шпоргалка / подготовка к ЭКЗАМЕНУ / 44.Основные хар-ки п-ков качения

44.Основные характеристики подшипников качения.

Глава 2. КРАТКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДШИПНИКОВ ОСНОВНЫХ ТИПОВ

Типы и конструктивные исполнения подшипников установлены ГОСТ 3395—89.

Тип 0 — шариковые радиальные однорядные подшипники основного конструктивного исполнения (базовый типоразмер, обозначение 0000, рис. 2.3, а) — предназначены для восприятия радиальных и ограниченных осевых сил любого направления, являются одними из наиболее распростра ненных и дешевых.

Грузоподъемность их ниже, чем у роликоподшипников равных размеров. Могут работать под воздействием только осевой силы при высокой частоте вращения, т. е. в условиях, для которых упорные шариковые подшипники не пригодны.

Обеспечивают осевое фиксирование вала в двух направлениях. Не являясь самоустанавливающимися, допускают небольшие углы взаимного перекоса внутреннего и наружного колец, значения которых зависят от радиальных зазоров в подшипнике. При одинаковых габаритных размерах эти подшипники работают с меньшими потерями на трение и при большей частоте вращения вала, чем подшипники всех других конструкций.

Другие конструктивные исполнения (модификации базового типоразмера):

— с канавкой по ГОСТ 2893—82 на наружном кольце для установочного кольца (обозначение 50000, рис. 2.3, б); применение установочного кольца упрощает осевое крепление подшипника в корпусе и позволяет выполнять сквозную обработку отверстий корпуса под установку наружных колец подшипников;

— с одной (60000, рис. 2.3, в) или с двумя (80000, рис. 2.3, г) защитными шайбами; подшипники с двумя защитными шайбами заполняют пластичным смазочным материалом на заводе-изготовителе; защитные шайбы,

Рис. 2.3. Подшипники радиальные шариковые исполнений:

0000; б —  50000; в —  60000; г —  80000; д —  160000; е — 180000; ж —  480000; з —  840000; и —  900000

являясь бесконтактными уплотнениями, предохраняют подшипники от утечки смазочного материала и проникновения пыли и грязи в полость подшипника, позволяют обходиться без специальных уплотнений в узле для защиты подшипника, облегчают техническое обслуживание узла;

— с односторонним (160000, рис. 2.3, д) или с двусторонним (180000, рис. 2.3, е) встроенным контактным уплотнением из маслостойкой резины или пластмассы; эффективность герметизации выше, чем у подшипников с защитными шайбами;

— с двумя уплотнениями, широким внутренним кольцом, сферической наружной поверхностью наружного кольца, установочным винтом во внутреннем кольце (480000, рис. 2.3, ж); монтаж на валу удобен и прост;

— с упорным бортом на наружном кольце (840000, рис. 2.3, з); наличие упорного борта на наружном кольце позволяет выполнять сквозную обработку отверстий корпуса под установку наружных колец; возможны исполнения с одной (860000) и двумя (880000) защитными шайбами;

— с выступающим внутренним кольцом, канавкой для комплектования шариками, без сепаратора (900000, рис. 2.3, и); обладают большей радиальной грузоподъемностью, чем подшипники основного типа; наличие канавок не позволяет применять подшипники для восприятия осевых сил; характеризуются повышенным моментом трения и, следовательно, меньшей быстроходностью.

Сепараторы чаще всего штампуют из тонколистовой стали, в некоторых случаях — из латуни. Применяют также корончатые сепараторы из полиамидных смол. И те, и другие базируют по телам качения.

При проектировании следует ориентироваться на применение в первую очередь шариковых радиальных однорядных подшипников, отличающихся невысокой стоимостью, простотой монтажа и способностью воспринимать комбинированные нагрузки.

К новому поколению можно отнести серийно выпускаемые фирмой SKF подшипники с встроенным датчиком, позволяющим получать следующие сведения: частоту, скорость и направление вращения, угол поворота наружного кольца относительно внутреннего и ускорение.

Тип 1 — шариковые радиальные сферические двухрядные подшипникиосновного конструктивного исполнения (базовый типоразмер, обозначение 1000, рис. 2.4, а) — предназначены для восприятия радиальных сил, но могут воспринимать и ограниченные осевые силы любого направления. Наличие осевой составляющей приводит к неравномерности в распределении сил между рядами. Радиальная грузоподъемность ниже, чем у радиальных однорядных шарикоподшипников.

