книги из ГПНТБ / Монтаж и эксплуатация подшипниковых узлов Е. Г. Рабинер. 1960- 16 Мб

Конические роликоподшипники

Радиально-упорные конические роликоподшипники (фиг. 8)

широко применяются в машиностроении. Эти подшипники могут воспринимать комбинированную нагрузку, значительно большую по величине, чем радиально-упорные шарикоподшипники, но в срав­

нении с последними имеют пониженные предельно допустимые окружные скорости.

Осевая грузоподъемность конических роликоподшипников зави­

сит от угла конусности р дорожки качения наружного кольца. С уве-

Фиг. 8. Конические роликоподшипники:

а — однорядный; б — двухрядный; в — четырехрядный.

личением угла конусности осевая грузоподъемность подшипников повышается, а радиальная грузоподъемность понижается, и наоборот.

У большинства типоразмеров конических роликоподшипников угол р находится обычно в пределах 12—16°, а у подшипников,

предназначенных для работы при больших осевых нагрузках, дейст­ вующих одновременно с радиальными нагрузками, — в пределах

28—30°.

Трение скольжения, возникающее при работе подшипника между торцами роликов и большим бортом внутреннего кольца, в значи­ тельной степени ограничивает его предельно допустимые скорости вращения. Поэтому нормальная работа подшипника, особенно с пре­

дельным числом оборотов, может быть обеспечена только при доста­

точной смазке подшипника.

Конструкции конических роликоподшипников весьма разно­ образны; к основным из них можно отнести: однорядные типа 7000 (фиг. 8, а), двухрядные типа 37000 (фиг. 8, б) и четырехрядные типа 77000 (фиг. 8, в).

Съемные наружные кольца позволяют производить монтаж и демонтаж подшипника раздельно (по кольцам). При раздельном

монтаже можно применять более тугие посадки, тем более что рабо­ чий зазор у однорядного подшипника устанавливается регулиров­ кой при монтаже.

Регулировка осевой игры конических роликоподшипников имеет

первостепенное значение и от нее в значительной степени зависит нормальная работа подшипников и их долговечность.

Однорядные конические роликоподшипники воспринимают осе­

вую нагрузку и фиксируют вал только в одном направлении. Они применяются в жестких двухопорных валах по одному в каждой опоре при небольшом расстоянии между опорами или попарно в поло­ жении, противоположном один к другому, и допускают регулировку осевой игры в необходимых пределах как при монтаже, так и в про­

цессе эксплуатации. Подробно о регулировке подшипников при­ ведено ниже в разделе «Регулировка осевой игры радиально­ упорных и упорных шарико- и роликоподшипников».

Двухрядные и четырехрядные конические роликоподшипники воспринимают, наряду с радиальной нагрузкой, осевую и фикси­ руют вал от осевого перемещения (в пределах осевого зазора) в обоих направлениях.

Подшипники этих типов в большинстве случаев изготовляют с заранее отрегулированными зазорами и при монтаже не регули­

руют. Однако в процессе эксплуатации можно уменьшить увеличен­ ные в результате износа осевые зазоры в двухрядных и четырехряд­ ных подшипниках путем шлифования дистанционных колец.

Эти подшипники применяются при больших радиальных нагруз­ ках в сочетании с относительно меньшими осевыми нагрузками, действующими в обоих направлениях.

Для конических роликоподшипников небольших размеров при­ меняют сепараторы штампованные стальные, а для крупногабарит­ ных подшипников — стальные точеные на распорках, пропущенных через отверстия роликов.

В обоих случаях сепараторы центрируются по роликам.

Детали двухрядных и четырехрядных конических роликопод­

шипников невзаимозаменяемы. В связи с этим во избежание пере­ путывания деталей подшипников на каждом кольце подшипника,

кроме предусмотренного стандартом условного обозначения, элект­

рографом наносятся дополнительные маркировочные знаки. Эти знаки обозначают порядковый номер и год изготовления подшипника

и находятся на торцах колец подшипника и наружной цилиндри­

ческой поверхности дистанционных колец.

Дополнительная маркировка позволяет обеспечить правильную сборку подшипника, на что при монтаже необходимо обращать серьезное внимание.

УПОРНЫЕ ШАРИКО- и роликоподшипники

Упорные шарико- и роликоподшипники воспринимают только осевые нагрузки. Упорные шарикоподшипники бывают одинарные

20

Упорные шарикоподшипники

Одинарные упорные шарикоподшипники с плоскими кольцами типа 8000 (фиг. 9, а) воспринимают осевую нагузку только в одном направлении. Они состоят из тугого кольца, которое с натягом мон­ тируется непосредственно на вращающийся вал, свободного кольца, устанавливаемого в корпус с за­ зором, и шариков с сепаратором.

