DM_1 / Деталі машин КЛ [Стадник В. А

Класифікація підшипників кочення. Підшипники кочення

класифікуються за такими ознаками:

1.За формою тіл кочення підшипники бувають кулькові та роликові. Основні форми тіл кочення зображено на рис. 17.2, а – е.

Рис. 17.2. Форми тіл кочення у підшипниках: а – кулькові; б – е – роликові

Роликові підшипники за тією ж ознакою поділяють на підшипники: із короткими та довгими роликами (рис. 17.2, б); із конічними роликами (рис. 17.2, в); із бочкоподібними роликами (рис. 17.2, г); із голчастими роликами (рис. 17.2, д); із витими роликами (рис. 17.2, е).

2.За кількістю рядів кочення підшипники бувають: одно-, дво- та

чотирирядні.

3. За здатністю компенсувати перекоси вала – несамоустановні та самоустановні сферичні. Самоустановні підшипники допускають перекоси кілець до 2˚…3˚, завдяки чому можуть працювати при збільшених деформаціях валів і при не співвісному розміщенні отворів під підшипники в окремих опорах валів.

4.В залежності від навантажувальної здатності і розмірів при одному і тому ж діаметрі росточки внутрішнього кільця підшипники за ДСТУ поділяються на серії: за радіальними розмірами – надлегкі,

особливо легкі, легкі, середні, важкі і на 4 серії ширини (особливо

400

вузькі, вузькі, нормально широкі, особливо широкі).Співвідношення розмірів підшипників різних серій показано на рис. 17.3 (а – особливо легка серія; б – легка; в – легка широка; г – середня; д – середня широка; е – важка серія). Переважне розповсюдження мають підшипники легкої і середньої

Рис. 17.3. Співвідношення ширини та діаметрів підшипників кочення

серій нормальної ширини, як найбільш дешеві. За стандартом підшипникам різних серій призначені умовні цифрові позначення: особливо легкій серії – 1; легкій – 2; середній – 3; важкій – 4; легкій широкій – 5; середній широкій – 6 і т. д.

5.За класами точності. ДСТУ 4036-2001 регламентує п'ять класів (у порядку підвищення точності): 0, 6, 5, 4, 2.

Примітка: Оскільки ще збереглися підшипники з позначеннями класів точності за старою системою ГОСТ’ів, приводимо відповідність старих позначень класів точності новим, а також відносну вартість підшипників у залежності від класу точності.

6.За напрямом сприйняття навантаження підшипники кочення поділяють на радіальні – сприймають тільки радіальне навантаження, яке направлене перпендикулярно до осі обертання (деякі радіальні підшипники кочення, наприклад, кулькові, можуть сприймати певні осьові навантаження); радіально-упорні – здатні сприймати радіальне та осьове навантаження; упорні – сприймають тільки осьове навантаження; упорно-радіальні – сприймають

значне осьове і незначне радіальне навантаження.

Здатність тієї чи іншої групи підшипників сприймати радіальні, радіальні та осьові навантаження та їх величину залежить від геометрії внутрішніх та зовнішніх кілець і визначається типом підшипників, яким за стандартом присвоєні умовні числові позначення.

На рис. 17.4 і 17.5 показані основні типи кулькових і роликових підшипників.

Рис. 17.4. Основні типи кулькових підшипників: а – радіальні; б – зі сферичною поверхнею зовнішнього кільця; в – упорні; г – радіально-упорні

402

Рис. 17.5. Основні типи роликових підшипників: а – радіальні; б– зі сферичною поверхнею зовнішнього кільця;

в – радіально-упорні конічні Графічні зображення різних типів кулькових та роликових підшипників приведені на рис. 17.6 і 17.7.

403

Основні геометричні розміри підшипників. Основні геометричні розміри найбільш розповсюджених типів підшипників показано на рис. 17.6 і рис. 17.7. До таких розмірів належать внутрішній діаметр d , зовнішній діаметр D і ширина підшипників B . В упорних кулькових підшипниках (рис. 3.25,е, є) ширину характеризує розмір H , а в радіально-упорних роликових підшипниках (рис. 3.26, ж, з, і) найбільшу ширину визначає розмір T .

Важливим розміром для підшипників кочення є також розмір фасок r на кільцях. Цей розмір необхідно враховувати під час конструювання елементів опор валів з підшипниками кочення.