Дорожка качения на наружном кольце подшипника обработана по сфере. Поэтому подшипник способен самоустанавливаться и работать при значи тельном перекосе внутреннего кольца {вала) относительно наружного кольца {корпуса). Применяют в узлах с нежесткими валами и в конструкциях, в которых не может быть обеспечена требуемая соосность отверстий в корпусах.

Рис. 2.4. Подшипники радиальные шариковые сферические исполнений:

а- 1000; б- 11000; е- 111000; г-971000

Другие конструктивные исполнения (модификации базового типоразмера):

— на закрепительной втулке (11000, рис. 2.4, б); допускают регулирование радиального зазора, можно устанавливать на гладких, без бортов, валах;

— с коническим отверстием (111000, рис. 2.4, в); допускают регулирование радиального зазора;

— с выступающим внутренним кольцом и двумя защитными шайбами (971000, рис. 2.4, г).

Сепараторы изготовляют главным образом штамповкой из тонколистовой стали или из полиамидных смол. У крупногабаритных подшипников сепараторы массивные, чаще всего латунные.

Тип 2 — роликовые радиальные однорядные подшипники с короткими цилиндрическими роликами основного конструктивного исполнения — с бортами на внутреннем кольце и без бортов на наружном кольце (базовый типоразмер, обозначение 2000, рис. 2.5, а) — могут воспринимать только радиальную силу. Роликоподшипники отличаются большей грузоподъемностью, чем шарикоподшипники. Возможен раздельный монтаж внутреннего (с комплектом ро­ликов) и наружного колец. Допускают осевое взаимное смещение колец, поэтому возможно применение в качестве плавающей опоры.

Другие конструктивные исполнения (модификации базового типоразмера):

— с однобортовым наружным кольцом (12000, рис. 2.5, б);

— без бортов на внутреннем кольце (32000, рис. 2.5, в);

— с однобортовым внутренним кольцом (42000, рис. 2.5, г);

— с однобортовым внутренним и плоским упорным кольцом (92000, рис. 2.5, д); — двухрядные с коническим отверстием с бортами на внутреннем кольце

(182000, рис. 2.5, е); оси роликов в одном ряду смещены относительно осей ро­ликов в другом ряду; допускают регулирование радиального зазора — все это способствует созданию повышенной жесткости подшипников в радиальном направлении.

Подшипники, имеющие наружные и внутренние кольца с бортами, в том числе приставными, кроме радиальной могут воспринимать ограниченную одностороннюю или двустороннюю осевую силу.

Рис. 2.5. Подшипники радиальные роликовые с короткими цилиндрическими роликами исполнений:

а —  2000; б —  12000; в —  32000; г —  42000; д —  92000; е —  182000

Сепараторы подшипников изготовляют как штампованными из листового металла, так и массивными (из латуни, бронзы, стали, полиамидных смол). Первые базируют по телам качения, а вторые — по двухбортовому кольцу.

Роликовые радиальные подшипники предъявляют высокие требования к соосности посадочных мест. Подшипники с модифицированным контактом (ролики или дорожки качения делают с выпуклой образующей различной конфигурации; например, ролик может иметь «логарифмический» профиль) допускают незначительные взаимные перекосы колец. Двухрядные роликовые подшипники применяют в опорах шпинделей станков с целью обеспечения высокой жесткости и точности вращения.

Тип 3 — роликовые радиальные сферические двухрядные подшипникиосновного конструктивного исполнения — с бортиками на внутреннем кольце (базовый типоразмер, обозначение 3000, рис. 2.6, а) — предназначены для восприятия радиальной и осевых сил любого направления; допускают значительный перекос внутреннего кольца (вала) относительно наружного кольца (корпуса). Отличаются от шарикоподшипников радиальных сферических двухрядных большей грузоподъемностью, значительно меньшей быстроходностью, большей сложностью в изготовлении.

Другие конструктивные исполнения (модификации базового типоразмера):

— с бортиками на внутреннем кольце с закрепительной втулкой (13000, рис. 2.6, б);

— со стяжной втулкой (73000, рис, 2.6, в);

Рис. 2.6. Подшипники радиальные роликовые сферические исполнений:

а-3000; б- 13000; в- 73000; г- 113000

— с коническим отверстием конусностью 1: 12(113000, номинальный угол конуса 4°46’18,8″) и 1: 30 (4113000, номинальный угол конуса 1°54’34,9″), рис. 2.6, г; наличие конического отверстия облегчает монтаж и демонтаж.

