Шаровые шарниры и шарнирные соединения Видеоматериалы

Подшипник.ру предлагает со склада в дополнение к подшипникам качения широкий ассортимент подшипников скольжения, или шаровые шарниры и наконечники на их основе.

Шаровые шарниры , иногда называемые шарнирными соединениями (ШС), или, в соответствии с принципом действия, подшипниками скольжения, применяются для связи элементов машин и механизмов, подвижных относительно друг друга, в режиме скольжения. Шарнирные соединения используются при недостаточно жестких валах допускающих колебания между валом и корпусом механизма, в частности, когда опоры разнесены на значительные расстояния. Шаровые шарниры и наконечники существуют в различных исполнениях, с различными поверхностями скольжения для определённого применения. По принципу технического обслуживания шаровые шарниры подразделяются на шарниры, требующие технического обслуживания в процессе эксплуатации и шарниры, не требующие такого обслуживания (самосмазывающиеся).

ШАРОВЫЕ ШАРНИРЫ, ТРЕБУЮЩИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

Шарниры данного типа состоят из внутреннего кольца с выпуклой сферической внешней поверхностью, которому соответствует внешнее кольцо с вогнутой сферической внутренней поверхностью. Конструкция учитывает возможность шарнира обеспечить самоцентрирование между валом и корпусом или возможность перемещения из-за небольших перекосов, когда изменение направления скоростей скольжения относительно медленное. Радиальные шарнирные соединения, требующие технического обслуживания, имеют комбинацию контактных поверхностей типа сталь/сталь и нуждаются в периодическом смазывании. Благодаря хорошему противостоянию поверхностей скольжения износу данные ШС используются, главным образом, при высоких нагрузках переменных направлений, ударных нагрузках, а также повышенных статических нагрузках. Шарниры с расширенным внутренним кольцом часто используются для монтажа силовых гидро- и пневмо-цилиндров. Наружные кольца этих шаровых шарниров имеют разлом и под воздействием нагрузки принимают овальную форму. Поэтому для корректного измерения зазора при монтаже они должны быть вмонтированы во втулку, имеющую внутренний диаметр равный номинальному наружному диаметру шарнира. Пределы допусков внутреннего диаметра такой втулки 0/-0,004 мм.

Информация по пределам радиальных внутренних зазоров шаровых шарниров типа сталь/сталь может быть получена у специалистов Подшипник.ру.

Подшипник.ру предлагает шаровые шарниры, требующие технического обслуживания следующих модификаций:

• шарниры сталь/сталь;
• шарниры сталь/сталь с размерами в дюймах;
• шарниры сталь/сталь с расширенным внутренним кольцом.

Большая часть шарниров сталь/сталь серий GE и GEZ выпускаются как в открытом, так и в защищённом исполнении. Защищённые шарниры имеют уплотнения с двух сторон и обозначаются индексом 2RS (GE..ES-2RS, GEZ..ES-2RS). Уплотнения с каждой стороны прижимаются (скользят) по двум кромкам из полиэфирной смолы или полиуретана. Наружная кромка отталкивает крупные твёрдые частицы и защищает внутреннюю кромку. Эта внутренняя кромка хорошо смазывается.Шаровые шарниры сталь/сталь могут применяться в диапазоне рабочих температур от -60°С до +300°С, однаконагрузочная способность ШС снижается при температурах выше +180°С. Область разрешенных температур для шарниров с уплотнениями ограничена рабочими температурами материалов уплотнения (от -30°С до +130°С при уплотнениях из полиэфирной смолы и от -20°С до 80°С для уплотнений из полиуретана). Область рабочих температур применяемой в шарнирах смазки также должна быть учтена.

РАДИАЛЬНЫЕ САМОСМАЗЫВАЮЩИЕСЯ ШАРОВЫЕ ШАРНИРЫ.

