К основному содержанию
Подбор и применение

Быстрый выбор подшипника

5 разделовОколо 8 мин. чтения

Матрицы предназначены для предварительного выбора семейства подшипника или направляющей. Окончательный выбор определяется нагрузкой, размером, скоростью, ресурсом, посадкой, внутренним зазором, смазыванием, точностью монтажа и конкретным исполнением. Качественные оценки показывают относительные свойства конструкций и не являются числовыми пределами.

Условные обозначения OID:

  • Нагрузка и применимость: — — не воспринимает / не применяется; ◎ — основное направление нагрузки, абсолютный уровень зависит от исполнения; ◇ — зависит от исполнения.
  • Качественная шкала: ● — малая; ●● — умеренная; ●●● — высокая; ●●●● — очень высокая.
  • Направление: → — одно направление; ↔ — оба направления.
  • Несоосность: × — чувствителен; ∠ — допускает малую; ∠₀ — только начальная статическая; ↺ — самоустанавливающийся; ∠↔ — допускает рабочее угловое установочное движение.
  • Универсальность оценки: ? — единой универсальной оценки нет.

Символы являются качественными сравнительными оценками для предварительного выбора и не представляют числовые значения, грузоподъёмность или расчётные пределы.

4.1. Основные вращательные подшипники

Семейство Fr Fa скорость несоосность жёсткость особенности ограничения
Радиальный однорядный шариковый ◎ ◇↔ ●●●● ∠ ●● низкое трение; электродвигатели, вентиляторы, приборы, редукторы не для тяжёлой Fa и значительного перекоса
Радиально-упорный шариковый ◎ ◇→ / ↔ (пара/двухрядный) ●●● × ◇ точное осевое положение; шпиндели, редукторы, насосы требует правильной ориентации, схемы установки и настройки
Четырёхточечный шариковый ● ●●●↔ ◇ × ●● компактная двунаправленная осевая опора нагрузка должна быть преимущественно осевой; не является ОПУ
Самоустанавливающийся шариковый ◎ ● ●●● ↺ ● низкое трение; вентиляторы, длинные и прогибающиеся валы не для тяжёлой Fa; пределы перекоса зависят от исполнения
Упорный шариковый — ◇→ / ↔ (двусторонний) ● ×; ∠₀ со сферической шайбой ●●● малое осевое пространство; вертикальные валы, отдельные осевые опоры требует осевого контакта; не воспринимает Fr
Цилиндрический роликовый ◎ ◇ по бортам ◇ × ●●●● электродвигатели, редукторы, прокатное оборудование, шпиндели скорость и Fa различаются у сепараторных и полнокомплектных исполнений
Сферический роликовый ●●●● ◇↔ ●● ↺ ●●● тяжёлые редукторы, дробилки, бумагоделательное и прокатное оборудование требуется достаточная минимальная нагрузка
Конический роликовый ◎ ●●●→ / ↔ (пара/многорядный) ●● × ◇ ступицы, редукторы, оси, шпиндели требует настройки зазора или преднатяга; свойства зависят от контактного угла
Игольчатый роликовый, радиальный ◎ — / ◇ (комбинированный) ◇ ×; ∠₀ у отдельных исполнений ●●● компактные редукторы, трансмиссии, шарниры, шатуны вал или корпус могут служить дорожкой; монтаж определяет точность и зазор
Упорный цилиндрический роликовый — ●●●→ ◇ × ●●●● тяжёлые осевые опоры при недостаточной способности упорного шарикового не воспринимает Fr и перекос; двунаправленная схема требует второго комплекта
Упорный сферический роликовый ◇ при Fa ◎→ ◇ ↺ ●●● вертикальные валы, экструдеры, краны, литьевые машины требуется минимальная Fa; режим зависит от смазывания, размера и компоновки
Упорный игольчатый — ●●●→ ◇ × ●●● минимальная осевая высота требуются точные плоские дорожки; перекос не допускается
Упорный конический роликовый — / ◇ (специальное исполнение) ◎→ / ↔ (двусторонний) ◇ ◇ ●●●● тяжёлая осевая и ударная нагрузка направление нагрузки, направляющие борта и регулировка зависят от конструкции
Тороидальный роликовый ●●●● — ◇ ↺ ●●● компенсирует перекос и осевое перемещение внутри подшипника только плавающая радиальная опора; не фиксирует вал по оси
Бочкообразный роликовый, однорядный ◎ ● ◇ ↺ ◇ однорядная радиальная опора; допускает ударную нагрузку малая Fa; параметры проверяют по конкретной серии
Упорный радиально-упорный шариковый — / ◇ (исполнение) ●●●→ / ↔ (двусторонний) ●●● × ●●● высокая осевая точность и жёсткость часто требуется отдельная радиальная опора
Радиальный подшипник скольжения / втулка ◎ — ◇ × ? малое сечение; вращательное, качательное или линейное движение материал, смазывание, вал и корпус образуют единую расчётную систему
Упорный подшипник скольжения / шайба — ◎ ◇ × ? малое осевое сечение; вращательное или качательное движение требуется жёсткая равномерная опорная поверхность
Радиальный шарнирный подшипник скольжения ◎ ◇ ◇ ∠↔ ? качание и поворот при радиальной или комбинированной нагрузке нагрузка, обслуживание и трение зависят от пары скольжения
Радиально-упорный шарнирный подшипник скольжения ◇ ◎→ ◇ ∠↔ ? комбинированная нагрузка и установочное движение направление нагрузки и обслуживание зависят от исполнения
Упорный шарнирный подшипник скольжения ◇ при Fa ◎→ ◇ ∠↔ ? осевая или комбинированная нагрузка при установочном движении не является обычной упорной шайбой; требуется проверка пары скольжения

