Таблицы предельных осевых нагрузок для линейных подшипников
| Типоразмер (Внутренний диаметр, мм) |
Тип подшипника | Статическая грузоподъемность в осевом направлении (Н) |
Динамическая грузоподъемность в осевом направлении (Н) |
Допустимая скорость (м/с) |
|---|---|---|---|---|
| 8 | Шариковый (LM8UU) | 340 | 170 | 1.5 |
| 10 | Шариковый (LM10UU) | 520 | 260 | 1.4 |
| 12 | Шариковый (LM12UU) | 680 | 340 | 1.3 |
| 16 | Шариковый (LM16UU) | 1260 | 630 | 1.2 |
| 20 | Шариковый (LM20UU) | 1960 | 980 | 1.0 |
| 25 | Шариковый (LM25UU) | 2940 | 1470 | 0.9 |
| 30 | Шариковый (LM30UU) | 4200 | 2100 | 0.8 |
| 40 | Шариковый (LM40UU) | 7050 | 3520 | 0.7 |
| 16 | Роликовый (LME16UU) | 1760 | 880 | 0.9 |
| 20 | Роликовый (LME20UU) | 2940 | 1470 | 0.8 |
| 25 | Роликовый (LME25UU) | 4410 | 2205 | 0.7 |
| 16 | Открытый шариковый (KH1630PP) | 940 | 470 | 1.3 |
| Соотношение осевой нагрузки к номинальной (%) | Коэффициент срока службы | Прогнозируемый ресурс (% от номинального) |
Влияние скорости (коэффициент корректировки) |
|---|---|---|---|
| 25 | 64.0 | 6400 | 1.0 |
| 50 | 8.0 | 800 | 0.95 |
| 75 | 2.4 | 240 | 0.85 |
| 100 | 1.0 | 100 | 0.7 |
| 125 | 0.5 | 50 | 0.5 |
| 150 | 0.3 | 30 | 0.35 |
| Тип подшипника | Внутренний диаметр (мм) | Максимальная осевая нагрузка (Н) | Особенности конструкции | Материал | Применение |
|---|---|---|---|---|---|
| LMEF-UU | 16-40 | До 9800 | Фланцевая конструкция с повышенным числом роликов | Нержавеющая сталь, керамические ролики | Тяжелое машиностроение, прессы |
| LMEK-UU | 12-30 | До 5600 | Компактная конструкция с усиленными дорожками качения | Высокоуглеродистая сталь с азотированием | Металлообработка, станки ЧПУ |
| SCS-UU | 16-60 | До 12000 | Подшипник в корпусе с усиленными торцевыми уплотнениями | Легированная сталь с хромированием | Вертикальные перемещения, подъемные механизмы |
| LM-L-UU | 16-25 | До 4500 | Удлиненная конструкция для лучшего распределения нагрузки | Сталь с бронзовыми вставками | Промышленные роботы, манипуляторы |
| LME-UU-AJ | 20-40 | До 8200 | Регулируемый преднатяг для оптимизации осевой жесткости | Инструментальная сталь, полимерные сепараторы | Прецизионное оборудование, измерительные системы |
Полное оглавление статьи
Введение в проблематику осевых нагрузок линейных подшипников
Линейные подшипники являются ключевыми компонентами в системах линейного перемещения, обеспечивая точное и плавное движение механизмов. Одним из важнейших эксплуатационных параметров этих элементов является способность выдерживать осевые нагрузки, действующие вдоль оси вала. В отличие от радиальных нагрузок, осевые нагрузки требуют особого внимания при проектировании и подборе подшипников, поскольку они могут существенно влиять на срок службы и точность работы механизма.
При выборе линейных подшипников для конкретного применения необходимо учитывать не только максимальную осевую нагрузку, но и характер ее приложения (статическая, динамическая, ударная), скорость перемещения, условия окружающей среды и другие факторы. Данная статья представляет собой систематизированный справочный материал, который поможет инженерам и техническим специалистам корректно подобрать линейные подшипники с учетом осевых нагрузок в различных условиях эксплуатации.
Классификация линейных подшипников
Шариковые линейные подшипники
Шариковые линейные подшипники представляют собой наиболее распространенный тип линейных подшипников. Они могут быть открытыми или закрытыми. Закрытые модели имеют уплотнения, которые защищают дорожки качения от загрязнений и удерживают смазку. Основным элементами качения являются шарики, которые обеспечивают низкое трение и высокую точность перемещения.
По конструкции шариковые линейные подшипники делятся на:
- Стандартные (серии LM-UU) — базовая конструкция с шариками, движущимися по замкнутым дорожкам
- С фланцем (серии LMF-UU) — имеют фланец для упрощения монтажа и фиксации
- Удлиненные (серии LM-L-UU) — обладают увеличенной длиной для лучшего распределения нагрузки
- Регулируемые (серии LME-UU-AJ) — позволяют настраивать преднатяг для оптимизации жесткости
Роликовые линейные подшипники
Роликовые линейные подшипники используют в качестве элементов качения ролики (игольчатые или цилиндрические). Благодаря увеличенной площади контакта они способны выдерживать более высокие нагрузки по сравнению с шариковыми аналогами сопоставимого размера. Роликовые подшипники особенно эффективны при высоких осевых нагрузках, однако имеют несколько более высокое трение.