До інших розмірів елементів підшипників належить діаметр Dω тіл кочення, довжина роликів, а також кількість Z тіл кочення. У радіальноупорних підшипниках (рис. 17.6 д та рис. 17.7 ж і з) враховується також і кут контакту α тіл кочення.

Маркування підшипників кочення. Підшипники кочення маркують нанесенням на торець кілець ряд цифр і букв, які умовно позначають різні параметри підшипника. Повне позначення складається із семи цифр

0 000000.

Дві перші цифри, рахуючи справа, означають умовно внутрішній діаметр, до того ж для всіх підшипників із внутрішнім діаметром 20 мм і більше ці дві цифри означають частку від ділення діаметра (в мм) на 5. Для підшипників із внутрішнім діаметром до 9 мм перша цифра праворуч показує фактичний розмір внутрішнього діаметра в мм. Внутрішні діаметри 10, 12, 15 і 17 мм позначають двома цифрами 00, 01, 02 і 03 відповідно.

Третя цифра праворуч в основному умовному позначенні разом із сьомою свідчать про серію підшипників всіх діаметрів ( d ≥10 мм): основна з особливо легких серій позначається цифрою 1, легка – 2, середня – 3, важка – 4, легка широка – 5, середня широка – 6 і т. д.

Четверта цифра праворуч показує на тип підшипника: 0 – радіальний кульковий однорядний; 1 – радіальний кульковий дворядний сферичний; 2 – радіальний із короткими циліндричними роликами; 3 – радіальний роликовий

406

дворядний сферичний; 4 – роликовий із довгими циліндричними роликами або голчастий; 5 – роликовий із витими роликами; 6 – радіально-упорний кульковий; 7 – роликовий конічний; 8 – упорний кульковий; 9 – упорний роликовий.

П'ята та шоста цифри праворуч, що вводяться не для всіх підшипників, характеризують їхні конструктивні особливості.

Додаткове умовне позначення ліворуч від основного вказує на клас точності підшипника, радіальний чи осьовий зазори в підшипнику, величину моменту тертя. Цифри 0, 6, 5, 4 і 2, що стоять через знак "тире" перед основним умовним позначенням підшипника, означають його клас точності (2 – найвищий клас точності). Нормальний клас точності позначається цифрою 0, яка в деяких випадках не проставляється.

Приклади умовних позначень:

2-6-307 – підшипник кульковий радіальний однорядний (307) класу точності 6 із радіальним зазором за рядом 2;

5-2210 – підшипник роликовий радіальний з короткими циліндричними роликами (2210) класу точності 5;

36218 – підшипник кульковий радіально-упорний (36218) класу точності

0.

Додаткове умовне позначення праворуч від основного характеризує матеріал і конструкцію сепаратора, конструктивні зміни, спеціальні вимоги щодо шуму та ін.

17.2. Особливості робочого процесу підшипників кочення

Радіальне навантаження Fr , діюче на підшипник, навантажує тіла кочення нерівномірно (рис. 17.8). Одна половина підшипника взагалі не навантажена, а в іншій навантаження Fr розподіляється між тілами кочення в залежності від кута ϕ , радіального зазору в підшипнику і точності геометричної форми його деталей.

407

Розподіл навантаження на тіла кочення. При відсутності зазору і натягу сила Fr розподіляється на тіла кочення нерівномірно (рис. 17.8, крива

1). Із умови рівноваги сил, що діють на тіла кочення від вала і зовнішнього

Рис. 17.8. Навантаження тіл кочення радіального підшипника

кільця,

i =n

Fr = Fmax + 2 ∑Fi . (17.1)

i =1

За залежністю між навантаженням в зоні кочення спряжених поверхонь і деформацією при абсолютній точності розмірів деталей підшипника одержують відповідно для кулькових і роликових підшипників

кочення, від найбільш навантаженого, n≤ Z4 , Z - число тіл кочення; ϕ = 2π Z .

При наявності радіального зазору (крива 2) приймають для кулькових підшипників

При роботі підшипника в кожній точці контакту тіл кочення з внутрішнім і зовнішнім кільцями виникають контактні напруження σHA і σHB (рис. 17.9.

а), які змінюються за пульсуючим циклом (рис. 17.9. б).

Рис. 17.9. Епюри і цикли зміни контактних напружень

в зонах контакту тіл кочення і кілець підшипників.

Неважко помітити, що при однаковому навантаженню F0 напруження σHA в точці А внутрішнього кільця більше напруження σHB в точці В зовнішнього кільця, так як в точці А кулька контактує з випуклою поверхнею

409