Свободное кольцо обычно не вра­ щается и имеет несколько боль­ ший внутренний диаметр.

Двойные упорные шарикопод­ шипники с плоскими кольцами

(фиг. 9, б) воспринимают осевую нагрузку в обоих направлениях.

Они состоят из вращающегося

среднего тугого кольца, двух сво­

бодных колец и двух рядов шари­ ков с двумя отдельными сепарато­

рами. Тугое кольцо, насаживае­

мое на вал, имеет с обеих сторон по одному желобу. Свободные кольца этих подшипников по конструкции не отличаются от колец одинарного упорного под­ шипника.

У двойных упорных подшип­ ников каждый ряд шариков вос­

Предельная скорость упорных подшипников относительно неве­

лика и поэтому они не пригодны для эксплуатации при высоких скоростях. В последнем случае вместо упорных шарикоподшипников применяют радиально-упорные или некоторые радиальные подшип­ ники в зависимости от величины осевой нагрузки.

Большое преимущество упорных подшипников заключается

вих сравнительно высокой грузоподъемности и жесткости. Основной недостаток упорных подшипников заключается в том,

что в процессе их эксплуатации (особенно двойных упорных подшип­ ников) при повышенных или высоких числах оборотов шарики

вненагруженном ряде под действием центробежных сил смещаются

врадиальном направлении.

Между шариками и дорожками качения под действием гироско­

пического момента возникает трение скольжения, вследствие кото-

21

рого повышается температура, разрушаются рабочие поверхности

шариков и дорожек качения, а также изнашивается и разрывается сепаратор.

Разрушающее влияние центробежных сил устраняется соответ­ ствующей регулировкой осевого зазора или применением пружин, нагружающих подшипник предварительной осевой нагрузкой.

К недостаткам упорных шарикоподшипников следует также отнести неопределенность положения свободных колец, что особенно опасно при больших осевых зазорах в подшипниках, применяемых для горизонтальных валов.

Одинарные сферические упорные шарикоподшипники (фиг. 9, в)

по конструкции отличаются от таких же подшипников с плоскими

кольцами только тем, что опорная поверхность свободного кольца обрабатывается по сфере и устанавливается на специальное под­ кладное кольцо, сферическая поверхность которого имеет обратную

кривизну.

Двойные сферические упорные шарикоподшипники по конструк­

ции отличаются от таких же подшипников с плоскими кольцами тем, что их свободные кольца имеют сферическую поверхность и что они снабжены подкладными сферическими кольцами.

Наиболее широко применяются упорные подшипники с плоскими кольцами. Применение упорных шарикоподшипников с подклад­ ными сферическими кольцами не дало требуемых результатов, поэ­ тому в последнее время они мало используются. Вследствие значи­ тельного трения между сферическими поверхностями свободного

и подкладного колец эти подшипники не являются самоустанавли-

вающимися. Единственное их преимущество — компенсация перво­

начальных (статических) перекосов, возникающих при монтаже вертикальных валов в результате неточной обработки торцовых опорных поверхностей вала и корпуса. В остальном эти подшипники

обладают теми же свойствами, что и упорные шарикоподшипники с плоскими кольцами.

Для нормальной работы упорных подшипников необходимо точно

обрабатывать посадочные (торцовые) плоскости в корпусе и в сопря­ женных с подшипниками деталях. Такая обработка способствует тому, что подшипник располагается перпендикулярно оси вала.

При монтаже следует особенно тщательно проверять соблюдение этих условий и в особенности правильность регулировки осевого зазора.

Упорные роликоподшипники

Одинарные упорные роликоподшипники (фиг. 10) имеют большую грузоподъемность, чем упорные шарикоподшипники, и при ограни­

22

не являются подшипниками кинематически правильными, т. е. под­ шипниками чистого качения. При вращении плоской дорожки

качения вокруг оси подшипника цилиндрические ролики совершают

небольшие угловые повороты и скользят, в результате чего стенки сепаратора интенсивно изнашиваются.

В подшипниках с цилиндрическими роликами при больших нагрузках резко повышается температура, изнашивается и разру­

шается сепаратор. Вследствие этого такие подшипники нельзя экс­ плуатировать при повышенном числе оборотов.

