Что такое игольчатые подшипники и для чего они используются

Игольчатые подшипники широко используются в промышленном оборудовании различного назначения. Они относятся к семейству роликовых опор вращения и имеют свои особые характеристики, благодаря которым выделены в отдельный вид комплектующих. 

В статье расскажем, для чего используется игольчатый подшипник, какие особенности строения и преимущества он имеет. Также опишем основные разновидности комплектующих и критерии, по которым их нужно выбирать.

Особенности конструкции и принцип действия 

Игольчатые подшипники отличаются от классических роликовых моделей особой вытянутой формой тел качения, называемых иглами. Они имеют диаметр 1,6–6 мм и длину, которая больше в 4–10 раз. Количество игл может достигать от сотни до тысячи штук. Чем их больше, тем выше несущая способность подшипникового узла.

Конструкция комплектующих включает одно или два кольца и набор роликов, которые устанавливаются в корпус с сепаратором или без него. Сепаратор позволяет удерживать тела качения на необходимом расстоянии. Повышает жесткость конструкции, помогает снизить показатели тепловыделения и уменьшить трение.

Игольчатые подшипники созданы для работы под воздействием только радиальных нагрузок и не подходят для осевых и комбинированных. При наличии сил, которые действуют перпендикулярно продольной оси, модели с иглами эффективнее, чем стандартные роликовые исполнения.

Комплектующие достаточно жесткие и применяются как высокоточные опоры. Благодаря большому числу контактных поверхностей обладают отличными демпфирующими характеристиками, поэтому пригодны для использования в условиях сильных вибраций.

Игольчатые подшипники принципиально отличаются от роликовых моделей механизмом передачи крутящего момента. Иглы устанавливаются очень близко друг к другу, чтобы зазоры были минимальными. Подшипниковый узел обильно наполняется смазочным материалом. В процессе работы иглы не совершают вращательные движения вокруг своей оси, а вместе со смазкой образуют своеобразный вкладыш между шейкой вала и наружным корпусом подшипника. В результате совершается жидкостное трение, что значительно снижает энергозатраты.

У игольчатых подшипников повышенные требования к коаксиальности (соосности) элементов подшипникового узла. Для их эффективной работы недопустимы даже малейшие перекосы, иначе комплектующие быстро изнашиваются и выходят из строя.

Преимущества

Одно из главных достоинств игольчатых подшипников — способность выдерживать сильные нагрузки в радиальном направлении при небольших размерах. Это достигается за счет большой площади поверхности, соприкасающейся с дорожками качения. 

Также у комплектующих есть следующие преимущества:

• простота и оперативность установки, удобство обслуживания;
• минимальный коэффициент трения в начальный момент вращения;
• высокий коэффициент полезного действия — до 99%;
• экономное потребление смазки, отсутствие необходимости в регулярном смазывании;
• безупречное качество сборки и материалов;
• приемлемый нагрев элементов подшипника во время работы;
• устойчивость к резкому и сильному механическому воздействию;
• длительный срок службы даже при интенсивном использовании (эксплуатационный ресурс может составлять десятки тысяч часов);
• прочность, устойчивость к износу, деформации и другим механическим повреждениям, коррозионная стойкость;
• способность работать при низких температурах и при экстремальном нагреве без изменения формы и качественных характеристик, адаптация к температурным перепадам;
• полная взаимозаменяемость деталей при реставрации и ремонте;
• равномерное распределение нагрузки и плавное вращение;
• эффективность в широком диапазоне скоростей и мощностей;
• высокая точность вращения, минимальный люфт и стабильность характеристик во время работы всего узла;
• тщательная обработка поверхностей.

Игольчатые подшипники имеют широкий модельный ряд. Это позволяет использовать их для промышленных станков разной сложности.

Применение

Игольчатые подшипники широко используются в промышленности за счет высокой надежности и неприхотливости в эксплуатации. Применяются в механизмах, где возникают высокие радиальные нагрузки и требуется компактное исполнение подшипникового узла. Благодаря небольшому размеру подшипники с иглами незаменимыми при монтаже в ограниченном пространстве или труднодоступных местах.

Комплектующие применяются в электроинструментах, редукторах, компрессорах, насосах, конвейерных системах, в машиностроении, часовой промышленности и при производстве офисной техники. Также используется в различных промышленных станках: сверлильных, фрезерных, токарных, шлифовальных. 

Применение игольчатых подшипников помогает повысить эффективность оборудования и снизить энергозатраты в процессе работы. Например, применение многорядных игольчатых подшипников в прокатных станках позволяет значительно сократить число прокатываний металлического листа через стан. Это повышает скорость производства.

