Игольчатый подшипник что это такое
Игольчатые подшипники: особенности, виды, применение
Основные особенности игольчатых подшипников
Отличительная особенность игольчатых опор заключается в том, что длина тел качения в четыре и больше раз превышает собственный диаметр. Конструкция игольчатых подшипников состоит из одного или двух колец и набора роликов, которые укладываются в корпус с сепаратором или без него.
Такая опора рассчитана на работу при воздействии только радиальных нагрузок и не может быть использована при наличии осевых и комбинированных сил, а также в условиях вибраций и ударов. При наличии сил, действующих перпендикулярно продольной оси, игольчатые подшипники справляются со своей функцией лучше, чем обычные роликовые. Небольшие размеры в диаметральном направлении делают их незаменимыми при необходимости установки узла в ограниченном пространстве или труднодоступном месте.
Виды игольчатых подшипников
Игольчатые опоры производятся в большом разнообразии типоразмеров и исполнений. В зависимости от конструктивных особенностей они подразделяются на следующие разновидности:
С сепаратором без колец. Жесткий подшипниковый узел способен работать при повышенных нагрузках и отличается минимальными радиальными монтажными размерами. Может быть использован в случае, когда в качестве дорожек качения выступает вал и внутренняя поверхность корпуса. Конструкция отличается простотой, надежностью и хорошими ходовыми качествами, а также характеризуется высокой точностью направления роликов в сепараторе.
Со штампованным наружным кольцом. Наружное кольцо изготавливается путем штамповки и имеет малую толщину стенок. При небольшом поперечном сечении узел способен нести большие нагрузки. Чаще всего находит применение, если дорожкой качения выступает не внутренняя поверхность корпуса. Установка подшипника происходит непосредственно на вал, иногда для этого используется дополнительное внутреннее кольцо. Торец опоры может быть как открытым, так и закрытым, с уплотнением и без него.
Со штампованным наружным кольцом с закрытым торцом. Специализированные подшипники используются в карданных валах автомобилей. Использование в конструкции закаленных тонкостенных наружных колец дает возможность установки роликов с большим диаметром. Это позволяет повысить несущую способность узла без увеличения его размеров.
С точеными кольцами. Выполняются с бортами и без них. При небольшом диаметре роликов обеспечивается повышенная грузоподъемность игольчатого подшипника. Находят широкое применение за счет широкой номенклатуры и разнообразию вариантов исполнения.
Самоустанавливающиеся игольчатые подшипники. Самоустановка подшипников достигается за счет наружного кольца со сферической поверхностью с пластиковым посадочным кольцом. Конструкция подшипника может предусматривать наличие внутреннего кольца.
Комбинированные. Шариковый радиально-упорный или упорный подшипник комбинируется с игольчатым роликовым подшипником. Таким образом, узел способен воспринимать не только радиальные, но и осевые нагрузки, или нагрузки, действующие в обоих направлениях. Фиксирующий подшипниковый узел требует для установки небольшое пространство и может работать при высоких скоростях вращения, а также в условиях дефицита смазки.
С осевой фиксацией и без фиксации. Игольчатый подшипник рассчитан для работы высоких нагрузок и ударных воздействий. Наружное кольцо с выпуклым поперечным профилем обеспечивает работу опору даже в условиях перекоса.
Опорные ролики с цапфой. Внутреннее кольцо заменено сплошным валом-шпилькой с резьбой, предназначенного для крепления узла.
Преимущества
Игольчатые подшипники характеризуются беспрецедентно высокой грузоподъемностью в радиальном направлении при относительно небольших размерах. Кроме этого, к их достоинствам относят:
минимальный коэффициент трения в начальный момент вращения;
простота и удобство обслуживания;
большое разнообразие типоразмеров и исполнений;
взаимозаменяемость узлов упрощает подбор при необходимости замены детали;
приемлемый нагрев деталей подшипника при работе.
Область применения
Игольчатые подшипники — оптимальное решение для механизмов, при работе которых возникают значительные радиальные нагрузки и требуется компактное исполнение. Широкая номенклатура подшипниковых узлов игольчатого типа позволяет использовать их в различных областях техники:
Игольчатый подшипник
Игольчатые подшипники активно применяются в самых различных областях.