Скольжение роликов с увели­ чением их длины возрастает, по­ этому в подшипниках с цилин­ дрическими роликами вместо одного длинного ролика приме­

няют два или несколько роликов небольшой длины, размещенных в окнах сепаратора.

Упорные подшипники с цилин­

дрическими роликами допускают

параллельное смещение вала, не

Одинарные упорные роликоподшипники с коническими роликами.

Основное преимущество упорных подшипников с коническими роликами состоит в том, что образующие роликов пересекаются в одной точке, лежащей на оси вала. Вследствие этого ролики вра­

щаются без скольжения и допускают сравнительно большие предель­ ные скорости.

При монтаже упорных подшипников с коническими роликами нужно следить за тем, чтобы торцы посадочных мест корпуса были

перпендикулярны оси вала.

МАРКИРОВКА ПОДШИПНИКОВ

Условное обозначение подшипников

Клеймо на подшипнике состоит из цифр и характеризует: внут­ ренний диаметр, серию (диаметров и ширин) типа и конструктивные особенности подшипника.

Значения цифр определяются местами, занимаемыми ими, в услов­ ном обозначении согласно табл. 1.

Миниатюрные радиальные и радиально-упорные однорядные

шарикоподшипники с наружным диаметром до 6 мм,, с одним наруж-

23

Таблица 1

Условное обозначение подшипника

Места, занимаемые цифрами в условном обозначении, считая справа налево

ным штампованным кольцом обозначаются буквой Э слева, перед условным обозначением.

Тип подшипника обозначается на третьем месте справа цифрой: 0—для радиальных подшипников; 6 — для радиально-упорных подшипников.

Обозначения конструктивных особенностей и отличий миниа­ тюрных подшипников аналогичны обозначениям всех остальных под­

шипников.

Примеры условного обозначения:

Э-040 — миниатюрный радиальный подшипник с наружным диа­ метром 4 мм;

Э-625 — миниатюрный радиально-упорный подшипник с наруж­ ным диаметром 2,5 мм;

Э-625К — миниатюрный радиально-упорный подшипник с нару­ жным диаметром 2,5 мм и сепаратором.

Обозначение класса точности подшипников

Класс точности клеймится на подшипнике одной или двумя бук­

вами впереди номера и обозначает: П — повышенный;

В — высокий;

А— особо высокий;

С— сверхвысокий;

ВП|

АВ 1 — промежуточные.

СА I

Для промежуточных классов точности буква слева указывает класс точности внутреннего кольца и справа — класс точности

наружного кольца.

Подшипники нормального класса точности специального обоз­ начения не имеют, за исключением случаев, указанных на стр. 26. Примеры обозначений: А-210, В-308, ВП-203, П-36308.

Обозначение товарного знака завода-изготовителя

Товарный знак завода-изготовителя обозначается условным клей­

мом, состоящим из цифр и букв. Цифры указывают номер завода,

абуквы ГПЗ обозначают Государственный подшипниковый завод.

Примеры обозначений: 1 ГПЗ, 2 ГПЗ, 3 ГПЗ, 4 ГПЗ и т. д.

Обозначение года изготовления подшипников

Год изготовления обозначается на кольцах двумя последними цифрами календарного года.

Примеры обозначений: 55; 56; 57.

С конца 1957 г. год изготовления обозначается условным знаком (буквой).

25

Обозначение радиального зазора подшипников

Радиальный зазор подшипников условно обозначается номером ряда, согласно ведомственной нормали Н-30-53 и ОН2-57, указывае­

Подшипники, изготовляемые по специальным техническим усло­

виям, не предусмотренным ГОСТом 520-55, а также подшипники,

в конструкцию которых внесены изменения, имеют следующие допол­

нительные знаки, указывающие на их отличительные признаки: А — изменения в конструкции подшипника или в разме­

рах деталей (старое обозначение, новое обозначение К);

Е— сепаратор из текстолита или других пластических

материалов;

Ж — специальные требования к зазорам в подшипнике

(старое обозначение, новое У);

К— изменения в конструкции подшипника или в разме­ рах деталей; для роликовых цилиндрических подшип­ ников буква К обозначает стальной штампованный сепаратор;

Л— сепаратор из латуни;

ков старого выпуска указывает на модернизирован­

ную внутреннюю конструкцию (старое обозначение,

новое К);

НТ — подшипники специального применения, характери­ зуются малыми зазорами, тугой подборкой; понижен­ ные требования на допускаемые отклонения размеров