Подшипники исполнений 13000, 73000, 113000 и 4113000 допускают регу­лирование радиального зазора.

Тип 4 — роликовые радиальные игольчатые или роликовые радиальные подшипники с длинными цилиндрическими роликами основного конструк тивного исполнения — с наружным и внутренним кольцами без сепаратора (ба зовый типоразмер, обозначение 74000, рис. 2.7, а) — отличаются большой ради альной грузоподъемностью при малых радиальных размерах. Осевые силы вос принимать не могут и осевое положение вала не фиксируют.

Другие конструктивные исполнения (модификации базового типоразмера):

— без внутреннего кольца и сепаратора (24000, рис. 2.7, б);

— с наружным и внутренним кольцами с сепаратором (244000, рис. 2.7, в);

— радиальные с игольчатыми роликами и двойные упорные с короткими цилиндрическими роликами комбинированные (РИК, рис. 2.7, г); предназначены для восприятия радиальных и двухсторонних осевых сил;

— радиально-упорные игольчатые комбинированные (594000, рис. 2.7, д); направление воспринимаемых сил — радиальное и осевое в одну сторону.

Большинство конструкций изготовляют без сепараторов. Рекомендуются для применения в узлах, работающих с качательным движением вала или при невысоких частотах вращения. Игольчатые подшипники с сепараторами могут

Рис. 2.7. Подшипники радиальные роликовые игольчатые или роликовые с длинными цилиндрическими роликами исполнений:

а — 74000; б —  24000; в —  244000; г — РИК; д —  594000

работать при сравнительно высоких частотах вращения. Весьма чувствительны к взаимным перекосам колец. Подшипники с модификацией профиля допускают незначительные взаимные перекосы колец.

Область применения игольчатых подшипников расширяется.

Тип 5 ~ роликовые радиальные подшипники с витыми роликами — могут воспринимать только радиальные силы, не фиксируя вал в осевом направлении. Пустотелые ролики, изготовленные из стальной ленты прямоугольного сечения, характеризуются повышенной упругой податливостью. Подшипники имеют увеличенный радиальный зазор, способны воспринимать ударные нагрузки, мало чувствительны к загрязнению; грузоподъемность примерно в два раза меньше, чем у подшипников со сплошными цилиндрическими роликами. Применяют в неответственных узлах, подверженных действию ударных нагрузок, не требующих высокой точности вращения и работающих при невысоких частотах вращения. Неперспективны, их применение сокращается.

Тип 6 ~ шариковые радиально-упорные однорядные подшипники (рис. 2.8,а). Основные конструктивные исполнения 36000, 46000 и 66000 различаются начальными углами контакта (а равны соответственно 12, 26 и 36°). Угол контакта — угол между нормалью к площадке контакта и плоскостью вращения подшипника. С ростом а осевая грузоподъемность растет, а предельная частота

Рис. 2.8. Подшипники радиально-упорные шариковые исполнений:

а — 36000; б —  6000; в —  36000К; г —  56000; д —  176000; е — 236000; ж —  336000; з —  236000К; и —  336000К; к —  436000; л —  436000К

вращения и допустимая радиальная нагрузка уменьшаются. В настоящее время промышленность переходит на выпуск подшипников с углами контакта а, равными 15, 25 и 40°. Подшипники предназначены для восприятия радиальной и осевой силы только одного направления; работать под действием только радиальной силы без осевой не могут.

Для восприятия осевых сил любого направления и двусторонней фиксации вала эти подшипники устанавливают на валу попарно. При сборке узла подшипники необходимо регулировать для получения примерно нулевого зазора между шариками и желобами колец при установившемся тепловом режиме. В некоторых машинах (например, в станках) путем регулирования парные подшипники собирают с предварительным натягом, вследствие чего повышаются жесткость опор и точность вращения.

Чем меньше угол контакта, тем больше радиальная и меньше осевая жесткость и грузоподъемность подшипников. С ростом угла контакта снижается предельная быстроходность вследствие влияния гироскопического эффекта.

Радиально-упорные подшипники отличаются от радиальных большим числом шариков, которые удается разместить в подшипнике вследствие наличия скоса на наружном кольце, поэтому их жесткость и грузоподъемность выше.