4.2. ОПУ и прецизионные поворотные опоры

Mt — опрокидывающий момент. Fr, Fa и Mt рассматриваются совместно; качественная матрица не заменяет проверку допустимой комбинации нагрузок конкретного исполнения. Обычный четырёхточечный подшипник из раздела 4.1 и четырёхточечное ОПУ относятся к разным компоновочным группам.

Семейство Fr Fa Mt скорость жёсткость особенности ограничения
Однорядное четырёхточечное шариковое ОПУ ◇ при Fa/Mt ◇↔ ◇ ◇ ●● универсальная схема для совместной нагрузки комбинацию Fa/Mt и опорные поверхности проверяют по конкретному исполнению
Двухрядное четырёхточечное шариковое ОПУ ●●● ●●●↔ ●●● ◇ ●●● двухрядная схема для комбинированной нагрузки требует жёсткой и точной опорной конструкции
Однорядное перекрёстно-цилиндрическое роликовое ОПУ ●●● ●● ●●● ◇ ●●● точное позиционирование; возможен преднатяг чувствительно к плоскостности и деформации опор
Двухрядное цилиндрическое роликовое ОПУ ●●●● ●●●● ●●●● ◇ ●●●● для тяжёлых комбинированных режимов требует жёсткой опорной конструкции и точного монтажа
Трёхрядное роликовое ОПУ ●●●● ●●●● ●●●● ◇ ●●●● отдельные ряды воспринимают радиальную и две осевые составляющие требует контроля деформаций присоединительных поверхностей
Комбинированное роликошариковое ОПУ ◇ ●●●●→ ◇ ◇ ●●● функции разделены между роликовым и шариковым рядами направления нагрузок и работа рядов несимметричны
ОПУ с проволочными дорожками ◇ ◇ ◇ ◇ ◇ малая масса; дорожки выполнены отдельными элементами тяжёлые режимы требуют проверки числа рядов и опор
Перекрёстно-роликовый прецизионный поворотный ◇ ◇↔ ◇ ◇ ●●● компактная опора для точного вращения; малое поперечное сечение чувствителен к монтажной геометрии; не смешивать с ОПУ только по названию