Основные серии роликовых линейных подшипников:
- LME-UU — стандартная серия с цилиндрическими роликами
- LMEF-UU — роликовые подшипники с фланцем
- LMEK-UU — компактная серия с повышенной нагрузочной способностью
- LME-UU-OP — открытая конструкция для применения в условиях загрязнения
Подшипники на рециркулирующих шариках
Подшипники на рециркулирующих шариках представляют собой особую категорию линейных подшипников, где элементы качения (шарики) циркулируют по замкнутому контуру. Такая конструкция обеспечивает плавное и равномерное распределение нагрузки, а также длительный срок службы. Подшипники данного типа бывают как индивидуальными элементами, так и в сборе с корпусами (серии SCS-UU, SBR-UU, TBR-UU).
Расчет ресурса при осевой нагрузке
Основные формулы расчета
Расчет ресурса линейного подшипника при осевой нагрузке производится по следующей формуле:
L = (Ca / Fa)3 × L0, где:
L — ожидаемый ресурс (км),
Ca — динамическая грузоподъемность в осевом направлении (Н),
Fa — фактическая осевая нагрузка (Н),
L0 — базовый номинальный ресурс (обычно принимается равным 50 км)
При этом стоит учитывать, что формула предполагает идеальные условия эксплуатации. Для учета реальных условий в расчет вводятся поправочные коэффициенты:
Lскорр = L × fh × ft × fw, где:
Lскорр — скорректированный ресурс (км),
fh — коэффициент твердости направляющей,
ft — температурный коэффициент,
fw — коэффициент нагрузки (см. Таблицу 4.2)
Влияние соотношения радиальной и осевой нагрузки
В реальных условиях эксплуатации на линейный подшипник часто действуют одновременно и радиальные, и осевые нагрузки. В этом случае для расчета используется эквивалентная нагрузка:
Fэкв = X × Fr + Y × Fa, где:
Fэкв — эквивалентная нагрузка (Н),
Fr — радиальная нагрузка (Н),
Fa — осевая нагрузка (Н),
X — коэффициент радиальной нагрузки (обычно X = 1),
Y — коэффициент осевой нагрузки (для стандартных подшипников Y = 0.5)
Для специализированных подшипников, рассчитанных на повышенные осевые нагрузки (см. Таблицу 4.3), коэффициент Y может иметь значения от 0.7 до 0.9, что отражает их повышенную способность противостоять осевым нагрузкам.
Влияние скорости на допустимую нагрузку
С увеличением скорости линейного перемещения допустимая осевая нагрузка на подшипник снижается. Это связано с тем, что при высоких скоростях возрастает вероятность микроударов и вибраций, а также ухудшаются условия смазывания. Данная зависимость учитывается с помощью коэффициента скорости, представленного в Таблице 4.2.
При расчете максимальной допустимой осевой нагрузки с учетом скорости применяется формула:
Fa.доп = Fa.ном × kv, где:
Fa.доп — допустимая осевая нагрузка с учетом скорости (Н),
Fa.ном — номинальная осевая нагрузка (Н),
kv — коэффициент скорости (из Таблицы 4.2)
Факторы снижения ресурса
Ударные нагрузки
Ударные осевые нагрузки особенно опасны для линейных подшипников, поскольку могут привести к локальным деформациям дорожек качения и элементов качения. При проектировании систем с ударными нагрузками рекомендуется выбирать подшипники с запасом по грузоподъемности не менее 2-3 от максимальной расчетной нагрузки.
Для систем с частыми ударными нагрузками рекомендуется использовать специализированные подшипники с повышенной ударной стойкостью, такие как LMEF-UU или SCS-UU, представленные в Таблице 4.3.
Вибрационные нагрузки
Вибрационные нагрузки могут значительно сократить ресурс линейных подшипников даже при относительно небольших амплитудах. Это связано с явлением усталости материала, которое усугубляется при вибрации. При работе в условиях вибрации рекомендуется:
- Использовать подшипники с преднатягом (серии LME-UU-AJ)
- Обеспечивать равномерную и достаточную смазку
- Снижать расчетную нагрузку на 30-40% от номинальной
- Применять демпфирующие элементы в конструкции
Каталог линейных подшипников
Линейные подшипники в каталоге компании "Иннер Инжиниринг"
В нашем каталоге представлен широкий выбор линейных подшипников различных типов и размеров, подходящих для различных условий эксплуатации и нагрузок.
Линейные подшипники по размерам
Линейные подшипники в сборе с корпусом
Заключение и отказ от ответственности
Данная статья предоставляет информацию о предельных осевых нагрузках для линейных подшипников различных типов и размеров. Приведенные значения основаны на технических данных производителей и отраслевых стандартах. Однако следует учитывать, что в каждом конкретном случае характеристики могут варьироваться в зависимости от условий эксплуатации, качества монтажа, смазки и других факторов.
Статья носит ознакомительный характер. При проектировании ответственных узлов и механизмов рекомендуется консультироваться с инженерами-специалистами и официальными представителями производителей линейных подшипников.
Источники информации:
- Технические каталоги и спецификации производителей линейных подшипников
- Справочник инженера-машиностроителя, 2023
- ГОСТ 31252-2004 "Подшипники качения. Основные размеры и технические требования"
- ISO 14728-1:2017 "Linear motion rolling bearings — Part 1: Dynamic load ratings and rating life"
Компания "Иннер Инжиниринг" не несет ответственности за возможные последствия использования информации, приведенной в данной статье, включая, но не ограничиваясь, прямой или косвенный ущерб, возникший в результате использования или невозможности использования данной информации.
