Конические роликоподшипники, разработанные на основе подшипников, работают по принципу замены трения скольжения на трение качения. Как правило, они представляют собой универсальные, стандартизированные и серийные механические детали, состоящие из двух колец, набора тел качения и сепаратора. Поскольку различные механизмы работают в разных условиях, к подшипникам предъявляются разнообразные требования в отношении грузоподъемности, конструкции и эксплуатационных характеристик. Поэтому подшипники должны иметь самые разные конструкции. Однако базовая конструкция состоит из внутреннего кольца, внешнего кольца, тел качения и сепаратора.
1. Отказ от контактной усталости (усталостного износа)
Отказ от контактной усталости является одним из распространенных видов отказов различных типов конических роликоподшипников; он возникает в результате многократного воздействия циклических контактных напряжений на поверхность подшипника. Контактная усталостная отслойка поверхности деталей подшипника представляет собой процесс от зарождения усталостной трещины до ее распространения. Начальная контактная усталостная трещина сначала возникает в зоне высоких перекрестных напряжений под поверхностью контакта, а затем распространяется на поверхность, образуя точечную отслойку или отслойку в виде небольших кусочков; первая называется точечной коррозией или точечной отслойкой, вторая — поверхностной отслойкой. Если начальная трещина возникает в зоне границы между закаленным слоем и сердцевиной, что приводит к преждевременному отслоению закаленного слоя, это называется отслоением закаленного слоя.
2. Отказ из-за адгезии и абразивного износа
Это один из распространенных видов отказов на поверхности подшипников всех типов. Постоянная потеря металла на поверхности подшипниковых деталей в результате относительного трения при скольжении называется абразивным износом. Продолжительное изнашивание приводит к изменению размеров и формы деталей, увеличению зазора в конических роликовых подшипниках, ухудшению рельефа рабочей поверхности, что приводит к потере точности вращения и выходу подшипника из строя. Формы скользящего износа можно разделить на абразивный износ, адгезионный износ, коррозионный износ, микроскопический износ и т. д., среди которых наиболее распространенными являются абразивный и адгезионный износ.
Явление износа поверхностей трения деталей конических роликовых подшипников, вызванное попаданием посторонних твердых частиц или металлической стружкой, относится к абразивному износу.
В подшипниках внутреннее кольцо обычно имеет плотную посадку на валу и вращается вместе с ним, а внешнее кольцо обычно имеет переходную посадку в корпусе подшипника или отверстии корпуса механизма и выполняет опорную функцию. Однако в некоторых случаях бывает, что вращается внешнее кольцо, а внутреннее кольцо фиксировано и выполняет опорную функцию, либо же вращаются одновременно и внутреннее, и внешнее кольца. В подшипниках кольцо, имеющее плотную посадку на валу и движущееся вместе с ним, называется вальным кольцом, а кольцо, имеющее переходную посадку в отверстии подшипникового корпуса или корпуса механизма и выполняющее опорную функцию, называется опорным кольцом. Тела качения (шарики, ролики или иголки) в подшипнике обычно равномерно распределяются между двумя кольцами с помощью сепаратора и совершают вращательное движение; их форма, размер и количество напрямую влияют на грузоподъемность и эксплуатационные характеристики конических роликоподшипников. Сепаратор не только равномерно распределяет тела качения, но и направляет их вращение, а также улучшает смазывающие свойства внутри подшипника.