По своей конструкции эти шаровые шарниры аналогичны шарнирным соединениям, требующим технического обслуживания. Однако, поверхности скольжения этих шарниров имеют специальные покрытия из современных материалов, обладающие низким сопротивлением трению и поэтому они не нуждаются в периодическом техническом обслуживании. Данные ШС применяются, когда требуется длительный период эксплуатации шарнира без технического обслуживания, или когда рабочие условия (например, система смазки отсутствует) делают применение шарниров сталь/сталь нежелательным. Самосмазывающиеся шарниры принципиально предназначены для применения при повышенных нагрузках и при постоянном направлении нагрузки. При переменных нагрузках нагрузочная способность этих шаровых шарниров ограничена. Самосмазывающиеся шарнирные соединения выпускаются в трёх комбинациях материалов поверхностей скольжения:

• комбинация сталь/ отожженная бронза,
• комбинация сталь/ ткань (сетка) PTFE (тефлон),
• комбинация сталь/ композит PTFE.

В дополнение к шарнирам из твёрдой хромированной стали, Подшипник.ру предлагает со склада шарниры из нержавеющей стали, способные противостоять коррозии в окислительной среде.

Комбинация поверхностей скольжения шаровых шарниров сталь/бронза – шаровые шарниры этой серии имеют внешнее кольцо из стали, внутренняя поверхность которого облицована бронзой, покрытой PTFE, содержащим дисульфид молибдена. Внешнее кольцо шарнира смонтировано на внутреннем кольце и имеет прорезь. Внутреннее кольцо шарнира изготовлено из твёрдой хромированной стали, закалено, отшлифовано. Поверхность скольжения внутреннего кольца шарнирного соединения хромирована.

Самосмазывающиеся радиальные шаровые шарниры с комбинацией поверхностей сталь/бронза могут использоваться при температурах от -50°С до +150°С. При чисто статической нагрузке температура может быть увеличена даже до +280°С, но нагрузочная способность ШС при этом снижается.

Комбинация поверхностей скольжения шаровых шарниров сталь/композит PTFE – шаровые шарниры этой комбинации поверхностей скольжения выпускаются в двух сериях различных по структуре поверхностей скольжения.

Самосмазывающиеся радиальные шаровые шарниры с комбинацией поверхностей сталь/композит PTFE могут работать в области температур от -40°С до +75°С и в течение короткого времени даже до 110°С. Однако нагрузочная способность ШС снижается при достижении температуры 50°С.

Комбинация поверхностей скольжения шаровых шарниров сталь/ткань (сетка) PTFE (тефлон) - шарниры GEP..FS имеют закаленное и отшлифованное внутреннее кольцо из твёрдой углеродистой стали. Поверхность ШС покрыта твёрдым хромом и отшлифована. Внешнее кольцо изготовлено из термически обработанной стали, его вогнутая внутренняя поверхность полностью покрыта сеткой из пластика, содержащего PTFE (тефлон) и усиленного стекловолокном. Сетка удерживается боковыми буртиками, плотно прилегающими к её внешней поверхности. Поверхность скольжения на основе композита PTFE имеет очень хорошие механические свойства, особенно при повышенной статической нагрузке, хорошее противостояние износу и слабо чувствительна к загрязнению. Шарниры этой серии компактны и по сравнению с шарнирами других серий могут выдерживать повышенные радиальные нагрузки и, самое главное, повышенные осевые нагрузки. Шарниры смазываются на заводе. Для улучшения герметичности и противостояния коррозии они могут быть смазаны смазкой нормальной консистенции на литиевой основе, отталкивающей воду. Для облегчения смазки шарниры имеют смазочную круговую канавку и отверстия для смазки на внутреннем и наружном кольцах, а также аксиальные канавки на поверхности скольжения. Эти канавки предназначены также для осаждения частиц износа и других загрязнений.

Самосмазывающиеся радиальные шаровые шарниры с комбинацией поверхностей сталь/ткань (сетка) PTFE могут использоваться при температурах от -50°С до +150°С. Материал уплотнений ШС ограничивает область температур до -30°С ─ +130°С для версии 2RS и до -25°С ─ +120°С для версии шарниров 2LS.