Другие конструктивные исполнения (модификации базового типоразмера):

— разъемные со съемным наружным кольцом с углом контакта а = 12° (6000, рис. 2.8, б); допускают раздельный монтаж наружного и внутреннего (с шариками) колец подшипников;

— неразъемные со скосом на внутреннем кольце (36000К7, 36000К, 46000К, рис. 2.8, б); предназначены для работы с высокими частотами вращения;

— двухрядные (56000, рис. 2.8, г); направление воспринимаемых сил — радиальное и осевое в обе стороны; изготовлены с предварительным натягом; обеспечивают повышенную радиальную жесткость опоры;

— однорядные с разъемным внутренним кольцом с трехточечным (126000) и четырехточечным (176000) контактом, рис. 2.8, д, однорядные с разъемным наружным кольцом с четырехточечным контактом (116000); профили дорожек качения образованы двумя дугами со смещенными центрами; предназначены для восприятия значительных радиальных, осевых в обе стороны, а также комбинированных нагрузок; четырехточечный контакт при данном радиальном зазоре обусловливает наименьший осевой зазор подшипника, обеспечивает точную осевую фиксацию вала;

— сдвоенные: наружные кольца обращены друг к другу широкими торцами (236000, 246000, 266000), рис. 2.8, е, узкими торцами (336000, 346000, 366000), рис. 2.8, ж; направление воспринимаемых сил — радиальное и осевое в обе стороны; комплекты подшипников фиксируют вал и корпус в обоих осевых направлениях; подшипники по рис. 2.8, е обеспечивают более жесткую фиксацию вала, чем подшипники по рис. 2.8, ж;

— сдвоенные: внутренние кольца обращены друг к другу узкими торцами (236000К, рис. 2.8, з), широкими торцами (336000К, рис. 2.8, и); основное назначение всех перечисленных выше сдвоенных подшипников, монтируемых с предварительным натягом, — жестко фиксировать вал в радиальном и осевом направлениях;

— сдвоенные: наружные (436000, 446000, 466000, рис. 2.8, к) или внутренние (436000, рис. 2.8, л) кольца обращены друг к другу разноименными торцами; направление воспринимаемых нагрузок — радиальное и осевое только в одну сторону; применяют в двух парах с противоположным расположением или же в сочетании с третьим замыкающим подшипником; для особо больших осевых нагрузок допускают комбинацию из трех и более подшипников по этому же принципу; для создания предварительного натяга комплекта таких подшипников их замыкают другим подшипником с противоположной стороны.

Сдвоенные подшипники специально комплектуют и дорабатывают на заводе-изготовителе, регулирования не требуют, взаимозаменяемы только полные комплекты.

Сепараторы могут быть штампованными и массивными из цветных метал лов или полиамидных смол. В высокоскоростных узлах устанавливают подшипники с массивными сепараторами, которые чаще всего базируют по наружному кольцу.

Тип 7 — роликовые радиально-упорные конические подшипники основного конструктивного исполнения повышенной грузоподъемности с нормальным углом контакта а = 10...16° (базовый типоразмер, 7000А, рис. 2,9, а) — предназначены для восприятия радиальной и осевой сил только одного направления. Отличаются от шариковых радиально-упорных подшипников большей грузоподъемностью, меньшей предельной частотой вращения, меньшей достижимой точностью вращения вала. В узлах с роликовыми коническими подшипниками должна быть предусмотрена возможность регулирования осевого зазора подшипников. Допускают раздельный монтаж наружного кольца и внутреннего кольца с комплектом роликов.

Другие конструктивные исполнения (модификации базового типоразмера):

— с большим углом конусности (контакта) (обозначение 1027300А, а > 20°); способны воспринимать значительные осевые силы;

— с упорным бортом на наружном кольце (67000, рис. 2.9, б); наличие борта на наружном кольце позволяет выполнять сквозную обработку отверстий корпуса под установку наружных колец подшипников;

— двухрядные с внутренним дистанционным кольцом (97000А, рис. 2.9, в);

— четырехрядные (77000, рис. 2.9, г).

Рис. 2.9. Подшипники радиально-упорные роликовые исполнений:

а — 7000А; б —  67000; в —  97000А; г —  77000

Рис. 2.10. Подшипники упорные и упорно-радиальные шариковые исполнений:

а-8000; 6- 18000; в- 38000; г- 168000; д- 178000

Сепараторы большинства подшипников изготовляют штампованными из стали, у крупных подшипников сепараторы массивные.

