Осевой подшипник и упорный подшипник: в чем разница

Осевые подшипники и упорные подшипники являются важными компонентами в механических системах, играя важную роль в поддержке нагрузок и обеспечении плавного вращения. В этой статье представлено всестороннее сравнение этих двух типов подшипников, подчеркивающее их различия и области применения.

Что такое осевой подшипник?

Осевой подшипник, также известный как упорный подшипник, представляет собой тип вращающегося подшипника, предназначенного для восприятия осевых нагрузок, которые представляют собой силы, действующие параллельно оси вала.

Эти подшипники обычно используются в устройствах, где основная нагрузка носит осевой характер, например, в электродвигателях, автомобильных трансмиссиях и промышленном оборудовании.

Осевые подшипники выпускаются в различных исполнениях, включая шариковые упорные подшипники, цилиндрические роликовые упорные подшипники и конические роликовые упорные подшипники.

Что такое упорный подшипник?

Упорные подшипники — это особый тип осевых подшипников, предназначенный для восприятия осевых нагрузок, то есть сил, действующих в осевом направлении вала.

Они используются в устройствах, где основной нагрузкой является осевая сила, например, в судовых двигательных установках, ветряных турбинах и гидроэлектрогенераторах.

Упорные подшипники доступны в нескольких исполнениях, включая сферические роликоподшипники, цилиндрические роликоподшипники и конические роликоподшипники.

Основные различия между радиальными и упорными подшипниками

Направление нагрузки

Радиальные подшипники: Радиальные подшипники предназначены для восприятия радиальных нагрузок, которые представляют собой силы, действующие перпендикулярно оси вала.

Упорные подшипники: Упорные подшипники предназначены для восприятия осевых нагрузок, которые представляют собой силы, действующие параллельно оси вала.

Скоростные возможности

Радиальные подшипники: Радиальные подшипники, как правило, способны работать на более высоких скоростях по сравнению с упорными подшипниками. Это обусловлено их конструкцией, которая обеспечивает лучшее рассеивание тепла и меньшее трение.

Упорные подшипники: Упорные подшипники обычно используются в низкоскоростных приложениях из-за большей площади контакта и более высокого трения.

Грузоподъемность

Радиальные подшипники: Радиальные подшипники, хотя и способны выдерживать значительные нагрузки, имеют меньшую площадь контакта и, следовательно, меньшую грузоподъемность.

Упорные подшипники: Упорные подшипники обычно имеют более высокую грузоподъемность по сравнению с радиальными подшипниками аналогичного размера. Это связано с тем, что у упорных подшипников большая площадь контакта между телами качения и дорожками качения, что позволяет им эффективнее распределять нагрузку.

Конструкция и внутренняя геометрия

Радиальные подшипники: Радиальные подшипники обычно имеют тела качения, расположенные по кругу вокруг вала, при этом нагрузка воспринимается телами качения, а также наружными и внутренними кольцами.

Упорные подшипники: Упорные подшипники имеют тела качения, расположенные в плоской конфигурации, при этом нагрузка воспринимается телами качения и упорными пластинами или шайбами.

Допуск на несоосность

Радиальные подшипники: Радиальные подшипники обычно имеют более высокий допуск на несоосность по сравнению с упорными подшипниками. Это связано с тем, что радиальные подшипники допускают некоторую угловую несоосность между валом и корпусом благодаря круговому расположению тел качения.

Упорные подшипники: Упорные подшипники, будучи плоскими по своей природе, имеют меньший допуск на несоосность и требуют более точной центровки во время установки и эксплуатации.

Выбор между радиальными и упорными подшипниками

Соответствие типа подшипника применяемым нагрузкам

Если основная нагрузка радиальная, следует использовать радиальный подшипник. Если основная нагрузка осевая или упорная, то правильным выбором будет упорный подшипник.

В условиях комбинированных нагрузок может подойти тип подшипника, способный воспринимать как радиальные, так и осевые нагрузки, например, радиально-упорный шарикоподшипник или конический роликоподшипник.

Учитывайте скорость, величину и направление нагрузки, ограничения пространства

Радиальные подшипники, как правило, лучше подходят для высокоскоростных применений, в то время как упорные подшипники больше подходят для сценариев с низкой скоростью и высокой нагрузкой. Доступное пространство в системе также может диктовать тип подшипника, поскольку некоторые конструкции подшипников более компактны, чем другие.

Сочетание радиальных и упорных подшипников для некоторых применений

В некоторых случаях может потребоваться использовать как радиальные, так и упорные подшипники в одном приложении. Это распространено в системах, где вал испытывает значительные радиальные и осевые нагрузки одновременно, например, в автомобильных трансмиссиях и промышленных редукторах. Используя отдельные радиальные и упорные подшипники, каждый подшипник можно оптимизировать для своего конкретного типа нагрузки, что гарантирует оптимальную производительность и долговечность.

Заключение

Понимание различий между осевыми и упорными подшипниками имеет важное значение для выбора подходящего типа подшипника для конкретного применения. Принимая во внимание такие факторы, как направление нагрузки, скорость, величина нагрузки и ограничения пространства, инженеры и проектировщики могут принимать обоснованные решения при выборе подшипников для механических систем.