Принцип конструкции колесных подшипников не менее стар, чем принцип самого колеса. Со времен первого колеса стоял вопрос – как обеспечить его свободное вращение и защитить от разрушительного воздействия износа в процессе движения под нагрузкой. В этой статье мы рассмотрим основные виды подшипников, отдельные их компоненты и различия между подшипниками «колесным» и «ступичным». Но независимо от формы и типа подшипника все они выполняют единую цель, а их главным компонентом являются ролики, цилиндры и шарики.
Основные виды подшипников и их назначение
Шариковые подшипники
Одни из наиболее распространенных типы подшипников в которых используются сферические тела качения – шарики. Широко применяются в автомобилестроении, электродвигателях, бытовой технике и т. д. Впервые массовую обработку шаров и, соответственно, возможность массового производства данного вида подшипников предложила компания FAG.
Благодаря сферической форме тел качения возможно их вращение в любом направлении. Многие из видов шариковых подшипников способны воспринимать и радиальные нагрузки, с приложение веса сверху, и осевые, в сторону силы. Тем не менее, все виды шариковых подшипников характеризуются малой площадью контакта, которая напрямую зависит от размера шариков. Поэтому они применяются преимущественно в тех узлах машин и оборудования, на которые не приходятся большие нагрузки, отсутствует сильное давление и ударные воздействия. Использование шариковых подшипников для узлов, рассчитанных на большие нагрузки требует увеличение диаметра сферического тела, соответственно увеличивается и конструктивный размер изделия.
Цилиндрические роликовые подшипники
В данном типе подшипников тела качения имеют цилиндрическую форму, что позволяет равномерно распределять радиальную нагрузку по широкому пятну контакта. Благодаря этому они оптимально подходят для некоторых тяжелых условий эксплуатации. Изобретателем одним из наиболее широко используемых типов – игольчатых роликовых подшипников, является компания INA.
Увеличенное пятно контакта обеспечивает стойкость к радиальным, но уменьшает стойкость к осевым силам. Поэтому у данного вида подшипников и их назначения нет возможности использования в узлах подвергаемых большим осевым нагрузкам. Широко применяется в подшипниковых узлах с малым диаметром вала, труднодоступных местах, например, коробках передач.
Роликовые конические подшипники
Тела качения данного типа подшипников представляют собой ролики конической формы. Благодаря этому значительно повышается стойкость к радиальной или осевой нагрузкам, а также к высоким ударным воздействиям. Наиболее часто назначением подшипников данного типа является монтаж внутри ступицы колеса. Распространенным конструктивным решением является совместное расположение двух конических подшипников в одном узле с зеркальным расположением конических роликов.
Конструкция и элементы подшипников
Основой классификации подшипников является форма тела качения, но существенная разнится и конструкция других элементов.
Обойма
Металлическое кольцо с высокоточной, прецизионной обработкой наружной и внутренней поверхностей. Конструктивные внутренние элементы подшипника окружены обоймой, которая и обеспечивает вращение. Часто роль наружной обоймы играет корпус или ступица, где имеются соответствующие проточки под тела качения. В этом случае подшипник, чаще всего, меняется вместе со всем узлом.
Нередко применяются составные подшипники, которые состоят из внутренней обоймы и сепаратора со сферическими телами качения, сальника и наружной обоймы. В этом возможна замена подшипника без наружной обоймы запрессованной в ступицу. При этом следует принять во внимание, что использование старой обоймы не всегда целесообразно и может повлечь уменьшение ресурса работы нового подшипника. Далеко не все дефекты заметны при осмотре, а преждевременный выход из строя обоймы влечет за собой выход из строя всего узла.
Сепаратор
Данный элемент подшипника представляет собой обойму перфорированную по форме и размеру тел качения, которые устанавливает классификация подшипников – сферических, цилиндрических или конических. Это своего рода ячейки представляющие собой внутреннюю поверхность, в которой вращается подшипник. Сепараторы являются основной частью подшипника и, как правило, отдельно не поставляются.
Сальник
Представляет собой кольцо из закаленной резины. Второе название – пыльник, хотя его основное назначение не только защита от пыли, а и препятствие вытеканию смазки и попаданию воды. Уплотнения всегда изнашиваются в процессе эксплуатации подшипника и должны быть заменены при ремонте и замене подшипника. Рекомендуется при отсутствии уплотнений в узлах машин и оборудования установить их отдельно или заменить.
Ступица колеса
Литой или кованный элемент, к которому крепится автомобильное колесо. Как правило, подшипники колес находятся внутри ступицы и обеспечивают свободное их вращение вокруг оси. В зависимости от вида подшипников и их назначения могут называться ступичными или ступицей в сборе (ступица-подшипник). Поставляются они, чаще всего, в сборе со ступицей, что позволяет производить замену без помощи пресса, исключая неправильный монтаж.
Смазка
Высококачественная синтетическая или минеральная смазка, предназначенная для уменьшения трения и износа поверхностей изделия у любого вида подшипника. В отличие от трансмиссионных и моторных масел, смазка используемая в подшипникам характеризуется высокой стойкостью к температуре, сохраняет кинетическую вязкость при перегреве. Однако сильные значения вязкости не позволяют использовать данные типы смазок в изделиях с малыми зазорами.
Обязательным требованием при выполнении ремонтных работ, независимо от видов подшипников и их классификации, является использование чистых смазывающих материалов. Запрещается хранить открытую смазку на открытом воздухе в течение длительного времени по причине накопления содержащейся в воздухе пыли. Помните – пыль в составе смазки увеличивает износ подшипника.
Колесные и ступичные подшипники – в чем разница
Если взять конструкцию легковых авто, то виды подшипников и их классификация определяются типом привода – передним, задним или полным, а также тем, является ли колесо ведущим. Вот некоторые основные правила автомобильной классификации:
- Подшипники применяемые на приводных колесах, независимо от того в передне- или заднеприводным является автомобиль, называются «ступичными». Причина в том, что назначение подшипника – находиться на ступице с валом который и вращает ось внутри подшипника.
- Подшипники, устанавливаемые на не приводные оси, называются «колесными» так как они размещаются между ступицей колеса и валом большого рычага.
- Автомобили с полным приводом оснащены ступичными подшипниками на каждом из колес.
В целом же, термины «колесный» и «ступичный» идентичны и подразумевают одно и тоже изделие, что необходимо учитывать рассматривая виды подшипников и их классификацию.