Опорные подшипники: конструкция и эксплуатация

Опорный или, как принято называть, упорный подшипник представляет собой особый тип подшипников качения и скольжения, воспринимающих исключительно осевую нагрузку. Также существуют и виды в большей или меньшей степени воспринимающие радиальные усилия — радиально-упорные и упорно-радиальные подшипники.

Навигация по статье

Конструкция опорных подшипников

Назначение опорных подшипников

Виды и особенности опорных подшипников

Особенности обслуживания опорных подшипников

Конструкция опорных подшипников

В обычном варианте опорный подшипник состоит из двух колец с выточенными в них канавками, в которых расположены тела качения сферической или цилиндрической формы. Тела, как правило, крепятся в сепараторе. Посадочная поверхность свободного и наружного кольца может иметь сферическую или плоскую форму. Подшипник опорный может быть открытым или закрытым, иметь одно или два кольца (например, рассчитан на установку в корпус машины). Также он может не иметь сепаратора, быть одинарным или двойным.

Дорожки опорного подшипника воспринимают только ограниченное центробежное усилие при движении тел качения, что значительно ограничивает его частоту вращения. Поэтому при высоком количестве оборотов рекомендуется использовать упорно-радиальные подшипники.

Назначение опорных подшипников

Опорные подшипники широко используются в различных машинах и механизмах где действуют серьёзные осевые усилия:

• Тихоходные редуктора.
• Шпиндели и вращающиеся центры станочного оборудования.
• Поворотные устройства.
• Задвижки.
• Вертикальные валы различных механизмов.
• Металлорежущие станки.
• Прокатное и другое металлургическое оборудование.
• Ходовая часть автомобилей — опорный подшипник передней стойки и т. д.
• Домкраты и другие устройства и оборудование на транспорте, в энергетической горной, металлургической и других сферах промышленной деятельности.

Виды и особенности опорных подшипников

Во многих механизмах используется опорный подшипник скольжения, но всё же наиболее массовое применение получили подшипники качения. На них и остановим наше внимание. В первую очередь опорный подшипник можно классифицировать по распределению нагрузки:

• Упорные подшипники — предназначены для восприятия преимущественно осевой нагрузки. Допустима лишь предельно малые радиальные усилия.
• Упорно-радиальные — воспринимают преимущественно осевую и небольшую радиальную нагрузку.
• Радиально-упорные подшипники — воспринимают комбинированную осевую и радиальную нагрузку.

По количеству рядов тел качения опорные подшипники подразделяются на:

• Однорядные.
• Двухрядные.
• Многорядные.

В зависимости от способности компенсации перекосов валов подшипники подразделяются на:

• Несамоустанавливающиеся. Взаимный перекос колец может достигать 8°.
• Самоустанавливающиеся. Возможен перекос колец до 4°.

Возможность восприятия того или иного типа нагрузки во многом определяется формой тел качения подшипника. Существует два основных типа — шариковые и роликовые опорные подшипники. Шариковый опорный подшипник воспринимает исключительно осевые нагрузки и является несамоустанавливающимся. При однорядном исполнении может воспринимать односторонние усилия. Двухрядный шариковый опорный подшипник воспринимает двустороннюю нагрузку.

Опорный роликовый подшипник применяется при высоких осевых нагрузках. В зависимости от формы тела качения они подразделяются на:

• Конические опорные роликовые подшипники — рассчитаны на работу при очень высоких нагрузках, при механических ударах и высоких скоростях вращения.
• Опорные подшипники с цилиндрическими роликами. Данный тип оптимально подходит для работы на сравнительно небольших скоростях, но при высоких нагрузках.
• Подшипники опорные со сфероконическими роликами. Характеризуются стойкостью к высоким осевым и радиальным нагрузкам. Важной особенностью является способность к самоустанавливаемости.

Важной особенностью опорных подшипников является конструкция его сепаратора. Существует два основных типа:

• Цельный полностью закрытый, где в каждом гнезде находится тело качения.
• Штампованный без отдельных гнезд для каждого ролика или шарика.