К основным направлениям деятельности, в которых востребованы такие подшипники:
Уже много лет применяются в самых различных областях этот вид подшипников, что свидетельствует о их надежности и долговечности.
Они активно используются в самых различных механизмах, узлах и агрегатах.
Чертеж игольчатого подшипника
Если говорить о конструктивных особенностях, то конструкция радиальных игольчатых подшипников кардинально отличается от стандартной схемы.
Оригинальность конструкции определяется тем, что длина ролика больше его толщины в несколько раз,
а сам ролик напоминает внешне швейную иглу, именно поэтому они и получили такое название, как игольчатые.
Игольчатые подшипники, как правило, изготавливаются по бессепараторной схеме, поэтому:
они демонстрируют стабильную работу при значительных радиальных нагрузках
они практически невосприимчивы к резкому и сильному механическому воздействию
но абсолютно непригодны игольчатые подшипники там, где нагрузка именно осевая
Виды игольчатых подшипников
Стоит отметить, что производители, радиальные игольчатые виды подшипников, изготавливают с внутренним кольцом, но также, есть модели и без него.
В некоторых случаях вообще нет необходимости во внутреннем или внешнем кольце. Производятся также герметизированные типы изделий и с закрытым торцом.
Данные устройства применяются чаще в механизмах, которые работают с очень высокой частотой вращения.
Игольчатый подшипник в разрезе
Игольчатый подшипник может содержать направляющие ролики. Они характеризуются тем, что там есть наружное кольцо, с толстыми стенами.
Такое кольцо способно выдерживать значительную нагрузку при деформационном воздействии.
Данный подшипник имеет полный набор роликов, поставляется со встроенной цапфой и с внутренним кольцом, которые позволяют, осуществляют установку по типу скобы.
Сам по себе подшипник игольчатый размеры может иметь самые разные. Все зависит от области его практического применения.
Для того чтобы легче было устанавливать, существует гнездо в головке цапфы, с отверстием под отвертку или шестигранный ключ. Благодаря этому работать намного проще.
Конструкция герметизирована и имеет внутренние специальные упорные шайбы для увеличения срока использования изделия.
Чаще всего используют их в сортирующих агрегатах и в подъемных механизмах. Игольчатый подшипник имеет штампованное кольцо снаружи, которое хорошо переносит радиальную нагрузку.
Механизм монтируется довольно просто, он просто запрессовывается в корпус. Также можно производить такие изделия с закрытым корпусом.
Область применения таких изделий очень широка.
Игольчатые подшипники разного диаметра
Их активно используют в различных двигателях, трансмиссиях, системах рулевого управления и тормозах.
Также производятся такие подшипники, как герметизированные. Их применяют в тех механизмах, где наблюдается повышенная частота вращения.
С их помощью функционируют мощные опоры мостов, лодочные подвесные виды моторов, копировальные аппараты, факсовые устройства, многие бытовые приборы.
На данный момент они имеют множество различных модификаций, поэтому и применение их можно назвать универсальным.
Игольчатый подшипник: особенности и сферы использования
Появление шариковых подшипников оказало сильное влияние на различные производственные процессы, их применение позволило уменьшить сопротивление, возникающее при вращении валов в опорах. Их использование привело к рождению множества машин и механизмов. Но с течением времени их возможностей стало не хватать и тогда на свет появились их младшие братья – игольчатые.
Выбрать такой подшипник не составит большой проблемы для человека, слабо понимающего в технике. Главное, что надо знать, это то, что бы он был в состоянии обеспечить высокую надежность и производительность работы узла. Важно отметить и то, что замена игольчатого подшипника, значительно проще, чем традиционных обойменных.
Сферы использования
Подшипники этого класса предназначены для работы при наличии высоких радиальных усилий в опорах, при их ограниченных размерах. Осевая нагрузка, имеющаяся в работе различных механизмов, обуславливает их использование в комбинации с изделиями других классов, например, роликовыми упорными.
