75. Классификация и маркировка подшипников качения
Подшипники качения классифицируют по следующим основным признакам:
по форме тел качения (рис. 24.4) — ш а ρ и к о в ы е (а) и роликовые, причем последние могут быть с цилиндрическими (б), коническими (в), бочкообразными (г), игольчатыми (д) и витыми (е) роликами;
по направлению воспринимаемой нагрузки — радиальные, радиально-упорные, упорно-радиальные и упорные;
по числу рядов тел качения — однорядные и многорядные;
по способности самоустанавливаться — несамоустанавливающиеся и самоусτанавливающиеся (сферические);
по габаритным размерам — на серии. Для каждого типа подшипника при одном и том же внутреннем диаметре имеются различные серии, отличающиеся размерами колец и тел качения.
В зависимости от размера наружного диаметра подшипника серии бывают: сверхлегкие, особо легкие, легкие, средние и тяжелые.
В зависимости от ширины подшипника серии подразделяются на особо узкие, узкие, нормальные, широкие и особо широкие.
Подшипники качения маркируют нанесением на торец колец ряда цифр и букв, условно обозначающих внутренний диаметр, серию, тип, конструктивные разновидности, класс точности и др.
Две первые цифры справа обозначают его внутренний диаметр d. Для подшипников с d = 20...495 мм размер внутреннего диаметра определяется умножением указанных двух цифр на 5. Так, подшипник 7309 имеет d = 45 мм.
Третья цифра справа обозначает серию диаметров: особо легкая серия— 1, легкая — 2, средняя — 3, тяжелая — 4 и т. д. Например, подшипник 7309 — средней серии диаметров.
Четвертая цифра справа обозначает тип подшипника.
Причины выхода из строя:
Усталостные разрушения поверхности связаны с проблемами смазки, такими как неподходящая смазка, низкая ее вязкость и разрывы смазочной пленки.
Выкрашивание поверхности схоже с усталостью поверхности, но отличается от него более сильной степенью повреждения подшипника и может указывать на то, что подшипник исчерпал ресурс усталости.
Абразивный износ: В зависимости от типа абразивного износа, поверхность приобретает или тусклый серый металлический цвет или же зеркально полируется
Атмосферная коррозия: Коррозия вызывается влагой, которая попадает в подшипник из атмосферы
Натиры: натиры возникают в результате перемещения металла с одной поверхности на другую.
Задиры на поверхности: являются следствием абразивного износа и проявляются в виде глубоких царапин на дорожках и телах качения.
Разрушение из-за дисбаланса: Дисбаланс ротора дает основную нагрузку на подшипник.
Раскалывание, раздробление деталей: Причиной является большая перегрузка подшипника.
76. Подбор подшипников качения по динамической грузоподъемности.
Выбор подшипников по динамической грузоподъемности С (по заданному ресурсу или долговечности) выполняют при частоте вращения я ^ 10 мин"1. При η от 1 до 10 мин"1 в расчет принимают η = 10 мин ~1.
Условие подбора:
С (потребная) ^С (паспортная). (16.26)
Паспортная динамическая грузоподъемность С—это такая постоянная сила, которую подшипник может воспринимать в течение 1 млн. оборотов без появления признаков усталости не менее чем у 90% из определенного числа подшипников, подвергающихся испытаниям. Значения С приведены в ката¬логах , примеры см. в табл. 16.2 (для шариковых радиальных однорядных подшипников средней серии 300, ГОСТ 8338—75). При этом под С понимают радиальную силу для радиаль¬ных и радиально-упорных подшипников (с невращающимся наружным кольцом;, осевую силу для упорных и упорно-ради¬альных (при вращении одного из колец).
Динамическая грузоподъемность и ресурс связаны эмпирической зависимостью
где L — ресурс, млн. оборотов; Ρ — эквивалентная нагрузка (см. ниже); р = Ъ для шариковых и /7=10/3^3,33 для роликовых подшипников; ах—коэффициент надежности (см. ниже); а2 — обобщенный коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации (табл. 16.3).
77. Основные типы подшипников качения. Материалы, смазка. Конструирование опор валов.
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 упрощаются 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 отсутствие 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 агрессивных 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)—наиболее 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 воспринимают 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.
Самоустанавливающиеся шариковые 2 и роликовые 6 подшипники применяют в тех случаях, когда допускают значительный перекос вала (до 2...3°). Они имеют сферическую поверхность наружного кольца и ролики бочкообразной формы. Эти подшипники допускают небольшие осевые нагрузки.
Применение игольчатых подшипников 7 позволяет уменьшить габариты (диаметр) при значительных нагрузках. Упорный подшипник 8 воспринимает только осевые нагрузки и плохо работает при перекосе оси.