Содержание страницы
1. Виды подшипников качения
Подшипники, в которых используется трение качения благодаря установке шариков или роликов между опорными поверхностями оси или вала, получили название – подшипники качения.
Подшипники подразделяют на:
- радиальные, которые воспринимают радиальные нагрузки;
- упорные, которые воспринимают только осевые нагрузки;
- радиально-упорные, которые воспринимают одновременно радиальные и осевые нагрузки.
По сравнению с подшипниками скольжения подшипники качения имеют следующие преимущества:
- малый коэффициент трения;
- большую грузоподъемность при меньшей ширине подшипника;
- незначительный расход смазочных материалов;
- взаимозаменяемость;
- простоту монтажа, ухода и обслуживания.
К недостаткам относятся:
- значительно меньшая долговечность при больших частотах вращения и при больших нагрузках;
- ограниченная способность воспринимать ударные нагрузки;
- большие наружные диаметры по сравнению с подшипниками скольжения.
По форме тел качения (рис. 1) подшипники качения делят на шариковые и роликовые. Ролики могут быть цилиндрические короткие, цилиндрические длинные, витые, игольчатые, бочкообразные и конические. По числу рядов тел качения различают подшипники однорядные, двухрядные и специальные с большим числом рядов.
Рис. 1. Типы подшипников качения: а – шариковый радиальный; б – шариковый радиальный сферический двухрядный; в – роликовый радиальный; г – роликовый радиальный сферический двухрядный; д – роликовый радиальный двухрядный; е – шариковый радиально-упорный; ж – роликовый конический
По способу компенсации перекосов вала подшипники делят на несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся (со сферической внутренней поверхностью наружного кольца у радиальных подшипников).
По направлению воспринимаемой нагрузки бывают радиальные, радиально-упорные и упорные подшипники.
По радиальным габаритам при одинаковом внутреннем диаметре подшипники делят на следующие серии: сверхлегкие, особолегкие, легкие, средние, тяжелые; по ширине подшипники различают: узкие, нормальные, широкие и особо широкие.
Маркировка подшипников качения отражает основные параметры и конструктивные особенности подшипников. Обозначения наносят на торец колец подшипников.
Первые две цифры, считая справа налево, означают внутренний диаметр подшипника. Для подшипников с внутренним диаметром от 20 до 495 мм эти две цифры следует умножить на 5, чтобы получить фактический внутренний диаметр в миллиметрах. Для подшипников с диаметром от 20 мм принято следующее обозначение внутреннего диаметра:
- 00 для диаметра 10 мм,
- 01 – 12 мм,
- 02 – 15 мм
- 03 – 17 мм.
Третья цифра справа указывает серию подшипника по диаметральным размерам и ширине. Приняты следующие обозначения:
- 1 – особо легкая серия;
- 2 – легкая серия;
- 3 – средняя серия;
- 4 – тяжелая серия;
- 5 – легкая широкая серия;
- 6 – средняя широкая серия.
Четвертая цифра справа означает тип подшипника. Приняты следующие обозначения типов:
- 0 – радиальный шариковый однорядный;
- 1 – радиальный шариковый двухрядный сферический;
- 2 — радиальный с короткими цилиндрическими роликами;
- 3 – радиальный двухрядный сферический с бочкообразными роликами;
- 4 — радиальный роликовый с длинными цилиндрическими роликами и игольчатый;
- 5 – радиальный с витыми роликами;
- 6 – радиально-упорный шариковый;
- 7 – роликовый конический радиальноупорный;
- 8 – упорный шариковый;
- 9 – упорный роликовый.
Пятая и шестая цифры справа характеризуют конструктивные особенности подшипника.
Седьмая цифра справа означает серию подшипника по ширине.
Совместно с седьмой цифрой справа, используемой для обозначения серии по ширине подшипника, третья цифра определяет размерную серию подшипника по диаметру (см. табл. 1).
Таблица 1. Обозначение серий подшипников
Серия диаметра | Серия ширины | Обозначение | Пример обозначения подшипника | Серия диаметра | Серия ширины | Обозначение | Пример обозначения подшипника | ||
3-я цифра справа | 7-я цифра справа | 3-я цифра справа | 7-я цифра справа | ||||||
сверхлегкая 8 | узкая | 8 | 7 | 7000800 | 7 | особоширокая | 7 | 3 | 3003700 |
нормальная | 8 | 1 | 1000800 | 4 | 4004700 | ||||
широкая | 8 | 2 | 2002800 | Легкая 2 или 5 | особоузкая | 2 | 8 | 8000200 | |
особоширокая | 8 | 3 | 3007800 | узкая | 2 | 0 | 200 | ||
4 | 4024800 | нормальная | 2 | 1 | 1000200 | ||||
5 | 5004800 | широкая | 5 | 0 | 2500 | ||||
6 | 6002800 | особоширокая | 2 | 3 | 3003200 | ||||
9 | узкая | 9 | 7 | 7000900 | 4 | 4004200 | |||
нормальная | 9 | 1 | 1000900 | Средняя 3 или 6 | особоузкая | 3 | 8 | 8000300 | |
широкая | 9 | 2 | 2002900 | узкая | 3 | 0 | 300 | ||
особошорокая | 9 | 3 | 3007900 | нормальная | 3 | 1 | 1000300 | ||
4 | 4024900 | широкая | 6 | 0 | 2600 | ||||
5 | 5004900 | Тяжелая 4 | узкая | 4 | 0 | 400 | |||
6 | 6002900 | широкая | 4 | 2 | 2086400 | ||||
особолегкая 1 | узкая | 1 | 7 | 7000100 | ненормальные внутренние диаметры 9 | неопределенная | 9 | 0 | 900 |
нормальная | 1 | 0 | 100 | ||||||
широкая | 1 | 2 | 2002100 | ||||||
особоширокая | 1 | 3 | 3003100 | ||||||
4 | 4024100 | ||||||||
5 | 5004100 | ||||||||
6 | 6002100 | ||||||||
7 | узкая | 7 | 2 | 7000700 | |||||
нормальная | 7 | 1 | 1002700 | ||||||
широкая | 7 | 2 | 2002700 | ||||||
Примеры:
Примеры маркировки подшипников:
23 — подшипник шариковый радиальный однорядный (четвертая цифра 0) легкой серии (цифра 2) с внутренним диаметром 3 мм.