Особенности конструкции
Игольчатые подшипники состоят из двух колец, и набора игольчатых тел вращения. Сразу надо отметить, что они могут быть установлены без одного из колец, Такие схемы монтажа можно встретить в автомобилестроении. Тела качения – это стальные цилиндры, имеющие максимальный диаметр до 5 мм, а длина может составлять 12 диаметров. Они могут быть уложены в корпус подшипника без сепаратора. Для этих изделий нет особой разницы, с какой скоростью вращения крутиться вал. Сепараторы, применяемые в этом классе изделий, выполняют из стали, латуни или полимерных материалов (полиамид).
Производители освоили и выпустили на рынок несколько исполнений этой продукции, в частности, можно встретить подшипники с отштампованным наружным кольцом, оно может быть дополнено уплотнением, которое удерживает смазку. Как уже отмечалось выше, игольчатые подшипники могут быть установлены только с одним из колец.
Для подшипников, чьи кольца выполнены методом штамповки, проверить точность размеров проблематично. Это вызвано тем, что отштампованное наружное кольцо может иметь определенные дефекты поверхности, которые устраняются после их установки на рабочее место. Именно там, подшипник примет свою правильную форму и будет отвечать всем заявленным характеристикам. Их широко применяют в автомобилях, силовых установках различного назначения, авиастроении и пр.
Игольчатый подшипник и его виды
Содержание
Игольчатыми подшипники это практически те же роликовые подшипники. Только диаметр ролика соотносится с его длиной не более, чем 1/4, поэтому такие ролики принято называть иглами.
Основные виды игольчатых подшипников
С двумя кольцами
С одним наружным кольцом С одним внутренним кольцом
Без колец, а также в корпусе из обеих колец
С одним внутренним кольцом 
Радиально – упорные (на предыдущем рисунке). Впрочем, радиально-упорные игольчатые подшипники выпускаются только за рубежом.
С полным перечнем игольчатых подшипников, их характеристиками можно ознакомиться на в каталоге подшипников.
Принцип действия игольчатых подшипников
Несмотря на схожесть игольчатых подшипников с роликовыми (и у тех, и у других телами качения являются ролики), они принципиально различаются способом передачи крутящего момента. В роликовом подшипнике сепаратор, играя роль водила, принуждает вращаться ролики вместе с валом, при этом, чем больше угловая скорость вала, тем выше и угловая скорость вращения роликов. Естественно, физический предел увеличения скорости определяется и качеством материала, из которого изготовлен подшипник, габаритами и массой узла, качеством и количеством смазки.
Во многих случаях применение такого решения является единственным при современных технологиях, – например, при конструировании ступичных узлов тяжёлых грузовиков.
Но подобных, казалось бы, неизбежных, «громоздких» технических решений можно избежать, применяя в некоторых узлах игольчатые подшипники.
В них ролики – «иглы» устанавливаются зачастую вплотную друг к другу, с минимальными зазорами. Подшипниковый узел наполняется смазкой, и, при «правильной» его работе иглы не совершают вращательных движений вокруг своих осей. В совокупности со смазкой они образуют своеобразный вкладыш между шейкой вала («шипом») и наружным корпусом подшипника (зачастую неподвижным). В результате трение в игольчатом подшипнике – жидкостное, что значительно сокращает силу трения, а, следовательно. И энергозатраты. Примечательно, что показатели игольчатого подшипника (уменьшенный нагрев, износ) тем выше, чем больше скорость вращения вала.
Но большим недостатком игольчатых подшипников являются их повышенные требования к коаксиальности всех элементов подшипникового узла. Проще говоря, коаксиальность – это соосность тел вращения, вставленных один внутри другого. Малейший «перекос» ведёт к быстрому износу подшипника и выходу его из строя (зачастую с «работающими в паре» с ним элементами.
Применение игольчатых подшипников
В крестовинах карданных валов автомобилей
Но в некоторых случаях потери энергии не имеют значения при конструировании узлов машин. Примером тому служит применение игольчатых подшипников в крестовинах карданных валов автомобилей. Даже у автомобилей с большой грузоподъёмностью крестовины имеют сравнительно малые размеры. Для обеспечения их долговременной работы достаточно регулярно «шприцевать» крестовины, т.е. наполнять свежей смазкой.