Устройство с цельным сепаратором дороже в производстве и выпускаются ведущими мировыми производителями. Открытые сепараторы удешевляют подшипник, то их применение при высоких скоростях вращения крайне не рекомендуется. Причина в том, что перемычки могут просто не выдержать создаваемых при быстром вращении усилий, и тела качения сгруппируются и будут свободно перемещаться по дорожке. Результатом будет не только выход из строя и, соответственно, преждевременная замена опорного подшипника, но и вероятная поломка дорогостоящего оборудования. Поэтому рекомендуется приобретать и устанавливать высококачественные опорные подшипники от известных мировых брендов с литым сепаратором, стойкие к высокой нагрузке.

Особенности обслуживания опорных подшипников

В процессе эксплуатации оборудования, при проведении периодического обслуживания, рабочих осмотров или замены смежных деталей, необходима обязательная диагностика опорных подшипников для принятия решения об их дальнейшей работе.

Порядок осмотра:

• Взятие пробы пластичной смазки для анализа на примеси и соответствие требованиям эксплуатации.
• Оценка количества пластичной смазки в подшипниковом узле.
• Удаление смазки для тщательного осмотра.
• Проверка наличия повреждений и дефектов сепаратора.
• Контроль состояния видимых частей тел качения и дорожки качения.

При принятии решения по дальнейшей эксплуатации или замене опорного подшипника необходимо принять во внимание следующие факторы:

• Наличие дефектов, их характер и степень повреждений.
• Режим эксплуатации оборудования.
• Производительность оборудования.
• Периодичность осмотров.

При выявлении повреждений необходимо установить причину и провести профилактические мероприятия, которые включают:

• Анализ и улучшение технологии монтажа подшипника или узлов оборудования.
• Применение более качественных уплотнений.
• Защита от коррозии при простоях.
• Усовершенствование способа подачи смазки, использование смазочных материалов с требуемыми свойствами.
• Проверка точности обработки посадочных мест.
• Проверка внутренних зазоров подшипника, а также другие работы в зависимости от особенностей конструкции оборудования.

Другие статьи

Предохранительные муфты

Предохранительные муфты входят в число наиболее ответственных узлов привода, обеспечивающих не только передачу крутящего момента, но и защиту оборудования от чрезмерных нагрузок и др. нештатных ситуаций. Компания «Ф и Ф», в качестве официального представителя в России, предлагает большой выбор муфт одного из ведущих мировых производителей –  компании  FLENDER.

Привод для конвейера

В организации ритмичной работы технологической цепочки промышленных предприятий конвейер играет одну из главных, если не главную роль. При правильном проектировании и использовании надежного оборудования конвейер будет приносить огромную прибыль, при недочётах и непродуманном выборе производителя и поставщика – простои и материальные убытки.

Муфты – виды и применение

Муфты применяются практически во всех производственных и промышленных отраслях. Насчитывается несколько десятков разновидностей таких узлов, которые различаются по форме, размерам и принципу работы.

Опорный подшипник подвески переднеприводных автомобилей

Большинство переднеприводных авто спереди оснащаются независимой подвеской типа МакФерсон. Особенностью типа данной подвески является использование амортизационной стойки – главного элемента подвески данного типа еще и в качестве поворотного кулака ступицы.

Такая конструктивная особенность подразумевает не только работу в возвратно-поступательном движении стойки, включающей амортизатор и пружину, но еще и проворот вокруг оси. Таким образом осуществляется возможность управления автомобилем.

И особой сложности в конструкции нет – имеется стойка, в нижней части закрепленная при помощи болтового соединения к ступице колеса. Внутри стойки размещен амортизатор, а поверх нее – винтовая пружина. На стойке также имеется проушина для закрепления рулевой тяги.

Возможность проворота вокруг оси осуществляется шаровыми опорами снизу и опорным подшипником в верхней части.

Особенностью опорных подшипников является не только возможность проворота опоры, но еще и крепление ее к кузову. В этом и заключается главная задача данного подшипника.

