Подшипники качения 1 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Лекция 8 Рисунок 1 – Шариковый радиальный подшипник 1 – наружное кольцо ; 2 – внутренне кольцо ; 3 – тело качения (шарики или ролики) ; 4 – сепаратор.
Подшипники качения 2 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Лекция 8 Подшипники качения предназначены поддерживать вращающиеся валы и оси в пространстве, обеспечивая им возможность свободного вращения или качания, и воспринимать действующие на них нагрузки. Кроме осей и валов подшипники качения могут поддерживать детали, вращающиеся вокруг неподвижных осей, например, блоки, шкивы и др. Подшипники качения стандартизованы и выпускаются промышленностью в массовых количествах в большом диапазоне типоразмеров с наружным диаметром от 1 мм до 5 м и с диаметром шариков от 0,35 мм до 203 мм, и массой от долей грамма до нескольких тонн.
Подшипники качения 3 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Лекция 8 По сравнению с подшипниками скольжения, подшипники качения имеют следующие достоинства: а) меньшие моменты сил трения; б) малая зависимость моментов сил трения от скорости; в) небольшой нагрев; г) незначительный расход смазки; д) малую ширину; е) значительно меньший расход цветных металлов; ж) менее высокие требования к материалу и к термической обработке валов; з) значительно меньшие пусковые моменты.
Подшипники качения 4 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Лекция 8 К недостаткам подшипников качения относятся: а) чувствительность к ударным нагрузкам; б) относительно большие радиальные размеры; в) высокие контактные напряжения и поэтому ограниченный срок службы; г) меньшая способность демпфировать колебания. ГОСТ устанавливает для подшипников качения следующие классы точности (в порядке повышения точности): 0; 6; 5; 4 и 2. Нормальный класс точности обозначается цифрой 0, сверхвысокий класс точности обозначается 2. В общем машиностроении обычно применяют подшипники класса точности 0.
Подшипники качения 5 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Лекция 8 Классификация подшипников качения Подшипники качения по виду воспринимаемой нагрузки делятся на: радиальные ; радиально-упорные ; упорно-радиальные ; упорные. В зависимости от формы тел качения подшипники делятся на: шариковые ; роликовые.
Подшипники качения 6 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Лекция 8 Классификация подшипников качения Ролики бывают: цилиндрические короткие, длинные, витые, конические, бочкообразные, игольчатые. По числу рядов тел качения подшипники различают однорядные, двухрядные, трехрядные и четырехрядные. .
Подшипники качения 7 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Лекция 8 По способу самоустановки подшипники качения подразделяются на: несамоустанавливающиеся ; самоустанавливающиеся (сферические). По грузоподъемности подшипники качения подразделяются на различные серии: c верхлегкие ; особолегкие ; легкие ; c редние ; тяжелые. По ширине на: узкие, нормальные, широкие, особоширокие.
Подшипники качения 8 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Основные типы подшипников качения Лекция 8 Шариковые подшипники Рисунок 2 – Шариковые подшипники. а) радиальные однорядные ; б ) радиальные двухрядные сферические ; в) радиально-упорные ; г) упорные.
Подшипники качения 9 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Основные типы подшипников качения Лекция 8 Радиальные однорядные шариковые подшипники (см. рисунок 2 а ) предназначены для восприятия радиальных нагрузок, но могут воспринимать и осевую нагрузку в обе стороны до 70 % от неиспользованной допустимой радиальной нагрузки, поэтому эти подшипники можно применять для фиксации вала или корпуса в осевом направлении. Допускают перекос осей колец подшипника на угол не более 0,25°.
Подшипники качения 10 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Основные типы подшипников качения Лекция 8 Радиальные двухрядные сферические шариковые подшипники (см. рисунок 2 б ) предназначены для восприятия радиальных нагрузок в условиях возможных значительных перекосов колец подшипников (до 2 - 3°). Подшипники допускают осевую фиксацию вала в обе стороны с нагрузкой до 20% от неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. Дорожку качения наружного кольца выполняют по сферической поверхности описанной из центра подшипника, что обеспечивает подшипнику самоустанавливаемость.
