Спocoбнocть кoничеcких пoдшипникoв брать на cебя бoльше, чем их цилиндричеcкие coбратья, oбуcлoвлена cпецифичеcкoй геoметрией, кoтoрая пoзвoляет вocпринимать не тoлькo радиальные нагрузки, нo еще и оcевые. Этот главный конcтруктивный принцип оcтаетcя незыблемым, а вот уcовершенcтвования коничеcких агрегатов, диктуемые запроcами рынка, очевидно, не закончатcя никогда.
Владимир БАРАНОВ
Клаcсический однорядный конический подшипник состоит из четырех основных компонентов: внутреннего кольца с наклонной дорожкой качения, наружного кольца с такой же дорожкой, конических роликов и сепаратора, который разделяет ролики и удерживает их на дорожке качения внутреннего кольца. Способность воспринимать осевые нагрузки зависит от угла контакта дорожки качения наружного кольца. При его увеличении осевая грузоподъемность возрастает, при этом уменьшается радиальная.
Применение
Однорядные конические роликоподшипники применяют в колесах самолетов, автомобилей, вагонеток и кранов, в катках гусеничных тракторов и цилиндрических редукторах средней и большой мощности, в червячных редукторах и коробках передач, а также в шпинделях как токарных, так и других металлорежущих станков. При монтаже и в процессе их эксплуатации требуется тщательная регулировка осевых зазоров. При этом необходимо избегать очень малых или, наоборот, чрезмерно больших зазоров, которые могут привести к недопустимому повышению рабочей температуры и даже к разрушению деталей подшипника.
Конические подшипники выпускаются также в двух- и четырехрядных вариантах. Первые используют в рабочих и транспортных рольгангах прокатных станов, мощных редукторах, опорах барабанов и других тяжело нагруженных узлах. А «четырехрядники» применяют в основном для опор валков прокатных станов.
Допустимые частоты вращения конических роликоподшипников по сравнению с подшипниками, имеющими цилиндрические ролики, значительно ниже: они примерно такие же, как у сферических роликоподшипников. Зато конические роликоподшипники являются разъемными, что позволяет производить раздельный монтаж и демонтаж наружных и внутренних колец с комплектом роликов.
Классификация
Роликовые конические подшипники изготавливаются классов точности 0,6 и 5 для общего машиностроения и автомобильной промышленности, а также более высоких классов точности для станкостроения. Наряду с основной конструкцией (тип 7000), выпускаются роликоподшипники нескольких разновидностей.
Тип 67000 – с упорным бортом на наружном кольце. Наличие борта позволяет производить сквозную расточку корпуса, не создавая в нем заплечиков;
Тип 27000 – с большим углом конуса наружных колец. Они хорошо работают
при больших осевых нагрузках;
Тип 97000 – двухрядные;
Тип 537000 – двухрядные с утолщенным наружным кольцом;
Тип 77000 – четырехрядные.
Для фиксирования положения вала однорядные подшипники типа 7000 должны устанавливаться парно. Двух- и четырехрядные подшипники фиксируют положение вала относительно корпуса в осевом направлении в обе стороны.
Кроме названных вариантов, конические подшипники выпускаются также в других версиях. Например, подшипники упорные, специальные закрытые с уплотнением и т.д.
Кассетный вариант
В этом году на ОАО «Саратовский подшипниковый завод» (входит в состав Европейской подшипниковой корпорации) запущено производство по сборке железнодорожных буксовых конических подшипников кассетного типа (TBU). Проект реализуется совместно с американской компанией Brenco (входит в состав холдинга Amsted Rail) и ориентирован на выпуск при максимальной загрузке до 300 тыс. подшипников/год. Основным потребителями продукции ЕПК–Brenco станут ОАО «Российские железные дороги» и вагоноремонтные заводы.
– Применение кассетных подшипников TBU позволит увеличить скорость движения на наших железных дорогах и грузоподъемность вагонов, снизить затраты на ремонт, – отмечает заместитель начальника Департамента технической политики РЖД Александр ИВАНОВ. – В настоящее время они обладают 
одними из лучших в мире технических характеристик.
Подшипниковый узел кассетного типа (TBU) – это закрытый двухрядный конический роликоподшипник, отрегулированный по зазорам и заправленный консистентной смазкой на весь срок эксплуатации. Надежная и долговечная конструкция TBU является эффективной альтернативой традиционным подшипникам.
