В чем разница между радиальными шарикоподшипниками и обычными подшипниками?

Радиальные шарикоподшипники имеют более глубокие и более точно сформированные канавки дорожек качения, чем стандартные шарикоподшипники с мелкими канавками или другие обычные шарикоподшипники , что позволяет им одновременно воспринимать как радиальные, так и осевые нагрузки, достигать более высоких скоростей, работать тише и обеспечивать более длительный срок службы в гораздо более широком диапазоне применений. Термин «обычный подшипник» обычно относится к однорядным шарикоподшипникам с мелкими канавками или цилиндрическим роликоподшипникам, которые оптимизированы только для одного типа нагрузки — обычно радиальной — с ограниченной осевой нагрузкой.

Структурные различия: что делает канавку «глубокой»

Определяющим геометрическим отличием между радиальными шарикоподшипниками и обычными шарикоподшипниками является глубина и кривизна дорожек качения, обработанных на внутреннем и наружном кольцах:

• Радиальный шарикоподшипник: Радиус канавки дорожки качения обычно составляет 51–53% диаметра шара - точное соответствие, которое создает большую площадь контакта и позволяет стенкам дорожек качения одновременно выдерживать как радиальные силы (перпендикулярно валу), так и осевые силы (вдоль оси вала).
• Обычный/мелкий шарикоподшипник: Глубина канавки уменьшена, чтобы облегчить установку шарика во время сборки; это упрощение снижает допустимую осевую нагрузку почти до нуля и концентрирует контактное напряжение, ограничивая скорость и номинальную нагрузку.
• Цилиндрический роликоподшипник (еще один «обычный» тип): Вместо шариков используются ролики, обеспечивающие высокую радиальную грузоподъемность, но практически нулевую осевую нагрузку и работу на более низких максимальных скоростях из-за трения конца ролика о фланце.

Сравнение грузоподъемности

Грузоподъёмность — это то, где наиболее ярко демонстрируются практические преимущества радиальных шарикоподшипников перед обычными подшипниками:

Для стандартного радиального шарикоподшипника 6205 (диаметр диаметром 25 мм) номинальная динамическая радиальная нагрузка (C) примерно равна 14,8 кН с осевой нагрузкой до 30–40% радиального номинала — придавая ему настоящую многонаправленную способность благодаря одному подшипниковому узлу.

Скорость работы: подшипники с глубокими канавками работают быстрее

Низкое трение радиальные шарикоподшипники , возникающий в результате точечного контакта между шариками и дорожками качения, позволяет им достигать очень высоких скоростей вращения. Предельная скорость для радиального шарикоподшипника 6205 со смазкой консистентной смазкой обычно составляет 12 000–15 000 об/мин. , а при масляной смазке эта же величина достигает 16 000–18 000 об/мин.

Для сравнения, цилиндрический роликоподшипник аналогичного размера обычно ограничен 8000–10000 об/мин из-за повышенного трения тел качения. Это преимущество в скорости делает радиальные шарикоподшипники предпочтительным выбором для электродвигателей, шпинделей, турбин и другого высокоскоростного вращающегося оборудования.

Шум и вибрация: почему в потребительских товарах предпочтительнее использовать радиальные подшипники

Радиальные шарикоподшипники, особенно изготовленные с более высокими классами точности (P5 или P4 по ISO 492), производят значительно меньший уровень шума, чем обычные подшипники, благодаря более жестким геометрическим допускам на телах качения и дорожках качения. Это делает их стандартным выбором для применений, где низкий уровень акустической эмиссии имеет решающее значение:

• Электродвигатели в бытовой технике (стиральные машины, вентиляторы, электроинструменты), где шум подшипников определяет воспринимаемое качество продукции.
• Жесткие диски и прецизионные инструменты, вибрация которых приводит к ошибкам данных или неточности измерений.
• Медицинское оборудование, такое как системы визуализации, вибрация которого влияет на точность диагностики.

Варианты уплотнений и преимущества обслуживания

Радиальные шарикоподшипники широко доступны со встроенными опциями уплотнения и защиты, которые редко предлагаются обычными типами подшипников:

• Открыто (без печати, суффикс: нет): Требует внешней смазки; используется, когда планируется повторная смазка во время обслуживания
• Одинарный или двойной экранированный (суффикс: Z или ZZ): Металлические экраны исключают крупные частицы; допускает некоторое вытекание смазки; используется в средах с умеренным загрязнением
• Одинарное или двойное уплотнение (суффикс: RS или 2RS): Контактные уплотнения из резины или ПТФЭ обеспечивают полную защиту от проникновения пыли и влаги; подшипник заполнен смазкой на весь срок службы и требует без повторной смазки на протяжении всего срока службы

Наличие предварительно смазанных и герметичных вариантов делает радиальные шарикоподшипники не требующим технического обслуживания решением в труднодоступных местах — преимущество, которое обычные открытые подшипники без встроенного уплотнения не могут предложить без добавления отдельных внешних уплотнительных устройств.

Когда выбирать каждый тип

• Выбирайте радиальный шарикоподшипник когда присутствуют комбинированные радиальные и осевые нагрузки, требуются высокие скорости, низкий уровень шума является приоритетом или когда необходим необслуживаемый герметичный узел
• Выберите цилиндрический роликоподшипник когда преобладают очень высокие радиальные нагрузки, а осевые нагрузки отсутствуют и нижний предел скорости является приемлемым
• Выбирайте радиально-упорный шарикоподшипник когда основными требованиями являются высокие осевые нагрузки в одном направлении, обычно в шпинделях станков или ступицах колес.
• Выбирайте конический роликоподшипник когда как высокие радиальные, так и высокие осевые нагрузки должны восприниматься на более низких скоростях, например, в ступицах колес транспортных средств, зубчатых редукторах и при работе с тяжелыми валами