окм / лекции чугунов / подшипники качения

Тема «Подшипники качения»

§ 1. Назначение и классификация.

Подшипник – это опора, которая воспринимает нагрузки и допускает вращение вала (оси). Силы, которые воспринимаются подшипниками, называются реакциями в опорах. Различают подшипники скольжения и качения.

Классификация подшипников качения:

1. По форме тел качения:

1. шариковые;

2. роликовые:

а) с короткими цилиндрическими роликами;

б) с длинными цилиндрическими роликами;

в) игольчатые;

г) конические;

д) бочкообразные;

1. По типу воспринимаемых нагрузок:

1. радиальные;

2. радиально-упорные;

3. упорные;

3. По серии:

1 – особо легкая;

2 – легкая;

3 – средняя;

4 – тяжелая;

5 – легкая широкая;

6 – средняя широкая;

4. По классу точности:

0 – нормальный;

6 – повышенный;

5 – точный;

4 – особо точный;

2 – сверхточный;

§ 2. Условные обозначения подшипников.

1,2 – внутренний диаметр подшипника, уменьшенный в 5 раз;

3 – серия подшипника;

4 – тип подшипника;

5 – конструктивные особенности подшипника;

6,7 – класс точности.

§.3. Основные типы подшипников качения.

0 – подшипник качения шариковый радиальный однорядный;

a – внутреннее кольцо подшипника;

b – тело качения (шарик);

с – сепаратор;

d – наружное кольцо.

c

b d а

1 – подшипник качения шариковый радиальный двухрядный сферический (такой подшипник может работать в условиях углового перекоса вала);

2 – подшипник качения роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами;

3 – подшипник качения роликовый радиальный двухрядный сферический с бочкообразными роликами;

4 – подшипник качения шариковый радиально-упорный однорядный;

5 – подшипник качения роликовый конический радиально-упорный;

6 – подшипник качения шариковый упорный однорядный;

§4. Схемы установок валов с помощью подшипников качения.

Существует четыре схемы установки.

1. Схема «враспор»:

2. Схема «врастяжку»:

3. Схема с фиксирующей и плавающей опорами:

4. Схема с двумя плавающими опорами:

§ 5. Причины выхода из строя подшипников качения.

1. усталостное выкрашивание рабочих поверхностей колец и тел качения, связанное с циклическим изменением контактных напряжений при вращении колец и тел качения подшипника;

2. абразивный износ;

3. разрушение сепаратора;

4. вмятины на рабочих поверхностях, появляющиеся при ударах и больших перегрузках;

5. сколы бортов, раскалывание колец и тел качения, возникающие при недопустимых ударных нагрузках и перекосах колец.

§ 6. Методы расчета подшипников качения.

В зависимости от условий работы проводят следующие виды расчетов подшипников качения:

по динамической грузоподъемности (по сопротивлению контактной усталости) при частоте вращения кольца подшипника ≥ 10 об/мин;

по статической грузоподъемности (по максимальным контактным напряжениям) при частоте вращения менее 10 об/мин.

Расчет на статическую грузоподъемность:

С₀ – статическая грузоподъемность, кН;

С – динамическая грузоподъемность, кН;

Р₀ – эквивалентная нагрузка, кН;

X₀, Y₀ – коэффициенты радиальной и осевой реакций для статического нагружения;

Q_R, Q_A – радиальная и осевая реакции в опорах, кН.

,

Расчет на динамическую грузоподъемность:

L_h – расчетный срок службы, ч;

[L_h] – требуемый срок службы, ч;

Р_э – эквивалентная динамическая нагрузка, кН;

X, Y – коэффициенты радиальной и осевой динамической нагрузки;

V – коэффициент вращения (при вращении внутреннего кольца V = 1, при вращении наружного кольца V = 1,2);

К_Б – коэффициент безопасности, учитывающий динамичность нагрузки и зависящий от величины кратковременной перегрузки (К_Б = 1…3);

К_Т – температурный коэффициент (при температуре до 100 С˚ К_Т = 1, при большей температуре К_Т > 1).

р = 3 – для шариковых подшипников;

р = 10/3 – для роликовых подшипников.

Примечание:

осевая реакция = осевая сила от внешних нагрузок + S, где

S = eQ_R – для радиально-упорных шарикоподшипников;

S = 0,83eQ_R – для роликовых подшипников.

а) схема «враспор»:

б) схема «врастяжку»: