В статье мы расскажем, из каких элементов состоит конструкция опорно-поворотного устройства, где применяются такие механизмы и какие имеют преимущества. Также перечислим самые востребованные типы ОПУ и критерии, по которым их нужно выбирать.

Особенности конструкции

Опорно-поворотное устройство — это звено между движущимся элементом поворотного механизма машины и его рамой. Оно состоит из внутренней неподвижной обоймы, которая устанавливается на ходовой элемент оборудования, и внешнего подвижного кольца, соединяемого с поворотной частью. В некоторых моделях вращается и закреплено к поворотной платформе не внутреннее, а внешнее кольцо ОПУ.

Между обоймами расположены тела качения и сепараторы (металлические или пластиковые пластины) для их разделения. Кольца оснащены зубчатым венцом на внешней поверхности или внутри. С помощью сцепки зубов опорно-поворотное устройство передает крутящий момент. Также на обоих кольцах есть типовые отверстия для монтажа сопряженных элементов оборудования.

Размер зазора между обоймами регулируется с помощью специальных прокладок. Для работы ОПУ используется смазка, которая заливается в отверстия-масленки. По ним масло поступает к дорожке качения.

Обоймы заключены в прочный и износостойкий корпус. Он обеспечивает надежную фиксацию ОПУ, а также защищает от внешних воздействий. Попадание пыли и влаги предотвращают специальные уплотнители.

Принцип работы

Назначение опорно-поворотных устройств — обеспечить качественное вращение оборудования и его устойчивое крепление к нижней раме. Одновременно с вращением ОПУ передают вертикальные и горизонтальные нагрузки, крутящий момент и опрокидывающий момент — воздействие при кручении, изгибе и растяжении.

Комплектующие выполняют сразу три задачи: опорную (соединение поворотного механизма с неподвижной рамой), поворотную (обеспечение вращения за счет дорожек и подшипников) и приводную (передачу вращающего момента). Во время работы выдерживают воздействие целого комплекса нагрузок. При этом обеспечивают высокую точность поворота подвижной части станка.

Преимущества опорно-поворотных устройств

Все детали ОПУ изготавливаются из сталей качественных марок. Благодаря этому обладают высокой надежностью и прочностью, устойчивы к сильным статическим и динамическим воздействиям.

• обеспечивают долговечность и надежность опоры;

равномерно распределяют нагрузку, благодаря чему защищены от преждевременного износа;

имеют жесткую конструкцию;

надежно крепятся к платформе и поворотному элементу с помощью болтового соединения;

устойчивы к воздействию влаги, пыли и перепадам рабочих температур благодаря качественным уплотнителям и корпусу.

ОПУ не требуют сложного технического обслуживания. Нуждаются только в проверке затяжки крепежных болтов, а также в обновлении смазки во внутренней полости опоры и рабочей поверхности зубьев.

Применение

Опорно-поворотные устройства предназначены для промышленного оборудования, в котором есть поворотный механизм. Это могут быть манипуляторы, конвейерные поворотные столы, прицепы, типографские, металлообрабатывающие и деревообрабатывающие станки, а также установки для обработки стекла и камня, симуляторы движения, поворотные агрегаты для пищевой, целлюлозно-бумажной промышленности, судостроения и других производственных линий.

Благодаря качественным ОПУ промышленное оборудование более производительное. Показывает высокую эффективность при совершении осциллирующих или медленных вращательных движений. 

Опорно-поворотные устройства работают в широком диапазоне температур. Служат долго даже в условиях интенсивной эксплуатации, защищены от преждевременного износа благодаря равномерному распределению усилий по всей площади. Простые в установке и демонтаже. Благодаря этим качествам широко используются в работе промышленного оборудования.

Разновидности ОПУ

По способу передачи нагрузки

• Однорядные. По конструкции являются радиально-упорным подшипником. В качестве тел качения в них используются металлические шарики. Выдерживают высокие осевые и радиальные нагрузки, а также опрокидывающий момент. Для крепления внутреннего неподвижного кольца к раме и внешнего подвижного к поворотному элементу используются надежные болтовые соединения.