РАДИАЛЬНО-УПОРНЫЕ ШАРОВЫЕ ШАРНИРЫ

Радиально-упорные шаровые шарниры имеют кольца, сферическая поверхность которых выполнена под некоторым углом к оси шарнира. Это позволяет шарнирным соединениям воспринимать комбинированные нагрузки (радиальные и осевые). Каждый шарнир предназначен для применения при действии нагрузки только в одном направлении. Радиальные нагрузки порождают в шарнире осевую силу, которую необходимо компенсировать силой той же величины, но действующей в противоположном направлении. Поэтому такой шарнир, как правило, устанавливается напротив второго шарнира. Если два шарнира установлены таким образом, что центр их сферы совпадает, получают шарнир способный выдерживать повышенные радиальные и осевые нагрузки, действующие в двух направлениях. Стандартно радиально-упорные шарниры изготовляются в комбинации поверхностей скольжения сталь/композит PTFE и являются самосмазывающимися. Для улучшения герметичности и защиты против коррозии рекомендуется заполнять объём вокруг шарнира литиевой смазкой консистенции 2 или 3, отталкивающей воду и являющейся ингибитором коррозии.

Кольца радиально-упорных шарниров изготовляются из закалённой хромированной стали и шлифуются. Покрытие поверхности скольжения из композита PTFE нанесено методом инжекции на внутреннюю поверхность внешнего кольца. Поверхность скольжения внутреннего кольца ШС выполнена из твердого хрома и покрывается литиевой смазкой.

Область допустимых рабочих температур этих шарниров лежит в диапазоне от -40°С до +75°С, но в течение ограниченного времени они могут работать при температуре до 110°С. Однако, в этих случаях, при достижении температуры 50°С нагрузка на ШС должна быть снижена.

ШАРОВЫЕ ШАРНИРЫ ОСЕВЫЕ

Осевые шарниры похожи на радиально-упорные шарниры, так как поверхности скольжения кольца оси и кольца корпуса образуют некоторый угол с осью подшипника. Поэтому они применяются главным образом при осевых нагрузках, но в некоторых пределах могут работать и при комбинированных нагрузках. В этих случаях радиальная составляющая нагрузки не должна превышать 50% действующей в то же время осевой нагрузки. Стандартно осевые шарниры самосмазывающиеся и выпускаются в комбинации поверхностей скольжения сталь/композит PTFE.

Кольца осевых шарниров, изготовленные из хромистой стали, закалены и отшлифованы. Пластиковое покрытие поверхности скольжения ШС содержит PTFE, усилено стекловолокном и нанесено методом инжекции прямо внутрь кольца-корпуса. Поверхность скольжения кольца-оси хромирована твёрдым хромом и покрыта литиевой смазкой. Шарниры разборные, что позволяет монтировать их элементы раздельно.

Область допустимых рабочих температур этих шарниров лежит в диапазоне от -40°С до +75°С, но в течение ограниченного времени они могут работать при температуре до +110°С. Однако, в этих случаях, при достижении температуры +50°С нагрузка должна быть снижена.

ВЫБОР ШАРОВЫХ ШАРНИРОВ

Выбор типа шарнира

Выбор надлежащего типа шарнира для конкретного применения зависит от целого ряда факторов. Тип шарнира (радиальный, с косым или осевым контактом) зависит, прежде всего, от направления прилагаемой нагрузки. Выбор комбинации поверхностей скольжения зависит от способа воздействия этой нагрузки (однонаправленная или знакопеременная).