На рисунке представлена 
:
Как видно из рисунка, иглы в обойму крестовину вставляются плотно, т.е без сепаратора.
Основным дефектом крестовин является бриннелирование – выдавливание иглами на её шипе вмятин. Причём при «хрестоматийных» случаях форма и характер вмятин на шипах повторяют форму игл.
В коробках передач некоторых авто
Например, на игольчатых подшипниках вращаются шестерни вторичного вала КПП 2108-083
Правда, здесь они, скорее, служат для соблюдения соосности шестерен и валов, так как шестерня вторичного вала вращается на этом подшипнике «вхолостую» – не передавая крутящий момент. При включении передачи шестерня жёстко фиксируется (через муфту синхронизатора) на шлицах вторичного вала, и передача усилия совершается за счёт шарикоподшипников, установленных с торцов вала.
Применение игольчатого подшипника в данной ситуации делает возможным:
Игольчатые подшипники в данной ситуации имеют в качестве наружного кольца посадочное место шестерни, а в качестве внутреннего – соответствующую проточку на вторичном валу. Сепаратор нагрузки не воспринимает и поэтому выполнен из пластмассы. Купить игольчатый подшипник для КПП можно практически в любом магазине автозапчастей.
Применение игольчатых подшипниках в прокатных станах
При прокате холодного листа замена обычных (роликовых или шариковых) подшипников на многорядные игольчатые значительно сокращается количество прокатываний металла через станы, чем достигается немалая экономия энергозатрат и времени. Применение же в данном случае подшипников скольжения неоправдано в силу больших затрат на трение и проблемами, связанными с выбором материала для подшипника (втулки).
К тому же подобрать требуемый размер игольчатых подшипников можно по таблицам. Выбрав по таблицам ГОСТ 4060-78 игольчатые подшипники необходимого размера, вы их сможете купить у официальных дилеров подшипникового завода, либо в специализированном магазине, где есть база данных о соответствии отечественных изделий импортным – к сожалению, мировых стандартов пока не существует.
К сожалению, ГОСТ 4060 – 78 устанавливает регламент только на роликовые игольчатые подшипники с одним наружным кольцом. Поэтому при поиске требуемого вам изделия, возможно придётся аналогичными таблицами, учитывающие современные требования с учётом международного стандарта ISO. Например, компания NTN-SNR имеет в своём каталоге такие изделия, как:
Для того, чтобы получить полную информацию о продукции NTN – SNR, необходимо зарегистрироваться на их официальном сайте или заглянуть в наш каталог.
Игольчатые подшипники
Конструктивно игольчатые подшипники похожи на роликовые. Основным сходством является присутствие небольших роликов на обеих изделиях. Однако игольчатые подшипники отличаются более длинной формой, которая в несколько раз превышает диаметр. Исходя из особенностей конструкции такой тип изделий получил название «игольчатый».
В отличие от роликовых игольчатые типы подшипников способны работать в условиях с очень высокими радиальными нагрузками. Помимо большой грузоподъемности изделия обладают следующими преимуществами:
Помимо перечисленных преимуществ подшипники игольчатого типа более приспособлены к работе в условиях резких перепадов температур. Благодаря специальной конструкции смазка внутри механизма проникает в наиболее трущиеся места.
Целевое применение игольчатых подшипников
В сфере современной промышленности игольчатые подшипники пользуются большой популярностью за счет высокой надежности и неприхотливости эксплуатации. Данные изделия устанавливаются практически во всех механизмах и агрегатах, где присутствует воздействие сразу нескольких разновидностей нагрузок. Игольчатые подшипники отлично взаимодействуют с другими типами деталей.
Изделия имеют широкое целевое применение в следующих местах:
Особенностью изготовления игольчатого подшипника считается установка внутреннего или наружного кольца. Некоторые типы изделий производятся без колец. В таком случае сепараторы изготавливаются из высокопрочной стали или полиамида на основе стекла.