Двухрядные. Сконструированы по такому же типу, но имеют два ряда шариков между внутренним и наружным кольцом. Выдерживают более высокие нагрузки, чем однорядные модели, и служат дольше, так как подвержены меньшему эксплуатационному износу

• Трехрядные. Используются для поворотных станков, которые подвергаются повышенным нагрузкам 

Роликовые ОПУ по строению похожи на шариковые модели, но только вместо шариков у них цилиндрические или конические ролики. Тела качения в форме цилиндра применяются в механизмах, испытывающих преимущественно радиальную нагрузку. Конические подшипники предназначены для оборудования с комбинированной нагрузкой, когда осевые и радиальные воздействия происходят одновременно.

Ролики установлены в дорожках качения взаимно перпендикулярно, и их оси имеют наклон к вертикали в 60 или 30 градусов. Элементы, которые расположены горизонтально, передают на раму вертикальные нагрузки (вес установки и груза). Ролики, установленные перпендикулярно им, используются для передачи усилия от наружного кольца к внутреннему, а также являются захватными. Защищают подвижную часть от опрокидывания во время маневров. Во внешнем кольце предусмотрена масленка, обеспечивающая смазку роликов. 

Конструкция роликовых опорно-поворотных устройств проще и универсальнее, чем у шариковых. Они способны выдержать более высокие нагрузки. Также существуют комбинированные модели опорно-поворотных устройств, которые сочетают преимущества работы шариков и роликов. Роликовые элементы воспринимают основные осевые нагрузки, а шариковые — радиальные.

По способу зацепления

ОПУ оснащены зубчатым венцом для передачи крутящего момента. Выделяют модели внутреннего, наружного зацепления и без зацепления. 

Комплектующие без зубчатой передачи используются в условиях ограниченного пространства, когда доступ к опорно-поворотному устройству для обслуживания осложнен, а также в небольших конструкциях с ручным приводом. В них вращение перенаправляется от приводящего узла, к которому ОПУ крепится при помощи болтов.

По расположению оси вращения и вектору распределения нагрузки

Выделяют вертикальные и горизонтальные типы опорно-поворотных устройств. Также есть комбинированные модели, способные вращаться в любом положении. По вектору распределения нагрузки опорно-поворотные устройства подразделяются на упорные или радиальные. 

Критерии выбора опорно-поворотных устройств

Для выбора ОПУ учитываются несколько параметров: размер, способ зацепления, тип элемента качения, вес. Также важное значение имеют следующие характеристики: 

• Допустимый люфт. По величине этого параметра определяется качество поворотного механизма. Чем меньше люфт, тем ОПУ считается качественнее и, как правило, стоит дороже.

Опрокидывающий момент. У каждого ОПУ есть показатель предельной нагрузки, которую устройство выдерживает при опрокидывании оси. При превышении этого значения происходит разрыв поворотного кольца. Параметр особо важен при выборе несбалансированных устройств, у которых одна из сторон от оси нагружена больше. Также опрокидывающий момент учитывается и при подборе сбалансированных установок, так как на них могут быть оказаны непредвиденные воздействия внешней среды. Например, на манипуляторы, которые работают в полевых условиях.

Еще важно учитывать размер и тип нагрузки, которая будет оказываться на ОПУ, и подбирать модели с соответствующими параметрами.

Подробнее про различные виды опорно-поворотных устройств и критерии их выбора расскажут консультанты компании ISKRA. Мы сами производим промышленные комплектующие и знаем все про их технические характеристики. Поможем подобрать подходящие ОПУ на оборудование любой сложности. 

Для получения консультации позвоните нам или задайте вопросы в онлайн-чате. Также можете оставить контактные данные в форме на сайте, и мы сами свяжемся с вами.