• При радиальной нагрузке следует использовать радиальный тип шарнира. Он допускает в некоторой степени и осевую нагрузку.
• В случае осевой нагрузки необходимо применять осевой шарнир, но в некоторой степени допускается и радиальная нагрузка.
• В случае комбинированной нагрузки (радиальная и осевая составляющие примерно равной силы) необходимо применять радиально-упорные шарниры. В случае комбинированной нагрузки, когда осевая составляющая меньше радиальной, можно использовать радиальный и осевой шарнир обособленно. Чтобы осевой шарнир был нагружен только осевой нагрузкой, он должен монтироваться в корпусе с некоторой свободой радиального перемещения.
• Если нагрузка всегда действует в одном направлении и шарнир подвержен динамическому воздействию, перемещения поверхностей скольжения становятся более широкими. В этих случаях предпочтительно применять самосмазывающиеся шарниры. При незначительных осевых перемещениях (квазистатические условия), когда нагрузка очень большая и во время этих редких перемещений происходят удары, следует использовать шарниры с поверхностями скольжения сталь/сталь.
• При знакопеременной нагрузке наиболее приемлемыми являются шарниры с поверхностями скольжения сталь/сталь. Самосмазывающиеся шарниры при таких нагрузках могут быть применены только при определённых условиях.
• В условиях, при которых нагрузка действует в одном направлении, затем мгновенно меняет направление, требуется применение специальных шарниров.

Допустимый угол отклонения зависит от серии, исполнения и размеров шарнира. Шарниры с относительно большой поверхностью скольжения внутреннего кольца, например шарниры серии GEH, допускают больший угол отклонения. Эти углы для каждого типа шарнира и наконечника можно найти в каталожных материалах.

Подшипник.ру может предложить вам со склада целую гамму шарниров, адаптированных к различным условиям.

Выбор размеров шарниров

Когда вы выбрали необходимый вам тип шарнира, необходимо определить его размер. Для этого необходимо знать требуемый срок службы. Этот срок связан с типом механизма, условиями работы, требованиями к эксплуатационной надёжности. В первом приближении для определения размера можно воспользоваться индикаторной величиной коэффициента нагрузки С/Р, приведённой в каталожных материалах, чтобы определить требуемую базовую нагрузку С. Затем подходящий шарнир может быть выбран по таблицам размеров шарниров. Далее с помощью диаграмм pv, выполненных для различных комбинаций поверхностей скольжения необходимо проверить, может ли выбранный шарнир быть применён в реальных условиях работы (нагрузка, скорость скольжения). Если первая проверка, выполненная с помощью диаграмм pv, показала, что выбранный шарнир может быть применён, можно рассчитать предполагаемый срок службы с помощью специальных формул, и если окажется, что рассчитанный срок службы ниже требуемого, необходимо выбрать шарнир больших размеров и повторить расчет. Если же первая проверка обнаружила, что область pv превышена, необходимо взять шарнир с большей нагрузочной способностью. Размеры шарниров часто определяются размерами примыкающих к нему компонентов механизма (машины). В этих случаях, прежде всего, по диаграммам pv нужно подтвердить возможность использования этого шарнира.

На складе Подшипник.ру постоянно в наличии шарнирные соединения различных типов ведущих фирм:

GE...UK-N, GE...DO, GE...E-GE...ES, GE...DO-2RS, GE...ES-ES...2RS, GE...UK, GE...C, GE...UK-2RS, GE...TE-2RS-TA-2RS, GE...LO, GEG...ES, GE...HO-2RS, GEM...ES-2RS, GE...FO, GEN...ES, GE...FO-2RS, GEN...ES-2RS, GE...SX, GE...ZO, GEZ...ES, GEZ...ZO-2RS, GEZ...ES-2RS, PFE...D, PFE...U, PRG, PFI...D, PFI...C, 4FP...C, PF...C, CF, 4FP, PFT, CF, R, PR...CE, SIQG...ES, F, PF, PR...S, SIJ...ES, PR...U, SIR...ES, PR...U-LO, PR...N, SIRD...ES, MA...D, MA...D-FO, FT, BO, FU...,R..., S...N, SCF...ES, PN...CE, GK...LO, FD..., FF, FS, S...C, SC...ES, S...C-FO, S...C-LO, TXM, ESI...2RS, FI...D, SI...E-SI...ES - SIA...ES2RS, FE...D - FE...D - 2RS, SA...E - SA...ES - SAA...ES2RS, FI...U, SI...C-SIA...TE2RS, FI...U-2RS, FE...U, SA...C - SAA...TE2RS, FE...U-2RS, SF...D, SB..., SI..., SE...