По запросу автопрома
На ОАО «Волжский подшипниковый завод» (ВПЗ), тоже входящем в состав Европейской подшипниковой корпорации (ЕПК), недавно освоены пять новых типов однорядных конических радиально-упорных подшипников. Сейчас опытные образцы волжской продукции проходят комплексные испытания на контрольных площадках предприятий-потребителей – на конвейерных автогигантах АвтоГАЗ, КамАЗ и УралАЗ.
Четыре типа – 6-3007205АШ, 6-67305АШ, 66-92109МШ2 и 27308АКУ – станут монтировать в ступицы автомобилей нового поколения группы ГАЗ – «ГАЗель Плюс», а подшипник 12311КМ предназначен для грузового внедорожника «УРАЛ».
В ближайшее время на ВПЗ планируют дополнительно произвести еще шесть типоразмеров. Три типа вновь подготовят для машин группы ГАЗ, один тип предназначен для автозавода в Набережных Челнах, а еще два начнут монтировать в узлах сельскохозяйственной техники.
Самый крепкий
Конический роликовый подшипник для автомобильных трансмиссий с рекордными показателями грузоподъемности разработан японским производителем подшипников NTN Corp. Ранее, а если точнее – с 2005 г., корпорация уже производила роликовые подшипники повышенной грузоподъемности для дифференциалов трансмиссий, но последняя разработка вывела на рынок роликовый подшипник сверхвысокой грузоподъемности с максимально длинными роликами.
Удлинение тел качения подшипника стало возможным за счет отказа от выступа на внутреннем кольце подшипника, фиксирующего ролики. Функции удержания роликов выполняет пластиковый сепаратор подшипника особой конструкции.
В ближайшее время следует ожидать увеличения числа инновационных решений на подшипниковом рынке как результата синергетического эффекта от совместной работы инженеров подшипниковых компаний NTN Corp. и SNR Roulements. В частности, для обеспечения максимальной конкурентоспособности выпускаемой продукции NTN Corp. установила на заводе производственную линию для выпуска подшипников FA типа с использованием особой технологии тепловой обработки.
С новым проектом, нацеленным на сектор конических подшипников, NTN Corp. намеревается укрепить свои позиции на мировом подшипниковом рынке, где совокупная номенклатура продуктов SNR и NTN, возникшая после создания альянса двух компаний, и так уже практически не имеет себе равных.
Прогресс продолжается
В процессе поиска эффективных решений для минимизации загрязнения окружающей среды исследователями было установлено, что для снижения расхода топлива и повышения эффективной мощности двигателя имеет смысл увеличить число ступеней передач в трансмиссии автомобиля. В части подшипников трансмиссии данный вывод означает необходимость уменьшения размеров и веса подшипников без изменения посадочных размеров и при сохранении показателей грузоподъемности и жесткости. Именно такой подшипник и предложили инженеры NTN Corp.
В новом подшипнике масса уменьшена на 58%, внешний диаметр – на 17%, а ширина – на 25%. Жесткость модифицированного роликового подшипника выше на 16%, а работать он может в 5 раз дольше. Сравнение проводилось с подшипниками NTN, при выпуске которых также использовалась FA-технология тепловой обработки подшипниковой стали. Но необходимо учесть, что характеристики этого типа подшипников улучшены по сравнению со стандартными, т.к. FA-технология обеспечивает ультратонкий размер зерен аустенита в стали после нагрева, что продлевает срок эксплуатации подшипника.
Самый малый
Корпорации NTN принадлежит и этот рекорд – самый маленький в мире конический роликовый подшипник. Внешний диаметр миниатюрного агрегата – 17 мм, диаметр внутреннего отверстия – 5 мм.
Конический подшипник дополнит производственный ассортимент NTN, в который уже входит миниатюрный шариковый подшипник (под присвоенным ему номером 635) с внешним диаметром 19 мм и внутренним 5 мм. Однако, несмотря на невысокую стоимость шарикового подшипника, его эксплуатационные возможности ограничены величиной допустимой нагрузки – 885 N. У нового роликового подшипника этот показатель в четыре раза выше. Вот почему миниатюрный CR501 будет оптимальным выбором для работы в условиях высоких нагрузок и ограниченности пространства – например, в опорных подшипниках коробок передач.
Расчетный срок службы конического подшипника CR501 в 14 раз превышает срок службы шарикоподшипника 635.
