Підшипники кочення

П ринцип їхньої конструкції полягає в наявності між валом і корпусом групи однакових круглих тіл, названих тілами кочення [2,28].

Це можуть бути кульки, або ролики (короткі товсті або довгі голкоподібні), або конічні ролики, або бочкоподібні, або навіть спиралевидні пружини. Звичайно підшипник виконується як самостійна складальна одиниця, що складається із зовнішнього і внутрішнього кілець, між якими і поміщені тіла кочення.

Тіла кочення щоб уникнути непотрібного контакту один з одним і рівномірним розподілом по окружності укладені в спеціальну кільцеподібну обойму – сепаратор (панцира. Separatum – розділяти).

У деяких конструкціях, де доводиться боротися за зменшення радіальних габаритів, застосовуються так звані "без кільцеві" підшипники, коли тіла кочення встановлені безпосередньо між валом і корпусом. Однак неважко догадатися, що такі конструкції вимагають складної, індивідуальної, а, отже, і дорогого збирання-розбирання.

Переваги підшипників кочення:

• низьке тертя, низьке нагрівання;

• економія змащення;

• високий рівень стандартизації;

• економія дорогих антифрикційних матеріалів.

Недоліки підшипників кочення:

• високі габарити (особливо радіальні) і вага;

• високі вимоги до оптимізації вибору типорозміру;

• слабка віброзащита, більш того, підшипники самі є генераторами вібрації за рахунок навіть дуже малої неминучої різнорозмірности тіл кочення.

Підшипники кочення класифікуються по наступних основних ознаках:

• форма тіл кочення;

• габарити (осьові й радіальні);

• точність виконання розмірів;

• напрямок сприйманих сил.

За формою тіл кочення підшипники поділяються на:

• кулькові (швидкохідні, здатні до само установки за рахунок можливості деякого відхилення осі обертання);

• роликові – конічні, циліндричні, голчасті (більше вантажопідємні, але через точно фіксоване положення осі обертання не здатні, крім бочкоподібні роликів).

П о радіальних габаритах підшипники згруповані в сім серій:

По осьових габаритах підшипники згруповані в чотири серії:

П о класах точності підшипники розрізняють у такий спосіб:

• "0" – нормального класу;

• "6" – підвищеної точності;

• "5" – високої точності;

• "4" – особо високої точності;

• "2" – надвисокої точності.

При виборі класу точності підшипника необхідно пам'ятати про те, що "чим точніше, тим дорожче".

По сприйманих силах всі підшипники поділяються на чотири групи. Обчисливши радіальну F_r і осьову F_a реакції опор вала, конструктор може вибрати:

• радіальні підшипники (якщо F_r < F_a), що сприймають тільки радіальне навантаження і незначне осьове. Це циліндричні роликові (якщо F_a = 0) і радіальні кулькові підшипники.

• радіально-упорні підшипники (якщо F_r > F_a), що сприймають більше радіальне і менше осьове навантаження. Це радіально-упорні кулькові і конічні роликові, з малим кутом конуса.

• упорно-радіальні підшипники (якщо F_r < F_a), що сприймають більше осьове і менше радіальне навантаження. Це конічні роликові підшипники з більшим кутом конуса.

• упорні підшипники, "підп'ятники" (якщо F_r < F_a), що сприймають тільки осьове навантаження. Це упорні кулькові і упорні роликові підшипники. Вони не можуть центрувати вал і застосовуються тільки в сполученні з радіальними підшипниками.

Матеріали підшипників кочення призначаються з урахуванням високих вимог до твердості і зносостійкості кілець і тіл кочення.

Тут використаються шарикопідшипникові високо вуглецеві хромисті сталі ШХ15 і ШХ15СГ, а також цементуємі леговані сталі 18ХГТ і 20Х2Н4А.

Твердість кілець і роликів звичайно HRC 60  65, а в кульок трохи більше – HRC 62  66, оскільки площадка контактного тиску в кульки менше. Сепаратори виготовляють з м'яких вуглецевих сталей або з антифрикційних бронз для високошвидкісних підшипників. Широко впроваджуються сепаратори з дюралюмінію, металокераміки, текстоліту, пластмас.