57. 61. Подшипники качения. Общие сведения. Классификация.

. Общие сведения Классификация подшипников качения. Подшипники качения являются наиболее распространенным видом опор деталей механизмов и машин. В отличие от подшипников скольжения в них реализовано трение качения между деталями : наружным 1 и внутренним 2 кольцами, телами качения 3, расположенными между кольцами. Для предохранения тел качения от соприкосновения между собой их отделяют друг от друга сепаратором 4.

Тела качения перемещаются по тщательно обработанным беговым дорожкам А, выполненным на кольцах. Преимущества подшипников качения перед подшипниками скольжения:1)малые осевые габариты, 2)малое сопротивление пуску и вращению , 3)простота обслуживания, 4)низкая стоимость, 5)взаимозаменяемость. Недостатки : 1)большие радиальные габариты и сложный монтаж, 2)меньшая радиальная жесткость,3)низкая долговечность при высоких оборотах (из-за перегрева) и др. Классификация подшипников.1)По форме тел качения подшипники подразделяют на шариковые и роликовые по форме роликов а)с короткими и длинными цилиндрическими роликами, б)с коническими в)бочкообразными г)игольчатыми д)и витыми роликами). 2)По направлению воспринимаемых сил подшипники разделяют на: а)радиальные, воспринимающие преимущественно радиальные нагрузки, б)радиально-упорные, воспринимают действие радиальных и осевых нагрузок; в)упорно-радиальные, воспринимают осевую нагрузку при незначительной радиальной нагрузке; г)упорные, воспринимающие только осевые силы По способности самоустанавливаться подшипники подразделяют на не самоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся, допускающие поворот оси внутреннего кольца по отношению к оси наружного кольца. По числу рядов тел качения различают подшипники однорядные , двухрядные и четырехрядные. Подшипники одного и того же диаметра отверстия подразделяют на серии: по габаритным размерам наружного диаметра сверхлегкую, особо легкую, легкую, среднюю и тяжелую, а в зависимости от ширины они подразделяются на : особо узкую, узкую, нормальную, широкую, особо широкую.

75. Статическая грузоподъёмность подшипников. Статической грузоподъемностью подшипника называют нагрузку Со (радиальную и осевую), которая вызывает общую остаточную деформацию наиболее нагруженного тела качения . Значения С_о для подшипников различных типов и серий даны в справочниках. Если подшипник нагрузить одновременно радиальной F_r и осевой F_a силами, и принять, что осевая сила равномерно распределена между телами качения, то используя схему нагружения, можем найти величину статической эквивалентной нагрузки по формуле F_сэ=x₀F_r+Y₀F_a, где Х₀ и У₀ коэффициенты радиальной и осевой сил. Значения коэффициентов Х_о и Y_о для подшипников различных типов приведены в справочниках. Для любого подшипника одинаковая статическая эквивалентная нагрузка может быть получена при различных соотношениях сил F_r и F_a Подшипник подбирают из условия F_сэ≤C₀ если F_сэ>F_r при F_сэ≤F_r принимают F_сэ=F_r.

. Динамическая грузоподъемность подшипников. Под динамической грузоподъемностью С подшипников понимают постоянную радиальную нагрузку (в Н), которую подшипник с одним неподвижным кольцом может воспринимать в течение номинальной долговечности в один миллион оборотов. Учитывая условие прочностной надежности подшипника долговечность подшипника можно представить в виде L=(C/F)^q≤L_p, где L — номинальная долговечность подшипника (млн. оборотов); С - динамиче­ская грузоподъемность (Н); q — показатель степени кривой усталости подшипника; Lp= 6 — расчетная долговечность подшипника, (млн. оборотов) п — частота вращения кольца, (мин-1); Lh — расчетная долговечность подшипника, (час). Показатель степени q = 3 — для шарикоподшипников и q = 3,33 — для роликоподшипников. Значения динамических грузоподъемностей С для подшипников различных типов и серий приведены в справочниках .

Подшипники качения делятся:

• по форме тел качения: - на шариковые и роликовые с цилиндрическими (короткими и длинными), витыми, игольчатыми, бочкообразными и коническими роликами;

• по числу рядов тел качения - на одно-, двух- и четырехрядные;

• по способу компенсации перекосов вала - на несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся;

• по способности воспринимать нагрузку преимущественно того или иного направления - на радиальные, радиально-упорные и упорные;

• по габаритам при одинаковом внутреннем диаметре - на серии: сверхлегкую, особолегкую, легкую, среднюю и тяжелую;

• по ширине подшипника - на узкие, нормальные, широкие и особоширокие.

Применение подшипников качения позволило заменить трение скольжения трением качения. Трение качения существенно меньше зависит от смазки. Условный коэффициент трения качения мал и близок к коэффициенту жидкостного трения в подшипниках скольжения (/^0,0015...0,006). При этом упроща¬ются система смазки и обслуживание подшипника, уменьшается возможность разрушения при кратковременных перебоях в смазке (например, в периоды пусков, резких изменений нагрузок и скоростей). Конструкция подшипников качения позволяет изготовлять их в массовых количествах как стандартную продукцию, что значительно снижает стоимость производства. Отмеченные основные качества подшипников качения обеспечили им широкое распространение. Производство подшипников качения ведущими промышленными странами исчисляется сотнями миллионов штук в год. К недостаткам подшипников качения следует отнести от¬сутствие разъемных конструкций, сравнительно большие радиальные габариты, ограниченную быстроходность, связанную с кинематикой и динамикой тел качения (центробежные силы, гироскопические моменты и пр.), низкую работоспособность при вибрационных и ударных нагрузках и при работе в аг¬рессивных средах (например, в воде). На рис. 16.13 изображены основные типы подшипников качения. По форме тел качения они разделяются на шариковые и роликовые, по направлению воспринимаемой нагрузки — на радиальные, упорные, радиально-упорные и упорно-радиальные. Радиальные шариковые подшипники (7, рис. 16.13)—наибо¬лее простые и дешевые. Они допускают небольшие перекосы вала (до V40) и могут воспринимать осевые нагрузки, но меньшие радиальных. Эти подшипники широко распространены в машиностроении. Радиальные роликовые подшипники (4, рис. 16.13) благодаря увеличенной контактной поверхности допускают значительно большие нагрузки, чем шариковые. Однако они не воспринима¬ют осевые нагрузки и плохо работают при перекосах вала. В роликовых цилиндрических и конических подшипниках с комбинированными (бочкообразными) роликами концентрация нагрузки от неизбежного перекоса вала существенно снижается. Аналогичное сравнение можно провести и между радиально- упорными шариковыми 3 и роликовыми 5 подшипниками.