Рекомендації щодо вибору підшипників кочення

Для опор валів циліндричних зубчастих передач перевагу слід надавати радіальним кульковим підшипникам як найдешевшим та простим в експлуатації, їх успішно застосовують для опор валів, де осьове навантаження становить менше 35 % від сумарного радіально­го (F_a/(VR_r) ≤ 0,35). Якщо відношення F_a/(VR,) > 0,35, то рекомендується використовувати інші типи підшипників, наприклад кулькові радіально-упорні, але їх вибір повинен бути обгрунтованим. Початкове слід орієнтуватись на підшипники легкої серії. Якщо ж розрахункова довговічність виявиться недостатньою, то беруть підшипники середньої серії.

Конічні та черв'ячні колеса повинні бути точно і жорстко зафіксовані в осьовому напрямі. Кулькові радіальні підшипники мають малу осьову жорсткість. Тому у силових передачах для опор валів конічних та черв'ячних коліс використовують роликові конічні підшипники, переважно при значних динамічних навантаженнях та високих короткочасних перевантаженнях.

Опори черв'яка в силових черв'ячних передачах навантажені значними осьовими силами. Це вимагає застосування конічних роликових підшипників, здатних сприймати великі осьові навантаження. При довгочасній неперервній роботі черв'ячної передачі, з метою зменшення її нагрівання, для опор черв'яка використовують також кулькові радіально-упорні підшипники зі збільшеним кутом контакту тіл кочення типів 46000 і 66000.

Під час вибору підшипників кочення слід враховувати їхні граничні швидкості обертання. 3 ростом швидкості обертання різко зменшується довговічність підшипнків кочення, збільшується температура в навантаженому контакті тіл кочення і кілець. Зростають при цьому втрати на тертя між тілами кочення та сепаратором і буртиками кілець. З ростом швидкості обертання збільшується ймовірність відказів, пов'язаних із руйнуванням сепараторів.

Щоб забезпечити потрібну надійність, у каталогах підшипників зазначені граничні частоти обертання або кутові швидкості з урахуванням виду мастила (рідке чи пластичне).

Гранична швидкохідність підшипників кочення оцінюється умовним швидкісним параметром d_mω – добутком діаметра кола центрів тіл кочення і кутової швидкості внутрішнього кільця, який залежить від типу підшипника, точності, конструкції сепаратора та виду мастила. Найбільші допустимі значення швидкісного параметра у кулькових підшипників із текстолітовими або масивними металевими сепараторами [d_mω] ≈ 9·10⁴ мм·рад/с. Далі йдуть радіальні підшипники з короткими циліндричними роликами [d_mω] ≈ 5·10⁴ мм·рад/с. Значно менше значення допустимого швидкісного параметра для роликових конічних підшипників [d_mω] ≈ 3.5·10⁴ мм·рад/с

Загальні відомості про підшипники ковзання

Підшипники ковзання – це елементи опор валів і осей, поверхня цапфи яких взаємодіє через шар мастила з охоплюючою нерухомою поверхнею підшипника. Робота підшипників ковзання без спрацьовування поверхонь цапфи вала і підшипника можлива лише при розділенні цих поверхонь шаром мастила достатньої товщини. Наявність шару мастила між робочими поверхнями може бути забезпечена надлишковим тиском, який буває гідродинамічним, що створюється при обертанні цапфи, або гідростатичним, що виникає внаслідок подачі мастила помпою. Основне практичне застосування мають підшипники з гідродинамічним змащуванням.

Підшипники ковзання в машинобудуванні мають вужче застосування, ніж підшипники кочення. Однак за деякими своїми позитивними характеристиками вони у деяких випадках мають переважне або рівне використання з підшипниками кочення. Підшипники ковзання застосовують у таких випадках:

а) для опор валів (ω > 500 рад/с), у режимах роботи яких довговічність підшипників кочення досить низька;

б) для валів та осей, до яких ставляться високі вимоги щодо точності монтажу і забезпечення постійного положення осі обертання;

в) для валів великого діаметра через відсутність стандартних підшипників кочення;

г) у випадках, коли підшипники машини повинні бути роз'ємними (наприклад, для опор колінчастих валів);

д) при роботі підшипників у воді або агресивному середовищі, де підшипники кочення нероботоздатні;

е) при потребі малих діаметральних розмірів, наприклад для близько розміщених паралельних валів;

є) для тихохідних валів та осей невідповідальних механізмів, де підшипники ковзання простіші за конструкцією і дешевші, ніж підшипники кочення.

Підшипники ковзання вимагають систематичного нагляду та неперервного змащування, мають більш високі втрати на тертя при малих швидкостях обертання валів і потребують підвищених пускових моментів під час пуску машини в дію. Крім цього, цапфи валів та осей, що працюють у підшипниках ковзання, повинні мати високу якість поверхні для того, щоб запобігти прискореному спрацьовуванню підшипника та цапфи.