
- •Лекция подшипники качения
- •1. «Общие сведения. Классификация и материалы»
- •2. «Основные типы подшипников качения»
- •3. «Особенности рабочего процесса подшипников качения»
- •4.«Виды разрушения и критерии работоспособности подшипников качения. Расчет на долговечность»
- •5. «Подбор подшипников качения»
- •6. «Опоры подшипников качения»
- •7. Смазка и уплотнения
Лекция подшипники качения
Общие сведения. Классификация и материалы
Основные типы подшипников качения
Особенности рабочего процесса подшипников качения
Виды разрушения и критерии работоспособности подшипников качения. Расчет на долговечность
Подбор подшипников качения
Опоры подшипников качения
Смазка и уплотнения
1. «Общие сведения. Классификация и материалы»
Общие сведения
П
одшипник
качения – это сборочная единица, которая
состоит из наружного 1
и внутреннего 3
колец с дорожками качения А,
тел качения 2
(шариков или роликов) и сепаратора 4,
разделяющего и направляющего тела
качения. Т.о., цапфа вала и корпус разобщены
телами качения. Это позволило заменить
трение скольжения трением качения и
существенно, снизить коэффициент
трения. Основные стандартные размеры
подшипника: d
и D
– внутренний и наружный диаметры; В
– ширина колец.
Достоинства: малые потери на трение, высокий к.п.д. (до 0,995) и незначительный нагрев; высокие надежность и нагрузочная способность; малые габаритные размеры в осевом направлении; невысокая стоимость вследствие массового производства; высокая степень взаимозаменяемости, что облегчает монтаж и ремонт машин; простота в эксплуатации и малый расход смазки.
Недостатки: пониженная долговечность при ударных нагрузках; большое рассеивание долговечности из-за неодинаковых зазоров в собранном подшипнике, неоднородности материала и термической обработки деталей; относительно большие радиальные размеры; шум при работе.
Классификация
1. По направлению действия воспринимаемой нагрузки подшипники качения делятся на: радиальные, упорные, радиально-упорные и упорно-радиальные.
2. По форме тел качения – на: шариковые (а) и роликовые, которые могут быть: с цилиндрическими короткими (б) или длинными (в) роликами, коническими (г), бочкообразными (д), игольчатыми (е) и витыми (ж).
3. По числу рядов тел качения – на: одно-, двух-, четырех- и многорядные.
4. По основным конструктивным признакам: – на самоустанавливающиеся (сферические) и несамоустанавливающиеся.
В зависимости от нагрузочной способности и габаритных размеров при одном и том же внутреннем диаметре подшипники разделяют на серии: по радиальным размерам – сверхлегкие, особо легкие, легкие, средние и тяжелые; по ширине – узкие, нормальные, широкие и особо широкие серии.
Материалы
Тела качения и кольца изготовляют из высокоуглеродистых хромистых подшипниковых сталей ШХ15, ШХ15СГ и других с термообработкой, до твердости HRC60…65 и последующими шлифованием и полированием. Сепараторы чаще всего штампуют из низкоуглеродистой листовой стали. Для быстроходных подшипников изготовляют массивные сепараторы из бронзы латуни, текстолита, капрона и т.п.
2. «Основные типы подшипников качения»
Основные типы подшипников качения: а — шарикоподшипник радиальный однорядный; б — шарикоподшипник радиальный двухрядный сферический (самоустанавливающийся); в — роликоподшипник с короткими цилиндрическими роликами радиальный однорядный без бортов на наружном кольце; г — роликоподшипник с витыми роликами радиальный однорядный; д — роликоподшипник с игольчатыми роликами радиальный с бортами на наружном кольце; е — роликоподшипник сферический с асимметричными роликами радиальный двухрядный; ж — шарикоподшипник радиально-упорный однорядный; з — роликоподшипник с коническими роликами радиально-упорный однорядный; и — шарикоподшипник упорный одинарный.
Ш ариковые радиальные подшипники – наиболее простые и дешевые подшипники, предназначенные для восприятия радиальной нагрузки, но, имея желобчатые дорожки качения, могут воспринимать и осевую нагрузку. Они обладают большой быстроходностью, фиксируют вал в двух направлениях и допускают небольшие перекосы колец (до 15'). Это самые распространенные подшипники в машиностроении. Их собирают путем эксцентричного смещения внутреннего кольца в наружном.
Р
оликовые
радиальные подшипники с короткими
цилиндрическими роликами
способны воспринимать значительные
радиальные нагрузки. Требуют точной
соосности посадочных мест, в противном
случае ролики работают кромками и
подшипники быстро разрушаются.
Применяют для коротких жестких валов,
а также в качестве «плавающих» опор.
Роликовые
радиальные подшипники с игольчатыми
роликами обладают
высокой радиальной грузоподъемностью
при небольших радиальных габаритах.
Осевую нагрузку не воспринимают. Весьма
чувствительны к прогибам и несоосности
посадочных мест. Применяют в опорах,
требующих компактности в радиальном
рогибам
и несоосности посадочных мест. ебольших
ют
Ш
ариковые
радиально-упорные подшипники
способны
воспринимать
комбинированные радиально-осевые
нагрузки. Осевая грузоподъемность
их зависит от угла контакта α
[альфа]
(угол
контакта шариков с кольцами). Стандартные
подшипники
имеют угол α
= 12, 26 и 36º. С увеличением угла α
осевая грузоподъемность возрастает
за счет уменьшения радиальной. Подшипники
воспринимают осевую нагрузку только в
одном направлении. Для восприятия
осевых нагрузок в обоих направлениях
их
устанавливают парно. Применяют для
жестких быстроходных валов.
Р
оликовые
конические подшипники
предназначены для восприятия одновременно
действующих радиальных и осевых нагрузок.
Для восприятия двусторонних осевых
нагрузок подшипники применяют в
паре. Конструкция их разъемная.
Чувствительны к перекосам колец, поэтому
требуют точного монтажа и жестких валов.
При, монтаже и в процессе эксплуатации
необходима тщательная регулировка
осевых зазоров. Если зазор больше
допускаемого, то ролик перекашивается.
При этом нарушается его линейный контакт
с кольцами; возникает точечный контакт,
что вызывает, разрушение роликов. При
малом зазоре подшипник перегревается,
что приводит к защемлению тел качения
и выходу его из строя. Применяют при
средних, и низких частотах вращения.
Шариковые
упорные подшипники
воспринимают только осевые нагрузки;
однорядные (а), в одном направлении
двухрядные (б) в двух направлениях.
Допускают небольшие частоты вращения,
так как под действием центробежных сил
шарики стремятся выйти из беговых
дорожек, при этом возрастают трение,
нагрев и возможно даже закаливание
шариков.