4.3. Линейные подшипники и направляющие

Семейство схема движения ход скорость нагрузка/момент жёсткость особенности ограничения
Линейная шариковая втулка рециркуляция шариков между втулкой и круглым валом неограниченный ●●● радиальная нагрузка; моментная способность ограничена ●● простая цилиндрическая направляющая; малое трение вал служит дорожкой; чувствительна к прогибу, загрязнению и компоновке
Профильная шариковая направляющая рециркуляция шариков между блоком и профилированным рельсом неограниченный ●●● нагрузки нескольких направлений и моменты ●●● компактность; возможен преднатяг; разные классы точности требует точной монтажной базы и защиты дорожек
Профильная роликовая направляющая рециркуляция роликов между блоком и профилированным рельсом неограниченный ◇ тяжёлая многовекторная нагрузка и моменты ●●●● высокая грузоподъёмность и жёсткость требует точной монтажной базы; скорость проверяют по исполнению
Рециркулирующая линейная роликовая опора ролики циркулируют в собственной дорожке неограниченный ●● тяжёлая линейная нагрузка; момент зависит от схемы опор ●●●● предназначена для тяжёлого прямолинейного движения требует согласованной установки опор и регулировки преднатяга
Перекрёстно-роликовая линейная направляющая чередующиеся ролики между V-образными дорожками конечный ◇ нагрузка во взаимно перпендикулярных направлениях; момент зависит от компоновки ●●● плавное точное движение; возможен преднатяг длина хода ограничена; необходимо учитывать перемещение сепаратора
Шариковый шлиц рециркуляция шариков между гайкой и профилированным валом неограниченный ◇ радиальная нагрузка и передача крутящего момента ●●● линейное перемещение с одновременной передачей момента не заменяет обычную втулку без проверки момента и профиля вала

4.4. Специализированные группы

Семейство когда выбирать ключевое преимущество главное ограничение
Вставной подшипник нужна готовая к установке опора с простой фиксацией на валу встроенные уплотнения и смазка; несколько способов фиксации допускает только начальную статическую несоосность; режим зависит от фиксации
Корпусной подшипниковый узел требуется готовая заменяемая опора с корпусом простой монтаж; широкий выбор форм корпуса корпус, основание, крепёж и направление нагрузки проверяют отдельно
Наконечник штока требуется шарнирное соединение тяги или цилиндра шарнирный подшипник и резьбовой хвостовик объединены в одном узле отдельно проверяют хвостовик, корпус, направление нагрузки и пару скольжения
Опорные ролики / cam followers наружное кольцо должно катиться непосредственно по плоской или профильной дорожке толстостенное наружное кольцо; варианты с отверстием или собственной цапфой дорожка, монтаж оси или цапфы и кромочная нагрузка входят в расчётную систему
Тонкостенный подшипник нужен большой диаметр при минимальном поперечном сечении компактная радиальная компоновка свойства зависят от внутренней шариковой схемы; деформация колец и монтаж критичны
Разъёмный роликовый подшипник нет доступа для монтажа с конца вала установка вокруг существующего вала без демонтажа соседних узлов не считать равной заменой неразъёмному типу; стыки влияют на режим работы
Прецизионный осево-радиальный комбинированный нужна точная жёсткая поворотная ось или стол при Fr, Fa и Mt готовый преднагруженный узел с радиальными и осевыми рядами скорость обычно ограничена; крепёж и опорные поверхности являются частью системы

Быстрый выбор по задаче

  • Высокая скорость → радиальный однорядный шариковый; радиально-упорный шариковый — при необходимости осевой фиксации.
  • Высокая Fr → цилиндрический роликовый; сферический роликовый — при ударной нагрузке, прогибе вала или несоосности.
  • Высокая Fa → упорный цилиндрический или упорный конический роликовый; упорный сферический — при одновременной Fr и несоосности.
  • Совместная Fr + Fa → конический роликовый; радиально-упорный шариковый — при приоритете скорости и точного осевого положения.
  • Несоосность или прогиб вала → самоустанавливающийся шариковый при умеренной Fr; сферический роликовый при высокой Fr; шарнирный подшипник — для углового установочного движения.
  • Минимальное радиальное пространство → радиальный игольчатый или втулка скольжения; тонкостенный — при большом диаметре и малом поперечном сечении.
  • Высокая жёсткость → цилиндрический роликовый для вращения; профильная роликовая направляющая для линейного движения.
  • Совместная Fr + Fa + Mt → ОПУ; прецизионный перекрёстно-роликовый — для компактного точного поворотного узла.
  • Линейное перемещение → шариковая втулка для круглого вала; профильная шариковая для скорости; профильная роликовая для жёсткости; шариковый шлиц — при передаче момента.
  • Труднодоступный монтаж → разъёмный роликовый подшипник с обязательной проверкой влияния стыков и конкретного исполнения.