
• Два полусепаратора соединяются точечным привариванием, склепыванием или загибом монтажных усиков.

Технология изготовления шариков подшипников

Шариковое производство включает следующие этапы:

1. Штамповка заготовок. Заготовки нарезаются из проволочного калиброванного бунта (прутка) и обрабатывается на холодновысадочном автомате или стане поперечно-винтовой прокатки. На выходе получается шарик, имеющий дефекты геометрии (кольцевые наплывы, центровой выступ).

2. Обдирка. Грубая абразивная обработка шариков в барабанах с абразивными чипсами, во время которой удаляются геометрические дефекты.

3. Обкатка. Производится при помощи дисковых матриц, представляющих собой нижнюю неподвижную и верхнюю вращающуюся планшайбы, оснащенные чугунными дисками специального профиля, в результате чего получаются полуфабрикаты с допуском +100 мкм от требуемого геометрического размера для последующих процессов шлифования и доводки.

4. Термообработка. Для производства шариков подшипников, в основном, используется сталь марки ШХ15 (подшипниковая сталь, 1,5% Cr, 0,95% С) — ГОСТ 3722. Термообработка производится в муфельных печах и включает нагрев, отжиг при 800єС и закалку в масле — ГОСТ 801-78. Шарики после термообработки имеют твердость 60-62 HRС.

5. Шлифовка. Производится до достижения размеров шарика с допуском +10 мкм от номинального. Используется оборудование, схожее с используемым на этапе обкатки, но более точное.

6. Доводка. Применяется при необходимости получения шариков более высокой точности.

По состоянию на 2016 год в процессе производства шариков подшипников на ЗАО «ВПЗ» отсутствует отдельный этап промывки готовых шариков подшипников. Весь процесс промывки заключается в использовании СОЖ (смазочно-охлаждающей жидкости) на этапах абразивной обработки шариков подшипников. Использование СОЖ необходимо для отвода тепла, так как в зонах контакта детали и оборудования температура достигает 1000°С; а так же абразива. От СОЖ зависит шероховатость и чистота поверхности готового изделия, так как загрязнение жидкости приводит к засаливанию шлифовального оборудования и, как результат, образование прижогов. Использование СОЖ производится в соответствии с ГОСТ Р 52237-2004. Для стали ШХ15 рекомендуется использовать СОЖ следующего состава: 0,2% — олеиновая кислота, 0,5% — триэтаноламин, 0,2% — нитрит натрия, 6% — сульфофрезол, 93,1% — вода.

Виды подшипников скольжения

Одним из факторов дающих возможность опорам скольжения эффективно конкурировать с шарикоподшипниками является конструктивное разнообразие, позволяющее успешно решать множество задач.

Их классификация включает следующие виды подшипников скольжения:

• по типу воспринимаемой нагрузки опоры для компенсации радиальных, осевых, комбинированных усилий;
• разъемные и неразъемные;
• в зависимости от типа движения для линейных перемещений или вращения;
• по типу трения с сухим, полусухим, полужидким, жидким, граничным, газовым трением;
• еще одна классификация, основанная на способе трения, выделяет гидростатические и гидродинамические, а также газостатические или газодинамические разновидности;
• по материалам металлические и из неметаллов;
• особые виды, например, сферические самоустанавливающиеся, самосмазывающиеся, сегментные.

Опоры радиальные обычно представляют собой антифрикционные втулки, зафиксированные в отдельных корпусах либо запрессованные в конструкционные элементы.

При выполнении корпуса из антифрикционного материала, например, серого чугуна он сам становится радиальной опорой. (Вариант б).

При использовании втулки с буртом мы получаем комбинированную опору, способную воспринимать кроме радиальных сил и небольшие осевые нагрузки. Бурт также упрощает монтаж втулки. На приведенном рисунке втулка 1 компенсирует нагрузку радиальную и осевое усилие, направленное вправо, со стороны вала 5. Фиксация втулки в корпусной детали 4 осуществляется винтом-гужоном 3. В зону канавки 2 подводится смазка.

Для компенсации больших осевых сил используются упорные подшипники.

Обычно подшипник скольжения упорный для вертикального вала называется подпятником. На иллюстрации показан упорно-сферический подпятник, воспринимающий вертикальную силу при перекосе вала.

Обычно используются неразъемные подшипники.

Нередко, например, для валов коленчатых возникает необходимость в разъемных подшипниках скольжения. Они позволяют значительно упростить сборку, а иногда являются единственным вариантом монтажа. Такая опора имеет разборный корпус. Основание и крышка корпуса стянуты гайками на шпильках. Вкладыш также состоит из двух половин. Подвод смазки производится через масленку, отверстие в крышке и каналы вкладыша.

Для компенсации перекоса вала используется сферический подшипник скольжения. Их выпускает, например, SKF. Шаровый подшипник скольжения допускает поворот втулки со сферической наружной поверхностью в соответствующем посадочном месте корпуса.

В сложных рычажных системах, шарнирных параллелограммах сложно добиться строгой параллельности расположения опор. В таких случаях часто используют шарнирный подшипник скольжения. Это разновидность сферического подшипника с соединением внешнего, внутреннего колец по сферической поверхности. Они выдерживают значительные радиальные и двухсторонние осевые усилия. В основном в них используется пара трения сталь – сталь со смазкой. Обычно применяется высокохромистая сталь типа ШХ с фосфатированием и нанесением дисульфида молибдена. Такое сочетание материалов отлично работает при больших нагрузках, выдерживает удары.

В пищевой индустрии, медицине и других условиях, где нежелательна смазка применяют пару трения с внутренним хромированным кольцом и покрытием контактной поверхности наружного кольца политетрафторэтиленом с усилением сеткой арматурной из сплава меди. Такие подшипники используют чаще в механизмах, реализующих повороты рычагов. Существуют стандартизованные серии шарнирных подшипников GE или ШС, ШЛ, ШП сталь-сталь, ШН сталь-металлофторопласт, ШЕ сталь-органоволокнит. Помимо материалов пар трения они различаются наличием и расположением точек подвода смазки, размещением канавок.

Технические условия на шарнирный подшипник скольжения приведены в ГОСТ 3635-78.