Особенности конструкции верхних опор

Стойка передней подвески (АвтоВАЗ)
1 – защитный колпак; 2 – ограничитель хода сжатия опоры; 3-верхняя опора стойки; 4 – подшипник верхней опоры; 5 – верхняя чашка пружины; 6 – пружина передней подвески; 7 – регулировочный болт; 8 – эксцентриковая шайба; 9 – защитный кожух; 10 – буфер хода сжатия

Конструкций опор стойки – несколько, но задача у них всех одна: крепление стойки к кузову и возможность ее проворота вокруг оси.

Зачастую верхняя опора подшипника состоит из опорника, к которому крепится шток амортизатора. Опорник также выступает крепежным элементом к кузову авто. Внутри опорника располагается упорный подшипник, который и обеспечивает возможность вращения стойки относительно кузова.

Есть и конструкция подвески, где крепление верхней опоры к кузову вовсе не производится. Состоит такая опора из резиновой подушки, внутрь которой заплавлен опорный подшипник. В такой конструкции опора не крепиться к кузову, она просто поджимается к нему пружиной. Поскольку стойка достаточно глубоко посажена в место посадки, практически полностью исключается возможность выскакивания стойки с посадочного места. И все же имеется небольшой упор от возможного выскакивания стойки с посадочного места в виде небольшой опорной шайбы, которая может быть даже пластиковой.

Какая бы конструкция верхних опор не была, она является элементом, который в верхней части удерживает пружину подвески в поджатом состоянии, предотвращая ее контакт с кузовом авто. При этом наличие подшипника позволяет совершать вращательное движение стойки относительно оси.

Во многих авто представлена в виде опорной пластины, которой производится крепление к кузову. Внутрь этой пластины помещена резиновая подушка с упорным подшипником, на который опирается пружина. Внутри опорной пластины установлена втулка, в которую устанавливается шток амортизатора и фиксируется там гайкой.

Если рассматривать все это в подкапотном пространстве, то по бокам имеются массивные выступы с отверстием по центру, из которых видно гайки крепления штока амортизатора. По периметру этого отверстия расположены три торчащих шпильки с гайками. Это и есть крепление опоры к кузову.

В некоторых конструкциях, где используется опорная подушка, в подкапотном пространстве по бокам расположены лишь выступы с отверстиями, в которых видно гайку крепления штока амортизатора и широкую шайбу.

Визуально определить верхние опоры достаточно легко. Нужно лишь попросить кого-то покрутить руль, а самому смотреть в подкапотное пространство. Там, где видно будет вращение штока вместе с гайкой и будет указывать на верхние опоры.

Определение неисправности

Имея достаточно сложную конструкцию, включающую подшипник, резинотехнический элемент, втулки, пластину крепления, шайбы, неисправностей опоры не особо много, и все они связаны с сильным износом самого упорного подшипника.

Проявляется неисправность опоры обычно в виде стуков и скрипов в верхней части подкапотного пространства. Этот стук может доносится как с какой-то одной стороны, так и с обеих. Зачастую этот стук прослушивается только при движении по неровностям.

Определить, является ли причиной стука износ подшипника опоры достаточно просто. Для этого нужно открыть капот и взявшись за выступающий шток амортизатора, с хорошим усилием его пораскачивать в стороны. Если имеется боковое смещение, то это указывает на критический износ подшипника.

Ещё кое-что полезное для Вас:

• Два способа по замене амортизаторов передней стойки автомобилей ВАЗ
• Лучшие антикоррозийные средства для обработки кузова машины
• Пневматическая подвеска. Устройство и принцип работы пневмоподвески

Видео: Проверка опорных подшипников ВАЗ

Можно также пораскачивать авто вбок, держать за крыло авто. Если при этом не наблюдается в месте крепления опоры смещения или оно не соответствует амплитуде колебаний,  слышны характерные щелчки, то опорный подшипник изношен и требует замены.

Последовательность работ и замена опорного подшипника на разных машинах, в которых опора выступает еще и поворотным кулаком, практически одинакова.

Необходимый инструмент

Для выполнения операции по снятию опоры для замены понадобиться:

1. набор рожковых и накидных ключей;
2. специальный ключ для фиксации штока амортизатора;
3. стяжки для пружин;
4. съемник для шарового шарнира рулевой тяги.

