12. Расчет напряжений и деформаций при запрессовке подшипника на вал

Цапфы валов и осей опираются на неподвижные опоры, которые называются подшипниками. По роду трения различают подшипники скольжения и качения. В подшипниках качения трение скольжения заменяется трением качения, что резко уменьшает потери энергии в механизмах. Подшипник качения состоит из двух колец, между которыми по специальным дорожкам перекатываются тела качения: шарики или ролики. Для того чтобы шарики или ролики при качении не тёрлись друг о друга, их заключают в сепаратор.

12.1. Классификация подшипников качения

По форме тел качения подшипники делятся на шариковые и роликовые. По числу рядов тел качения подшипники могут быть однорядными, двухрядными и четырёхрядными. По направлению действия нагрузки на подшипник, они делятся на радиальные, воспринимающие преимущественно нагрузку, действующую по радиусу перпендикулярно оси вращения подшипника; упорные, воспринимающие преимущественно осевую нагрузку, действующую вдоль оси вращения подшипника; радиально-упорные, воспринимающие нагрузку, одновременно действующую на подшипник в радиальном и осевом направлениях.

Т

а) б) в)

Рис. 12.1. Схемы сил, действующих на подшипник:

а - радиальный; б - упорный; в - радиально-упорный

При одном и том же внутреннем диаметре подшипники одного типа могут иметь разные наружные диаметры и ширину. В зависимости от этого они выпускаются сериями: особо лёгкая, лёгкая, средняя и тяжёлая (основные серии). Применение подшипников различных серий позволяет увеличивать грузоподъёмность подшипника и его долговечность, не изменяя диаметра вала.

12.2. Основные типы подшипников качения

Шарикоподшипники радиальные однорядные (рис. 12.2)

М

Тип 0000

Рис. 12.2

огут воспринимать не только радиальные, но и осевые нагрузки, действующие в обоих направлениях вдоль оси вала и не превышающие 70 % неиспользованной допустимой радиальной нагрузки.

Шарикоподшипники радиальные двухрядные сферические (рис. 12.3)

Тип 1000

Рис. 12.3

Могут воспринимать одновременно с радиальной и двустороннюю осевую нагрузку, которая не должна превышать 20 % неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. Подшипник нормально работает при перекосе внутреннего кольца относительно наружного в 2⁰ - 3⁰ , так как дорожка качения на наружном кольце обработана по сфере.

Роликоподшипники радиальные

с короткими цилиндрическими роликами (рис. 12.4)

О

Тип 2000

Рис. 12.4

бладают значительно большей радиальной грузоподъёмностью по сравнению с равногабаритными радиальными однорядными шарикоподшипниками, но по скоростным характеристикам им несколько уступают. Осевую нагрузку не воспринимают. Перекос осей недопустим.

Роликоподшипники радиальные двухрядные сферические (рис. 12.5)

Тип 3000

Рис. 12.5

Одновременно с радиальной могут воспринимать и осевую нагрузку, действующую в обоих направлениях и не превышающую 25 % неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. Обладают более высокой грузоподъёмностью, чем равногабаритные сферические шарикоподшипники. Могут работать при значительном 2⁰ - 3⁰ перекосе оси внутреннего кольца относительно оси наружного. Ролики бочкообразные.

Роликоподшипники радиальные с длинными

цилиндрическими роликами (рис. 12.6)

Тип 4000

Рис. 12.6

Воспринимают только радиальную нагрузку, перекос осей внутреннего и наружного кольца недопустим. Ролики имеют на торцах цапфы, устанавливаемые в отверстие шайб сепаратора.

Шарикоподшипники радиально-упорные (рис. 12.7)

Тип 6000

Рис. 12.7

Однорядные подшипники способны воспринимать только одностороннюю осевую нагрузку.

Роликоподшипники радиально-упорные конические (рис. 12.8)

Д

Тип 7000

Рис. 12.8

опустимые окружные скорости значительно ниже, чем у подшипников с короткими цилиндрическими роликами. Перекос вала относительно оси корпуса недопустим.

В механизмах также используют шарикоподшипники упорные (тип 8000), роликоподшипники упорные (тип 9000)