203 — подшипник шариковый радиальный однорядный (четвертая цифра 0) легкой серии (третья цифра 2) с внутренним диаметром 17 мм (03).
2230 — подшипник роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами (четвертая цифра 2) легкой серии (третья цифра 2) с внутренним диаметром 150 (30×5)мм.
3613 — подшипник роликовый сферический двухрядный (четвертая цифра 3) средней широкой (третья цифра 6, седьмая 0) серии с внутренним диаметром 65 (15×5) мм.
60018 — подшипник шариковый радиальный однорядный (четвертая цифра 0) особо-легкой серии (вторая цифра 1) с внутренним диаметром 8 мм, с одной защитной шайбой (пятая цифра 6).
150212 — подшипник шариковый радиальный легкой серии с одной защитной шайбой и со стопорной канавкой на наружном кольце (пятая цифра 5 и шестая — 1).
111217 — подшипник шариковый радиальный сферический двухрядный (четвертая цифра 1) легкой серии (третья цифра 2, седьмая – 0) с коническим отверстием внутреннего кольца (пятая цифра 1 и шестая — 1), d = 85 мм.
67202 — подшипник роликовый конический однорядный (четвертая цифра 7) легкой серии (третья цифра 2) с упорным бортом на наружном кольце (пятая цифра 6). Диаметр внутреннего кольца подшипника 15 мм (первая и вторая цифры 02).
2. Выбор подшипников качения
При выборе типа и размеров шарико- и роликоподшипников необходимо учитывать следующие факторы:
- величину и направление нагрузки (радиальная, осевая, комбинированная);
- характер нагрузки (постоянная, переменная, ударная);
- частоту вращения кольца подшипника;
- необходимую долговечность (желаемый срок службы, выраженный в часах или миллионах оборотов);
- окружающую среду (температуру, влажность, кислотность и т. п.);
- особые требования к подшипнику, предъявляемые конструкцией узла машины или механизма (необходимость самоустанавливаемости подшипника в опоре с целью компенсации перекосов вала или корпуса, обеспечение перемещения вала в осевом направлении и т. п.).
Подшипники выбирают в следующем порядке:
- намечают тип подшипника, исходя из условий эксплуатации и конструкции конкретного подшипникового механизма;
- определяют типоразмер подшипника в зависимости от величины и направления действующих нагрузок, частоты вращения и требуемого срока службы;
- назначают класс точности подшипника с учетом требований к точности вращения механизма.
Исходя из действующих радиальных и осевых нагрузок, вычисляют приведенную нагрузку, которая при приложении к подшипнику при вращении внутреннего кольца и неподвижном наружном кольце обеспечивала бы такую же долговечность, какую достигает подшипник в действительных условиях нагружения и вращения.
По приведенной нагрузке, частоте вращения подшипника и требуемому сроку службы рассчитывают необходимую грузоподъемность, являющуюся основной характеристикой подшипника.
Эту работу по подбору подшипника выполняют в том случае, когда отсутствуют чертежи или руководство по эксплуатации механизма.
При установке подшипников качения в сборочные единицы необходимо создать зазоры, обеспечивающие свободное, без защемления шариков или роликов вращение подшипников. Следует учитывать, что при работе от выделяющегося тепла происходит расширение внутреннего кольца подшипника и сжатие его наружного кольца, в результате чего при слишком плотной посадке шарики или ролики могут защемляться и подшипник быстро износится или разрушится. Чрезмерный зазор в посадочных местах также ухудшает работу подшипника: кольца его начинают проскальзывать, вызывая износ посадочных поверхностей и вибрацию механизма. Принято устанавливать подшипник так, чтобы кольцо подшипника, которое установлено во вращающейся детали (шкив с наружным кольцом подшипника или шип вала с внутренним кольцом), было установлено по неподвижной посадке (с небольшим натягом), а противоположное кольцо должно иметь возможность самоустанавливаться по неподвижно закрепленному кольцу и должно быть установлено по переходной или скользящей посадке.