Игольчатые подшипники и их применение
Роликовые подшипники – это опоры с высокой грузоподъемностью и стойкостью к негативным факторам. Их используют в оборудовании, работающем с большими нагрузками, в сложных эксплуатационных условиях. Но у этих опор есть недостатки, ограничивающие их применение. Роликоподшипники не могут поддерживать высокую частоту вращения и имеют значительные радиальные габариты. Поэтому там, где на вал действуют значительные усилия, но при этом нужны высокие скоростные характеристики и компактные размеры, используют игольчатые подшипники.
Устройство и особенности игольчатых подшипников
По своим конструктивным особенностям игольчатые подшипники относятся к роликовым. Но они отличаются от них значительной длиной роликов и их малым диаметром. Из-за этого тела качения таких опор называют иглами. К игольчатым подшипникам принято относить детали, у которых соотношение диаметра роликов к их длине превышает 1:4. Малый диаметр элементов позволяет максимально снизить толщину колец опоры и сделать ее компактной. При этом подшипники с иглами имеют значительную длину, что позволяет жестко фиксировать вал.
Принцип работы подшипников с длинными роликами отличается от классического. Тела качения расположены близко друг к другу и при вращении вала не совершают обороты вокруг своей оси. Обойма роликов-игл работает по принципу втулки в подшипниках скольжения. Благодаря этому опора поддерживает высокие скорости, недоступные подшипникам с короткими роликами. Деталь также обеспечивает солидную грузоподъемность, используя эффективное линейное распределение усилий между иглами и дорожками.
Есть у игольчатых подшипников и свои недостатки. Они не переносят комбинированные нагрузки и боятся вибраций и ударов. Кроме этого, такие опоры очень требовательны к качеству и количеству смазки. Обычно с ними применяют жидкие смазочные материалы, создающие устойчивую пленку между рабочими поверхностями. Также опоры качения с длинными роликами не могут использоваться при отсутствии соосности вала и опоры. Из-за абсолютного отсутствия способности к самоустановке, при нарушении геометрии узла они сразу выходят из строя.
Применение игольчатых подшипников
Опоры качения с длинными роликами представлены большим выбором типов и размеров. Производители предлагают купить игольчатые подшипники радиальные и упорные разного диаметра и длины. Существуют модели с наружным и внутренним кольцами и сепаратором, без сепаратора, без внутреннего или наружного кольца. Также есть игольчатые подшипники без колец, представляющие собой обойму из массивного сепаратора и длинных роликов. В таком случае роль дорожек качения выполняют ложе в корпусе механизма и цапфа вала.
Область применения игольчатых подшипников очень обширна. Наиболее востребованы они в тяжелом машиностроении, энергетике и приборостроении. В последние годы значительно увеличился спрос на эти детали в автомобильной индустрии и робототехнике. Благодаря компактным размерам и высокой стойкости к нагрузкам, подшипники с иглами незаменимы в автоматических трансмиссиях, редукторах и манипуляторах.
