3.14. Подшипники качения – назначение , достоинства и недостатки. Классификация, система условных обозначений подшипников качения.

Подшипники служат опорами для валов и вращающихся осей, воспринимают радиальные и осевые нагрузки, приложенные к валу, и сохраняют заданное положение оси вращения вала с минимальными потерями на трение. У подшипников качения трение скольжения заменяют трением качения посредством установки шариков или роликов между опорными поверхностями подшипника и вала.

Достоинства:

1)меньшие осевые габаритные размеры,

2)не требуют дефицитных материалов,

3)малые потери на трение,

4)не требуют особого ухода,

5)стандартизированы.

Недостатки:

1)значительные контактные напряжения, ограничивающие ресурс

2)большие радиальные габаритные размеры,

3)требуют большой точности изготовления,

4)отсутствие разъемных конструкций,

5)ограниченная быстроходность (из-за центробежных сил и гироскопических моменты).

6)высокая стоимость при мелкосерийном производстве

Классификация: по форме тел качения: шариковые и роликовые, по направлению воспринимаемой нагрузки: радиальные, упорные и упорно-радиальные, по самоустановке: самоустанавливающиеся (сферические) и несамоустанавливающиеся, по рядности: однорядные, двухрядные, по габаритам(разделяют на 7 серий диаметров): сверхлегкая (2 серии), особолегкая (2 серии), легкая, средняя, тяжелая и 5 серий ширин: особоузкая, узкая, нормальная, широкая и особоширокая. Установлены основные классы точности (в порядке повышения): 0,6,5,4,2,Т-для шариковых рад. и рад.-уп, а также роликовых рад., 0,6,5,4,2-для упорных и уп-рад.,0,6Х,6,5,4,2-для роликовых конических. 2 доп.класса точности(8 и 7) более низкие, чем нормальный(0),только по заказу для неответственных узлов. Класс точности регламентирует величины предельных отклонений размеров, формы и расположения деталей подшипника. От наличия требований к уровню вибраций, величине момента трения и др.доп.тех.требований-3 категории:A,B,C.А(5,4,2,Т),В(0,6Х,6,5),С(8,7,0,6)

3.15. Кинематика подшипников качения.

(Другая версия смотри вопрос 3.30)

Шарик в подшипнике совершает планетарное движение(план ск-стей шарика на рис.)

;угловая ск-сть шарика вокруг своей оси

Угловая скорость шарика вокруг оси вала,или угловая ск-сть сепаратора: .Чем больше при постоянном ,тем меньше .Между сепаратором и шариками могут возникать значительные давления и силы трения. С этим связаны износ шариков и сепараторов, ув.потерь в подшипнике и случаи поломки сепараторов, что обусловливает высокие требования к точности изготовления деталей подшипника и ответственность сепаратора. Контакт шарика с кольцами осуществляется по некоторой дуге aba(см.рис. справа). Ск-сти точек a и b при качении различны. Если допустить, что в точке b нет скольжения, то в точке a оно будет. Таким образом, в шариковых подшипниках наряду с трением качения наблюдается трение скольжения. Это создает доп. износ и потери в шарикоподшипниках. В роликовых подшипниках все точки контакта одинаково удалены от оси роликов. Здесь наблюдается чистое качение. Потери и износ в роликовых подшипниках меньшие, чем в шариковых.

3.16. Распределение радиальной нагрузки между телами качения в радиальном однорядном шарикоподшипнике.

П о условию равновесия (см.рис.),

(1), где ,где z-число шариков. В ур-ние входят только те члены, для которых ,т.к. верхняя половина подшипника не нагружена. Исследование зав-ти между силами с учетом контактных деформаций при условии абс. точности размеров шариков и колец и отсутствии радиального зазора позволило установить (2).Решая ур-ние (1) относительно с учетом (2),получаем

.

=F_max. Распределение нагрузки в значительной мере зависит от размера зазора в подшипнике и точности геом.формы его деталей, поэтому к точности предъявляют высокие требования. Зазоры увеличиваются от износа подшипника в эксплуатации, при этом прогрессивно ухудшаются условия работы вплоть до разрушения подшипника.