26

Cl — подшипники закрытого типа при заполнении смазкой

ОКБ 122-7;

С2 — подшипники закрытого типа при заполнении смазкой

ЦИАТИМ-221;

СЗ — подшипники закрытого типа при заполнении смазкой

ВНИИ НИ 222;

С4 — подшипники закрытого типа при заполнении смазкой

ЦИАТИМ-221 С;

С5 — подшипники закрытого типа при заполнении смазкой

ЦИАТИМ-202;

С6 — подшипники закрытого типа при заполнении смазкой

ЛМФС-4С;

СФ суперфинишная обработка дорожек качения колец подшипников (старое обозначение, новое У);

Т— специальные требования к температуре отпуска дета­

лей, твердости и механическим свойствам;

У— дополнительные технические требования к чистоте

обработки поверхностей деталей, к радиальному зазору и осевой игре. Покрытия — свинцевание, ано­ дирование, кадмирование и т. п.

Примечание. Буквой У обозначаются радиальные зазоры и момент тре­ ния, когда они взяты не по нормалям. Покрытия обозначаются буквой У, когда они

Ю— кольца, тела качения и сепаратор или только кольца и тела качения изготовлены из нержавею­ щей стали;

Я— подшипники (кольца, тела качения) из редко применяемых материалов (пластмасс, стекла, кера­ мики и т. д.).

Примечание. Обозначения подшипников, имеющих несколько отличи­ тельных признаков, могут состоять из двух или трех перечисленных выше букв или из одной буквы и цифр, например, ЮНТ, КТ, К1, Ю1, Ю2, Т4, Б1, ГЗ и т. д.

Примеры обозначений:

219Л — шарикоподшипник с латунным сепаратором; 92819К — конструктивное отличие от подшипника 92819 (мон­

тажная фаска приставной шайбы имеет увеличенные раз­

меры);

27

302БТ — шарикоподшипник с бронзовым сепаратором и кольцами со специальной термообработкой (высокий отпуск);

12309Д — роликоподшипник с дюралевым сепаратором; 42630Г1 — роликоподшипник с чугунным массивным сепаратором;

42630Г2 — роликоподшипник со стальным массивным сепаратором;

201Ю — шарикоподшипник, детали которого изготовлены из не­ ржавеющей стали;

201ЮНТ — подшипник из нержавеющей стали изготовляется с пони­ женной точностью и имеет малые зазоры (тугая под­

борка).

ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ОБРАЩЕНИЯ С ПОДШИПНИКАМИ

Одним из основных условий, от соблюдения которых зависит срок службы подшипников, является содержание подшипников и сопрягаемых с ними деталей узла в чистоте.

Практикой установлено, что в большинстве случаев при пра­ вильной конструкции и качественном изготовлении подшипнико­ вых узлов подшипники преждевременно разрушаются вследствие

качества уплотняющие устройства и засоренная смазка.

Вещества, вредно влияющие на качество и работоспособность подшипников, могут быть разбиты на две основные группы: ино­

родные тела и корродирующие вещества.

К группе инородных тел относятся твердые абразивные частицы (песок, грязь, металлическая стружка и др.), которые, попадая в подшипник и смешиваясь с находящейся в нем смазкой, образуют

как бы абразивную массу, царапающую и разрушающую дорожки качения колец и тела качения.

Кроме того, во время работы подшипника под нагрузкой между телами и дорожками качения на небольших контактных площадках создается давление, исчисляемое сотнями килограммов. Посторон­ ние тела, попадая между шариками или роликами и дорожками каче­ ния, оказываются зажатыми между ними и вследствие большого давления вдавливаются в поверхности деталей подшипника, обра­ зуя на них заметные лунки, или царапают тщательно отполирован­ ные рабочие поверхности, разрушая их. Это приводит подшипник

кпреждевременному или аварийному разрушению.

Кгруппе корродирующих веществ относятся в первую очередь:

вода, кислоты, пары и щелочи. Перечисленные вещества при попа­ дании в подшипник вызывают коррозию его рабочих поверхностей. Поверхности эти начинают покрываться «язвинками», увеличиваю­ щимися в процессе работы. В результате рабочие поверхности дета­ лей подшипника начинают выкрашиваться, что приводит к прежде­ временному разрушению и выходу подшипника из строя.

Перед упаковкой подшипники покрывают специальной консис­ тентной антикоррозийной смазкой, которая предохраняет рабочие поверхности от проникновения на них влаги во время транспорти-

28