Подшипники качения 11 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Основные типы подшипников качения Лекция 8 Радиально-упорные шариковые подшипники (см. рисунок 2 в ) предназначены для восприятия совместно действующих радиальных и односторонних осевых нагрузок. Могут воспринимать чисто осевую нагрузку. Один из бортов наружного или внутреннего кольца срезан почти полностью, что позволяет закладывать в подшипники на 45% больше шариков того же диаметра, чем в обычные радиальные подшипники, что способствует повышению их грузоподъемности.
Подшипники качения 12 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Основные типы подшипников качения Лекция 8 Подшипники по конструктивным особенностям выполняют с расчетными углами контакта шариков с кольцами = 12° (тип 36000), = 26° (тип 46000) и = 36° (тип 66000). Радиально-упорные подшипники применяют в опорах жестких коротких валов и в опорах, требующих регулировки внутреннего зазора в подшипниках. Подшипники, у которых угол контакта = 45° называются упорно-радиальными.
Подшипники качения 13 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Основные типы подшипников качения Лекция 8 Упорные шариковые подшипники (см. рисунок 2 г ) предназначены для восприятия односторонних осевых нагрузок. На горизонтальных валах они работают хуже, чем на вертикальных валах и требуют хорошей регулировки или поджатия колец пружинами. Упорные подшипники часто устанавливают в одном корпусе в паре с радиальными подшипниками.
Подшипники качения 14 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Основные типы подшипников качения Лекция 8 Роликовые подшипники Рисунок 3 – Роликовые подшипники а) радиальный с короткими роликами ; б) радиальный двухрядный ; в ) радиальный двухрядный сферический ; г) конический.
Подшипники качения 15 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Основные типы подшипников качения Лекция 8 Радиальные роликовые подшипники с короткими цилиндрическими роликами (см. рисунок 3 а ) предназначены для восприятия больших радиальных нагрузок. Их грузоподъемность на 70 % выше грузоподъемности однорядовых радиальных шариковых подшипников одинакового типоразмера. Подшипники применятся в плавающих опорах, как правило, жестких коротких валов.
Подшипники качения 16 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Основные типы подшипников качения Лекция 8 Радиальные двухрядные подшипники с короткими цилиндрическими роликами (см. рисунок 3 б ) применяют для опор быстроходных коротких валов, требующих точного вращения. Ролики расположены в шахматном порядке. Сепаратор – массивный, бронзовый. Радиальные двухрядные сферические роликовые подшипники (см. рисунок 3 в ) предназначены для восприятия особо больших радиальных нагрузок при значительных (2 - 3°) перекосов колец, а также двухстороннюю осевую нагрузку до 25 % неиспользованной допустимой радиальной нагрузки.
Подшипники качения 17 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Основные типы подшипников качения Лекция 8 Дорожка качения наружного кольца выполнена по сферической поверхности. Ролики имеют форму бочки. Подшипники этого типа применяют в опорах длинных двух и многоопорных валов, подверженных значительным прогибам под действием внешних нагрузок, а также в узлах машин с отдельно стоящими подшипниковыми корпусами.
Подшипники качения 18 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Основные типы подшипников качения Лекция 8
Подшипники качения 19 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Основные типы подшипников качения Лекция 8
Подшипники качения 20 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Основные типы подшипников качения Лекция 8 Рисунок 4 - Основные типы подшипников качения: а) шариковый радиальный однорядный; б) сферический шариковый двухрядный; в) цилиндрический роликовый; г) радиальный сферический двухрядный; д) игольчатый; е) игольчатый с витыми роликами; ж) радиально-упорный шариковый; з) конический роликовый; и) упорный шариковый; к) упорный с коническими роликами
Подшипники качения 21 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Лекция 8 Условные обозначения подшипников качения Подшипник качения маркируют путем нанесения на торец кольца ряда цифр, условно обозначающих внутренний диаметр подшипника, его серию, тип, конструктивную разновидность. Система условных обозначений шариковых и роликовых подшипников устанавливается ГОСТ 3189-75. Порядок отсчета цифр в условном обозначении подшипника ведется справа налево. Первые две цифры справа обозначают внутренний диаметр подшипников диаметром от 20 до 495 мм, причем обозначение получается путем деления значения диаметра на 5. Подшипники с внутренним диаметром 10 мм обозначаются 00; 12 мм – 01; 15 мм – 02; 17 мм – 03.