Также понадобятся новые опоры. На некоторых моделях авто возможна замена только самого подшипника, но все же рекомендуется полная замена опор.

Замена опоры на Лада «Калина»

Видео: GЗамена опорного подшипника(опоры) передней стойки 2108

Рассмотрим последовательность действий по замене опорного подшипника вместе с опорой на автомобиле Лада «Калина». Все работы по замене с одной из сторон производится так:

1. Автомобиль устанавливается на ремонтную площадку и обездвиживается ручником и противооткатными башмаками. Сторона, где будет производиться замена опоры, поддомкрачивается, предварительно ослабляется крепление колеса. После поднятия колеса, оно полностью демонтируется.
2. Далее работы производятся в подкапотном пространстве. Вначале при помощи специального ключа удерживается шток амортизатора, а накидным ключом откручивается гайка его крепления. Эта гайка сидит достаточно крепко, поэтому возможно потребуется наращивание ключей для увеличения усилия.
3. Следующий этап – выпрессовка наконечника рулевой тяги из опоры. Выполнив это, откручивается два болта крепления опоры к ступице колеса, и она опустится вниз. Но при этом важно проследить за патрубками тормозной системы – они не должны быть натянуты, поэтому возможно потребуется что-то подкладывать под ступицу.
4. В подкапотном пространстве откручиваются гайки крепления опорной пластины к кузову авто. После этого будет возможность извлечь стойку в сборе.
5. Уже на снятой стойке, стяжками сжимается пружина, чтобы при дальнейшей разборке она не «выстрелила». После этого откручивается внутренняя гайка, удерживающая опору на штоке.
6. Открутив внутреннюю гайку появиться возможность снять опору в сборе, при этом стяжки будут удерживать пружину в сжатом состоянии.
7. После на место изношенной опоры устанавливается новая, и производится сборка в обратной последовательности.

Обязательным условием является замена опор с обеих сторон. Поэтому после замены одной опоры выполняются все работы и с другой стороны авто.

Замена на Volkswagen Polo II

Видео: Замена опорного подшипника и опоры стойки (правая стойка, снятие)

А вот на автомобиле Volkswagen Polo II опорной пластины нет. К тому же пространство крыла позволяет провести операции по замене несколько быстрее и проще. Последовательность работ на данном авто такова:

1. В начале откручивается гайка крепления верхней опорной шайбы. После авто поддомкрачивается и снимается колесо. Чтобы не отсоединять стойку от ступицы, нужно поднять автомобиль на домкрате как можно выше.
2. Далее отсоединяется наконечник рулевой тяги. После этого появится возможность опустить стойку вместе со ступицей вниз. Далее выворачивается ступица вбок, что позволяет вывести стойку из-под крыла и положить ее вбок.
3. Стяжками фиксируются пружины, после чего откручивается внутренняя гайка крепления опоры и она снимается.
4. Устанавливается новая опора и производится сборка в последовательности, обратной разборке.

На этом работы по замене верхней опоры вместе с подшипником завершены. Если сборка произведена правильно, то в дальнейшем при движении на автомобиле никаких стуков не должно быть.

Практические советы по замене опоры стойки

Практические рекомендации

на

Ср, 22.05.2019 — 12:00

Вы знаете, что поперечные рычаги, шаровые шарниры и стабилизаторы поперечной устойчивости играют ключевую роль при обслуживании рулевого управления и подвески, но как насчет верхней опоры стойки? Возможно, незамеченный герой любой системы, он помогает смягчить шум и вибрацию, а также действует как рулевой шарнир для плавной и отзывчивой езды.

Поскольку любой износ этой детали может отрицательно сказаться на управляемости автомобиля и, в свою очередь, на безопасности, важно знать, как ее следует обслуживать.

Что такое опора стойки?

