Материалы сепараторов подшипников качения

Сепаратор - деталь конструкции подшипника, задачей которого является разделение и направление тел качения. Это позволяет увеличить скорость вращения подшипника по сравнению с бессепараторным вариантом. Кроме того сепаратор дает место для дополнительной смазки, что также благоприятно сказывается на ресурсе подшипника в целом. Материал сепаратора вносит свои особенности в характеристики подшипника.

Вопреки расхожему мнению, сепаратор на себе не несет нагрузку подшипника, его задача удерживать тела качения. Именно поэтому изменение типа подшипника не сказывается на статической и динамической грузоподъемности подшипника. Нагрузка на сепаратор может возникнуть, например, в случае повреждения дорожки качения.

Самый распространенный материал для сепаратора подшипника - сталь. Они делятся на два типа - штампованные стальные сепараторы и механически обработанные стальные сепараторы.

Стальные штампованные сепараторы изготавливается из малоуглеродистого горячекатаного стального листа, соответствующего стандарту (DIN) EN 10111:1998. Преимущество - малый вес, относительно высокая прочность. Также они могут быть дополнительно обработаны для уменьшения трения и износа.

Штампованные сепараторы в подшипниках из нержавеющей стали обычно изготавливаются из нержавеющей стали марки X5CrNi18-10 по стандарту EN 10088-1:1995.

Механически обработанные стальные сепараторы

Механически обработанные сепараторы, как правило, изготавливаются из углеродистой стали марки S355GT (St 52) согласно EN 10 025:1990 + A:1993. Их используют для крупногабаритных подшипников или в случаях, когда есть опасность разрушения латунного сепаратора, например из-за химической реакции. Стальные сепараторы не подвержены воздействию минеральных или синтетических смазочных материалов или органических растворителей. Их можно использовать в температурных режимах до 300 ºC.

Второй по распространенности материал для сепараторов — латунь. Этот материал тяжелее стали и значительно мягче, что делает возможным эксплуатацию в высоконагруженных условиях, когда присутствуют ударные нагрузки.

Этот вид сепаратора также делится на два типа - штампованные сепараторы из листовой латуни (используются для некоторых подшипников малых и средних размеров) и механически обработанные латунные сепараторы.

Латунь для изготовления штампованных сепараторов, соответствует стандарту EN 1652:1997.

Механически обработанные латунные сепараторы

Большинство механически обработанных латунных сепараторов изготавливается из литой или катанной латуни марки CW612N согласно стандарту EN 1652:1997. Латунные сепараторы не должны использоваться при температурах свыше + 250 ºC.

Полимерные сепараторы также часто встречаются и все больше заменяют собой стальные. В совокупности свойств полиамид сопоставим со сталью по прочности, долговечности, при том, что полиамид легче стали и подшипники с полиамидным сепаратором работают как правило тише. Однако температурный диапазон для полиамида жестко задан и не должен выходить за его пределы. Это накладывает ограничение на использование и установку таких подшипников. Например, нагрев подшипников с полиамидным сепаратором в масле строго запрещен. Кроме того, степень агрессивности среды также играет немаловажную роль.

Что касается работы в условиях низких рабочих температур, то здесь также может быть установлен предел, так как полиамид теряет упругость и сепаратор может разрушиться. В связи с этим, сепараторы, изготовленные например из стеклонаполненного полиамида 6,6, не должны эксплуатироваться в условиях постоянных рабочих температур ниже - 40 °C.

Полиамид 6,6 - используется для большинства изготовленных методом литья под давлением сепараторов. Может иметь или не иметь армирование стекловолокном и при этом отличается благоприятным сочетанием прочности и упругости.

Полиэфирэфиркетон - прочный и упругий материал, с широким интервалом рабочих температур, высокой стойкостью к химическому воздействию и износу, высокой технологичностью, он стал основным для сепараторов прецизионных высокооборотистых шпиндельных шарико- и роликоподшипников.

Этот материал не показывает признаков старения при температуре до +200 °C в смазке с присадками. Тем не менее, максимально допустимая температура для работы при высоких оборотах составляет +150 °C, так как это температура размягчения данного полимера.

Сепараторы из текстолита (легкие, армированные тканью сепараторы из фенолформальдегидной пластмассы)способны выдерживать большие центробежные нагрузки и ускорения, но не могут работать в условиях высоких температур.

Нагревание фенолформальдегида ведет к образование летучих токсичных соединений. Кроме того материал хрупкий и неустойчивый к сильным ударных нагрузкам. Раньше эти сепараторы использовались в стандартных прецизионных радиально-упорных шарикоподшипниках. Однако встречается такая конструкция все реже, постепенно вытесняемая PEEK.

Другие материалы

Помимо вышеуказанных материалов, подшипники специального назначения могут оснащаться сепараторами, изготовленными из других полимерных материалов, легких сплавов или специального чугуна.

Правильно подобранный материал сепаратора ведет к увеличению ресурса узла, это очень важно при подборе подшипника.