Подшипники качения 22 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Лекция 8 Третья цифра справа от условного обозначения указывает серию диаметров подшипника, например: 1 – особолегкая серия, 2 – легкая серия и т.д. Четвертаяя цифра справа от условного обозначения указывает тип подшипника, например: 0 – шариковый радиальный, 2 – цилиндрический роликовый радиальный с короткими роликами, 6 – шариковый радиально-упорный, 7 – конический роликовый и т. д. Пятая и шестая цифры справа обозначают конструктивную разновидность подшипника. Седьмая цифра справа указывает серию ширин, например: узкая, нормальная, широкая и др. Нули, стоящие в обозначении левее значащих цифр, не показывают.
Подшипники качения 23 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Лекция 8
Подшипники качения 24 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Практический расчет подшипников качения Лекция 8 Основные причины потери работоспособности подшипников качения: усталостное разрушение рабочих поверхностей тел качения и беговых дорожек колец вследствие циклического контактного нагружения (этот основной вид разрушения); пластические деформации в виде вмятин, лунок на дорожках качения ; абразивное изнашивание, в результате недостаточной защиты от абразивных частиц (пыли и грязи) ; задиры рабочих поверхностей в результате недостаточной смазки, очень малых зазоров из-за неправильного монтажа; разрушение сепараторов имеет место в быстроходных подшипниках от действия центробежных сил и давления тел качения.
Подшипники качения 25 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Практический расчет подшипников качения Лекция 8 Различают подбор подшипников по статической грузоподъемности для предупреждения остаточных деформаций (ГОСТ 18854—82 ) и по динамической грузоподъемности для предупреждения усталостного разрушения (ГОСТ 18855—82). Долговечность подшипника — число оборотов, которое одно из его колец делает относительно другого до начала усталостного разрушения материала на одном из колец или тел качения. Долговечность измеряется в миллионах оборотов или часах работы и обозначается соответственно или.
Подшипники качения 26 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Практический расчет подшипников качения Лекция 8 Выбор подшипников по динамической грузоподъемности Этот выбор выполняется при. При в расчет принимают. Условие выбора: . (1) Базовой динамической грузоподъемностью называется постоянная нагрузка, которую подшипник качения может воспринимать при базовой долговечности, составляющей один миллион оборотов без появления признаков усталости не менее чем у 90% из определенного числа подшипников, подвергающихся испытаниям.
Подшипники качения 27 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Практический расчет подшипников качения Лекция 8 Значения приведены в каталогах для подшипников качения. При этом под понимают радиальную силу для радиальных и радиально-упорных подшипников (с не вращающимся наружным кольцом) и осевую силу для упорных и упорно-радиальных подшипников (при вращении одного из колец). Динамическая грузоподъемность и ресурс (долговечность) связаны эмпирической зависимостью , (2) где - ресурс, млн. оборотов ;
Подшипники качения 28 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Практический расчет подшипников качения Лекция 8
Подшипники качения 29 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Практический расчет подшипников качения Лекция 8
Подшипники качения 30 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Практический расчет подшипников качения Лекция 8
Подшипники качения 31 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Практический расчет подшипников качения Лекция 8
Подшипники качения 32 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Практический расчет подшипников качения Лекция 8
Подшипники качения 33 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Практический расчет подшипников качения Лекция 8
Подшипники качения 34 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Практический расчет подшипников качения Лекция 8
Подшипники качения 35 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Практический расчет подшипников качения Лекция 8 Рисунок 5 – Определение точки приложения реакции радиально-упорных подшипников:
Подшипники качения 36 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Практический расчет подшипников качения Лекция 8 а) б) Рисунок 6 – Расчетные схемы для радиально-упорных подшипников
Подшипники качения 37 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Практический расчет подшипников качения Лекция 8
