2.13.2. Підшипники кочення Загальні відомості. Підшипник кочення (рис.2.13.2) складається з двох кілець: зовнішнього 1 і внутрішнього 2, тіл кочення 3 і сепаратора 4, який роз’єднує тіла кочення.

Рис. 2.13.2. Підшипник кочення

Підшипникові кільця і тіла кочення виготовляються із шарико-підшипникових високовуглецевих хромистих сталей ШХ6, ШХ9, ШХ15, ШХ15СГ тощо. Сепаратори виготовляють з м’яких вуглецевих сталей Ст.0; Ст.1; Ст.2; Сталь 08; Сталь 10, а також з латуні, бронзи, капрону, текстоліту.

Підшипники кочення мають такі переваги перед підшипниками ковзання: менші моменти сил тертя і значно менші (у 5...10 раз) пускові моменти; значно менші вимоги до догляду, простота заміни, менша витрата мастильних матеріалів; велика несуча здатність на одиницю ширини підшипника; значно менша витрата кольорових металів, менші вимоги до матеріалу і термічної обробки валів.

Недоліки підшипників кочення: великі габарити по діаметру; значно менша довговічність при великих кутових швидкостях і навантаженнях; менша здатність демпфірувати коливання; нероз’ємність конструкції, що не дозволяє застосовувати підшипники кочення в деяких складальних одиницях (наприклад, для шийок колінчастих валів).

Класифікація і конструкції підшипників кочення

За формою тіл кочення підшипники поділяють на кулькові та роликові. Основні форми тіл кочення зображено на рис. 2.13.3.

Рис. 2.13.3. Форми тіл кочення у підшипниках

Роликопідшипники бувають з циліндричними короткими (рис. 2.13.3,б), довгими (рис. 2.13.3,в) і витими (рис. 2.13.3,г) роликами; з конічними (рис. 2.13.3, ґ), діжкоподібними (рис. 2.13.3,д) і голчастими (рис. 2.13.3,е) роликами.

За напрямком навантаження, підшипники поділяються на:

1. Радіальні підшипники – здатні сприймати тільки радіальне наванта-ження F_r або радіальне і незначне за величиною осьове F_a навантаження.

Радіальні однорядні (рис.2.13.2) кулькові підшипники витримують великі кутові швидкості вала і допускають перекіс осей кілець до 10...15. Крім радіального вони можуть сприймати осьове навантаження, що діє в обох напрямках, але не перевищує 70% невикористаного допустимого радіального навантаження. Будучи найдешевшими, вони одержали найбільше поширення в машинобудуванні.

Радіальні роликові (рис.2.13.4,а)підшипники сприймають тільки радіальне навантаження, яке приблизно в 1,5 рази більше, ніж у шарикопідшипників. Радіальні роликові підшипники застосовують як опори валів, коли необхідно забезпечити високу співвісність посадочних місць. Голчасті підшипники (рис.2.13.4,б) не мають сепаратора і завдяки великій кількості голок (роликів) можуть сприймати значні радіальні навантаження. Їх застосовують у випадках, коли треба забезпечити компактність конструкції.

Рис. 2.13.4. Радіальні роликовіпідшипники

2. Радіально-упорні підшипники – призначені для спільних радіальних і осьових навантажень. Радіально-упорні кулькопід­шипники (рис.2.13.5,а) застосовуються при середніх і високих кутових швидкостях і неударних навантаженнях. Конічні роликові підшипники (рис.2.13.5,б) в порівнянні з радіально-упор­ними кульковими підшипниками мають більшу вантажопідйомність, дають можливість роздільного монтажу внутрішнього і зовнішнього кілець, а також здатні сприймати невеликі ударні навантаження. Недоліком цих підшипників є велика чутливість до неспіввісності і відносного перекосу кілець.

Рис. 2.13.5 Радіально-упорні підшипники

3. Упорно-радіальні підшипники (рис.2.13.6) сприймають значне осьове і невелике радіальне навантаження.

4. Упорні підшипники (рис.13.7)сприймають тільки осьове навантаження. Встановлюються в парі з радіальними підшипниками, що центрують геометричну вісь вала й обмежують свободу його переміщення в радіальному напрямку.

Рис. 2.13.6. Упорно-радіальний підшипник Рис.2.13.7. Упорний підшипник

За способом самоустановки підшипники поділяються на само-установлювальні (сферичні, рис. 2.13.8) і несамоустановлювальні (усі кулькові і роликопідшипники, крім сферичних). Самоустановлювальні сферичні підшипники можуть бути кулькові або з діжкоподібними роликами. Доріжка кочення зовнішнього кільця виготовлена сферичною. Така її форма забезпечує нормальну роботу підшипника при значному (до 2...3) перекосі внутрішнього кільця відносно зовнішнього. Підшипники призначені для сприйняття радіальних навантажень, але можуть сприймати деяке осьове (до 20% величини невикористаного допустимого радіального навантаження).

Рис. 2.13.8. Сферичний підшипник

За числом рядів тіл кочення підшипники бувають однорядні (див. рис. 2.13.2–2.13.7), дворядні (див. рис.2.13.8) і чотирирядні.

В залежності від навантажувальної здатності і габаритів за однакового діаметру розточки внутрішнього кільця підшипники поділяються на серії:

- за радіальними розмірами – надлегкі, особливо легкі, легкі, середні, важкі;

- за шириною – вузькі, нормальні, широкі й особливо широкі.

Найбільше поширення одержали підшипники кочення легких і середніх серій нормальної ширини.

У відповідності зі стандартом для підшипників кочення регламентовані п’ять класів точності (у порядку підвищення точності): Р0, Р6, Р5, Р4, Р2 (допускається і цифрове позначення: 0, 6, 5, 4, 2). З підвищенням класу точності вартість підшипника значно зростає (наприклад, підшипник класу Р2 (2) приблизно в 10 разів дорожче підшипника класу Р0 (0)). У загальному машинобудуванні найбільш широке поширення одержали підшипники кочення класу Р0 (0).