Устанавливается на автомобилях, оборудованных стойками типа Макферсон, верхнее крепление стойки крепит верхнюю часть стойки к шасси автомобиля. Однако его назначение выходит далеко за рамки простого крепления. Действительно верхнее крепление стойки выполняет две основные функции; он изолирует стойку от автомобиля, снижая как шум, так и вибрацию. Многие опоры передних стоек также содержат подшипник, который действует как рулевой шарнир, поэтому, когда вы поворачиваете рулевое колесо слева направо и наоборот, стойка поворачивается на опоре стойки, контролируя угол и выравнивание колес.

Почему не получается?

Хотя верхние опоры стоек рассчитаны на длительный срок службы, они изо дня в день подвергаются значительным нагрузкам. Вместе с подшипником и винтовой пружиной они удерживают полную массу автомобиля. Кроме того, они постоянно находятся в движении — типичная стойка выдерживает миллионы циклов в течение своего срока службы — до 1750 раз на каждую милю, пройденную по обычному дорожному покрытию. Это постоянное движение вверх и вниз, которое усугубляется выбоинами, ухабами и ударами по бордюрам, толкает и тянет крепление, что приводит к чрезмерному износу. Кроме того, такие факторы окружающей среды, как лед, вода, соляной туман, влажность и перепады температуры, могут нанести ущерб.

Признаки неисправной опоры стойки

Как и большинство других деталей, существует несколько контрольных признаков неисправности опоры стойки. Если ваш клиент жалуется на что-либо из следующего, возможно, неисправна верхняя опора стойки:

• Ненормальные шумы, исходящие от системы рулевого управления и подвески. Например, стук при проезде неровностей или скрип при маневрировании на малой скорости
• Преждевременный и/или неравномерный износ шин
• Ускоренный износ амортизаторов
• Чрезмерная вибрация
• Неправильное выравнивание колеса/шины
• Плохой возврат рулевого управления

Помимо этих общих признаков, тщательный визуальный осмотр поможет определить возможный износ или повреждение. Ищите любые признаки коррозии, трещин или разрывов резины, отделения от металла и чрезмерного движения в узле стойки. Также проверьте рулевой шарнир, чтобы убедиться в плавности и свободном вращении.

Когда заменять?

Хотя это и не является частью планового графика обслуживания, вам следует регулярно проверять верхние опоры стоек и, при необходимости, заменять попарно — левую и правую стороны — как можно скорее. Изношенные или поврежденные верхние опоры стоек влияют не только на реакцию рулевого управления и комфорт водителя, но и на другие части системы рулевого управления и подвески, такие как амортизаторы и шины, что ускоряет износ и приводит к ненужным расходам для владельца автомобиля.

Кроме того, поскольку верхнее крепление стойки — это недорогая деталь, которая часто является очень трудоемким процессом, имеет смысл устанавливать новые при каждой замене стоек. В любом случае, в большинстве случаев вам придется снимать стойку и разжимать спиральную пружину, что может избавить вас от необходимости выполнять одну и ту же работу дважды.

Зачем заменять парами?

Поскольку верхние опоры стоек обычно выдерживают одинаковое количество миль и дорожных условий, есть вероятность, что если одна сторона изношена, то и другая тоже. Поэтому рекомендуется производить замену парами – левая и правая сторона. Это обеспечит равномерное распределение их характеристик по всей оси для сбалансированного дорожного просвета и одинаковой отзывчивости рулевого управления и управляемости. Дисбаланс с любой стороны может повлиять как на ход шасси, так и на движение колес, что в конечном итоге ухудшит управляемость автомобиля.

Замена верхней опоры стойки может быть длительным процессом, но, следуя рекомендациям, показанным в видео ниже, Delphi Technologies может помочь сделать ее максимально плавной и безболезненной:

Узнайте больше о нашей программе крепления верхней стойки.

Верхние опоры стоек и верхние опоры амортизаторов: когда менять?

Обновлено: 04 марта 2020 г.

В автомобиле стойка представляет собой амортизатор, встроенный в узел со спиральной пружиной и верхним креплением, называемый опора стойки , см. рисунок. Верхнее крепление стойки соединяет стойку с кузовом или рамой автомобиля.

Крепление стойки Макферсон.

