25 Подбор подшипников качения
Преимущества и недостатки. Классификация
Преимущества:
‑ меньше зависят от смазки
‑ упрощаются система смазки и обслуживания подшипника
‑ уменьшается возможность разрушения при кратковременных перебоях в смазке
‑ конструкция подшипников качения позволяет изготовлять их в массовых количествах как стандартную продукцию, что значительно снижает стоимость производства.
Недостатки:
‑ отсутствие разъемных конструкций
‑ сравнительно большие радиальные габариты
‑ ограниченная быстроходность
‑ низкую работоспособность при вибрационных и ударных нагрузках и при работе в агрессивных средах.
Основные типы подшипников качения:
По форме тел качения
‑ шариковые
‑ роликовые
По направлению воспринимаемой нагрузки
‑ радиальные
‑ упорные
‑ радиально-упорные
‑ упорно-радиальные.
Радиальные шариковые подшипники ‑ наиболее простые и дешевые, допускают небольшие перекосы вала (до 0,25°) и могут воспринимать осевые нагрузки, но меньшие радиальных.
Радиальные роликовые подшипники допускают значительно большие нагрузки, чем шариковые, не воспринимают осевые нагрузки и плохо работают при перекосах вала.
В роликовых цилиндрических и конических подшипниках с бочкообразными роликами концентрация нагрузки от неизбежного перекоса вала существенно снижается. Аналогичное сравнение можно провести и между радиально-упорными шариковыми и роликовыми подшипниками.
Самоустанавливающиеся шариковые и роликовые подшипники применяют в тех случаях, когда допускают значительный перекос вала (до 2…3°), имеют сферическую поверхность наружного кольца и ролики бочкообразной формы. Эти подшипники допускают небольшие осевые нагрузки.
Игольчатые подшипники позволяет уменьшить габариты (диаметр) при значительных нагрузках, воспринимают только осевые нагрузки и плохо работают при перекосе оси.
Выбор подшипников по динамической грузоподъемности
Расчет подшипников
по динамической грузоподъемности
С (по
заданному ресурсу или долговечности)
выполняют при частоте вращения
мин-1.
При
от 1 до 10 мин-1
в расчет
принимают 10 мин-1.
Условие подбора:
Базовая динамическая
грузоподъемность
‑ это
такая постоянная стационарная сила,
которую подшипник может теоретически
воспринимать в течение 1 млн. оборотов
без появления признаков гадости не
менее чем у 90% из определенного числа
подшипников, подвергающихся испытаниям.
Величина С для каждого подшипника приводится в ГОСТах
При этом под С понимают радиальную силу для радиальных и радиально-упорных подшипников (с невращающимся наружным кольцом), осевую силу Fа для упорных и упорно-радиальных (при вращении одного из колец).
Динамическая
грузоподъемность
рассчитывается по формуле:
где 
‑ ресурс
подшипника, млн. оборотов;
‑ эквивалентная
динамическая нагрузка;
р = 3
для шариковых
р = 
для роликовых подшипников;
‑ коэффициент
долговечности, зависящий от надёжности
(в ГОСТе
указана при
= 0,9);
‑ обобщенный
коэффициент совместного влияния качества
металла, особенностей технологии
производства, конструкции и условий
эксплуатации (зависит от типа подшипника
и условий эксплуатации).
Если частота вращения п постоянна, ресурс определяют по формуле:
где 
‑ требуемое
количество часов работы механизма.
Эквивалентная
динамическая нагрузка
для радиальных
и радиально-упорных подшипников есть
такая условная
постоянная стационарная радиальная
сила
которая при
приложении ее к подшипнику с вращающимся
внутренним кольцом и с неподвижным
наружным обеспечивает такую же
долговечность, какую подшипник имеет
при действительных условиях нагружения
и вращения.
Для упорных и
упорно-радиальных подшипников
соответственно будет
‑ постоянная
центральная осевая сила при вращении
одного из колец:
где
, 
‑ радиальная
и осевая силы;
, 
‑ коэффициенты
радиальной и осевой сил (указываются в
ГОСТе);
‑ коэффициент
вращения, зависящий от того, какое кольцо
подшипника вращается относительно
внешней нагрузки (при вращении внутреннего
кольца
= 1,
наружного
= 1,2);
‑ коэффициент
безопасности, учитывающий характер
нагрузки:
Проверка и подбор подшипников по статической грузоподъемности
Условие проверки и подбора
где 
‑ эквивалентная
статическая нагрузка;
‑ статическая грузоподъемность.
Под статической грузоподъемностью понимают такую статическую силу, которой соответствует общая остаточная деформация тел качения и колец в наиболее нагруженной точке контакта, равная 0,0001 диаметра тела качения. При этом под понимают радиальную силу для радиальных и радиально-упорных подшипников, осевую силу для упорных и упорно-радиальных.
Величины указаны в ГОСТе.
Эквивалентная статическая нагрузка
но не меньше чем
где и ‑ радиальная и осевая силы;
и
‑ коэффициенты
радиальной и осевой статических сил
(ГОСТ).
для упорных
подшипников.