Однорядные конические подшипники необходимо регулировать при сборке, двухрядные и четырехрядные регулировать не требуется. Однорядные подшип ники должны для фиксирования вала устанавливаться парно, двух- и четырех рядные подшипники фиксируют положение вала относительно корпуса в осевом направлении в обе стороны.

Требуют строгой соосности посадочных поверхностей вала и корпуса. Подшипники с модифицированным контактом (особенно с модификацией кон такта на рабочей поверхности наружного кольца) допускают незначительные взаимные перекосы колец.

Тип 8 — шариковые упорные и упорно-радиальные подшипники. Основное конструктивное исполнение упорного подшипника — одинарный подшипник (ба зовый типоразмер, исполнение 8000, рис. 2.10, а). Предназначен для восприятия только осевой силы одного направления. Подшипники лучше работают на вер тикальных валах. Очень чувствительны к точности монтажа. Вследствие повы шенного гироскопического эффекта их применяют при значительно меньших, чем другие шарикоподшипники, частотах вращения.

Другие конструктивные исполнения (модификации базового типоразмера):

— одинарный со свободным самоустанавливающимся по сферической наружной поверхности и подкладным кольцами (18000, рис. 2.10, б); подкладное кольцо обеспечивает компенсацию отклонения от параллельности опорных поверхностей корпуса и заплечиков вала;

— двойной упорный подшипник с тремя кольцами (38000, рис. 2.10, в); применяют для восприятия осевых сил в обоих

направлениях.

Упорные подшипники применяют при невысоких частотах вращения. Сепараторы упорных подшипников изготовляют штамповкой из листовой стали или массивными из стали или бронзы.

Конструктивные исполнения упорно-радиальных подшипников:

— одинарный (168000, рис. 2.10, г); применяют для восприятия радиальной и осевой силы одного направления;

— сдвоенный с углом контакта 60° (178000, рис. 2.10, д); направление воспринимаемых сил — осевое в обе стороны и радиальное.

Упорно-радиальные подшипники допускают более высокие частоты вращения, чем упорные подшипники. Менее чем шариковые упорные чувствительны к взаимному перекосу колец.

Тип 9 — роликовые упорные и упорно-радиальные подшипники. Основное конструктивное исполнение упорного подшипника — одинарный однорядный с цилиндрическими роликами (базовый типоразмер, 9000, рис. 2.11, а). Применяют для восприятия только осевой силы одного направления, главным образом на вертикальных валах, работающих с невысокими частотами вращения. Характеризуется высокой грузоподъемностью, очень чувствителен к перекосам колец.

Другие конструктивные исполнения (модификации базового типоразмера):

— конические одинарные (19000, рис. 2.11,6); вершины конусов роликов пересекаются в одной точке на оси подшипника, поэтому у них проскальзывание при вращении минимальное;

— с цилиндрическими роликами одинарные двухрядные (889000, рис. 2.11, в). Основное конструктивное исполнение упорно-радиального подшипника — сферический одинарный с бочкообразными роликами (39000, рис. 2.11, г). Направление воспринимаемых сил — осевое и радиальное. Условия контакта допускают более высокие частоты вращения по сравнению с шариковыми упорными подшипниками. Допускают значительный взаимный перекос колец.

Рис. 2.11. Подшипники упорные и упорно-радиальные роликовые исполнений:

а —  9000; 6 —  19000; в —  889000; г —  39000

м

44.Основные характеристики подшипников качения.

Сравнивая с подшипниками скольжения, подшипники качения имеют следующие главные достоинства: 

• Начальный момент вращения, а также трение являются низкими, а разница между начальным моментом вращения и пусковым моментом является малая.

• Из-за применения международных стандартов, подшипники качения являются общедоступными

 

В зависимости от направления основной нагрузки подшипники качения разделяются на два больших класса:

• радиальные подшипники (радиальная нагрузка)

• упорные подшипники (осевая нагрузка)

Подшипники качения, способные воспринимать оба вида нагрузки обозначаются через тире: радиально-упорные и упорно-радиальные. Причем большое значение имеет тип указанный на первом месте (основная нагрузка), к нему (основному) и относится данный тип подшипника.