На многих автомобилях под капотом можно увидеть передние верхние крепления стоек (см. фото ниже). Крепления амортизаторов служат той же цели, прокрутите вниз, чтобы узнать о них больше.

Крепления для стоек
Крепления для стоек выполняют несколько функций: во-первых, они должны надежно удерживать стойки на месте и поглощать некоторые удары от неровностей дороги.
Во-вторых, в некоторых автомобилях опоры передних стоек имеют опорные подшипники , позволяющие вращаться вместе с передним колесом при повороте влево или вправо.
В-третьих, опоры стоек должны обеспечивать хорошую звукоизоляцию, иначе дорожный шум и вибрации будут передаваться от стоек через кузов автомобиля в салон. По этой причине опоры стоек имеют резиновую прокладку, поэтому нет контакта металла с металлом между стойкой и кузовом.

Крепления стойки не требуют обслуживания. Их не нужно заменять, если только они не изношены или с ними не возникла какая-то другая проблема.

Существует несколько причин, по которым может потребоваться замена опор стоек. Чаще всего это когда изношенное крепление стойки издает лязг или дребезжащий шум.

Крепление передней стойки.

Этот тип шума может быть вызван металлической пластиной, отделяющейся от резины внутри опоры, или изношенным подшипником стойки.

Шумную опору стойки не всегда легко диагностировать, потому что повреждение не видно снаружи. Механики используют специальный инструмент Chassis Ear, который может помочь в некоторых случаях.

Плохой подшипник опоры стойки также может вызывать хлопки или скрип при повороте рулевого колеса на малых скоростях; посмотрите это видео. То, как поворачивается руль, тоже может быть рывком; как будто он застревает и высвобождается неоднократно. Это происходит, когда смазка внутри подшипника высыхает или когда внутри подшипника есть коррозия или износ.

Опора стойки и подшипник стойки.

Опять же, этот тип шума может быть трудно диагностировать, потому что подобный шум может быть вызван многими проблемами.
В некоторых автомобилях подшипник стойки поставляется с опорой стойки как единое целое; в других машинах его можно заменить отдельно, хотя трудоемкость такая же.

Опоры стойки также подлежат замене, если на них наблюдается чрезмерная коррозия или если видимая резиновая часть выглядит порванной или сильно изношенной. Например, опоры задних стоек часто заменяют из-за повреждения ржавчиной.

Безопасно ли ездить с неисправной опорой стойки? На этот вопрос может ответить только ваш механик, ведь все зависит от состояния опор стоек.

Опоры стоек не очень дорогие детали, но их замена требует значительных трудозатрат. При сборке стоек винтовые пружины сжимаются под большим напряжением.

Крепление задней стойки.

Они могут раскрутиться с большой силой и нанести травму. Мы рекомендуем делать этот ремонт в ремонтной мастерской.

Для замены опоры стойки необходимо аккуратно разобрать стойку с помощью специального приспособления для сжатия пружин. Замена одной опоры передней стойки в среднестатистическом современном автомобиле или кроссовере будет стоить от 220 до 380 долларов плюс развал-схождение, если это необходимо.

Нет необходимости заменять обе опоры стойки одновременно, но если одна из них вышла из строя, другая тоже может быть изношена. Если стойки заменены по другим причинам, а опоры стоек имеют некоторый износ или известно, что они выходят из строя на этом автомобиле, имеет смысл заменить их одновременно.

Замена обеих стоек вместе с креплениями стоек будет стоить от 650 до 900 долларов в среднем автомобиле. В некоторых автомобилях сход-развал необходимо выполнять после замены опор передних стоек или стоек. Развал-схождение будет стоить дополнительно 50-180 долларов.

Как долго служат опоры стоек? В некоторых автомобилях опоры стоек могут служить в течение всего срока службы автомобиля, в то время как в других они, как известно, выходят из строя раньше. Это также зависит от качества дорог. Выбоины и лежачие полицейские могут привести к более быстрому износу многих деталей подвески, включая опоры стоек.

Верхние опоры амортизаторов
В некоторых автомобилях верхние концы задних амортизаторов соединяются с кузовом через верхние опоры амортизаторов.