Разновидности

В зависимости от конструктивных особенностей комплектующие с игольчатыми телами качения делятся на следующие типы:

• Без колец и с сепаратором. Готовая к монтажу деталь, которая имеет простую конструкцию и хорошие ходовые характеристики. Предназначена для условий, когда в качестве дорожек качения применяются вал и внутренняя поверхность (отверстие) корпуса. Характеризуется высокой точностью направления роликов в отверстиях сепаратора. Очень прочная и может стабильно работать при сильных нагрузках. Имеет малые радиальные размеры.

• С наружным штампованным кольцом. Модель предназначена для условий, когда отверстие корпуса не может применяться в качестве дорожки качения. Обладает наружным кольцом с тонкими стенками, выполненным методом штамповки. При малом размере поперечного сечения выдерживает повышенные нагрузки. Монтируется на вал, в некоторых случаях вместе с дополнительным внутренним кольцом. Имеет открытый или закрытый торец, может быть с уплотнителями и без них.

• С точеными кольцами. Детали с небольшим поперечным сечением, выдерживающие высокие нагрузки. В модельном ряду есть исполнения с цельными бортами на наружном кольце, а также варианты без них. Комплектующие имеют широкую сферу применения в промышленном оборудовании благодаря большому разнообразию типоразмеров.

• Упорные модели с фиксацией и без нее. Имеют наружное кольцо с толстыми стенками. Предназначены для повышенных нагрузок, выдерживают сильные вибрации и удары. Стабильно работают даже при наличии перекоса относительно опорной поверхности. Чтобы снизить кромочные напряжения, внешняя поверхность их наружного кольца выпуклая. Есть исполнения с уплотнителями и без них.

• Упорные модели с цапфой. По конструкции схожи с игольчатыми роликовыми подшипниками, но вместо внутреннего кольца оснащены вал-шпилькой. На шпильку нанесена резьба для монтажа опорного ролика к деталям оборудования.

• Самоустанавливающиеся. Содержат наружное кольцо, сепаратор, посадочное кольцо и штампованную втулку. Также есть исполнения с дополнительным внутренним кольцом. Самоустановка обеспечивается следующим образом: на выпуклую наружную обойму устанавливается пластиковое посадочное кольцо с вогнутой внутренней поверхностью. Подшипник при таком типе монтажа не воспринимает перекосы вала относительно корпуса.

Также есть комбинированные комплектующие, которые сочетают качества игольчатых роликовых подшипников и шариковых радиально-упорных или упорных моделей. Благодаря такой комбинации подшипниковый узел воспринимает не только радиальные, но и осевые нагрузки и воздействия в обоих направлениях. Способен эффективно работать на высоких скоростях и при низком содержании смазки.

Выбор модели

Игольчатые подшипники подбираются в зависимости от характеристик оборудования и выполняемых технологических процессов. При этом учитывают максимальный уровень нагрузки и возможные удары, скорость вращения и рабочий температурный диапазон.

Размеры игольчатых подшипников подбираются в зависимости от требуемой грузоподъемности. Детали измеряются по их внутреннему и внешнему диаметру, а также по ширине. Для правильного подбора моделей используются специальные таблицы размеров.

Другие критерии выбора подшипников:

• состав смазки и способ ее доставки к элементам, между которыми осуществляется трение;
• материал сепаратора;
• способ посадки на вал;
• метод центровки;
• наличие уплотнителей и их особенности.

Также берутся во внимание класс точности деталей, твердость игл, технические особенности монтажа и обслуживания. Учитываются необходимый номинальный ресурс комплектующих и затраты на их обслуживание.

Получить консультацию

Правильно подобрать модель игольчатых подшипников помогут консультанты компании ISKRA. Они ответят на любые вопросы о работе и возможностях комплектующих. Подскажут, что лучше для решения ваших задач: игольчатый подшипник или втулка.

Мы производим детали из высококачественных материалов на современном оборудовании. Все товары представлены на нашем сайте. Там вы можете увидеть, как выглядят игольчатые подшипники разных моделей, посмотреть технические характеристики.

Реализуем товары оптом и в розницу. У нас есть склад в Санкт-Петербурге, где большой объем комплектующих в наличии. Также продукция доступна для заказа на сайте с доставкой по городу, Ленинградской области и в другие регионы России.

Для получения консультации позвоните нам или напишите в онлайн-чате. Также можете оставить контактные данные в форме на сайте, и мы сами свяжемся с вами.