Основными критериями работоспособности подшипников качения являются сопротивление контактной усталости и статическая контактная прочность.
Природа контактной усталости в подшипниках кроется в циклических нагрузках на крохотные площадки криволинейной поверхности тел качения и колец, вызывающих значительные напряжения металла в зоне контакта из-за его малой площади.
Контактные напряжения имеют циклический (повторяющийся) характер, и приводят к образованию микроскопических трещин на поверхности металла, даже если он очень прочный – металл «устает».
Положение усугубляется наличием смазочного материала, который проникает в микротрещину, и обволакивает ее поверхность благодаря свойству маслянистости. При очередном цикле нагрузки на зону микротрещины смазочный материал полностью не выдавливается из нее, и оставшаяся масляная пленка создает своеобразный клиновый эффект, приводящий к прогрессивному росту трещины. В конце концов с поверхности металла откалывается крохотная чешуйка, образуя маленькую раковину или щербинку.
В процессе интенсивной эксплуатации подшипника поверхности, подверженные контактным напряжениям, постепенно покрываются такими микродефектами, вызывающими отказ подшипника.
Статическая контактная прочность заключается в способности металла выдерживать значительные статические напряжения, обусловленные, опять же, малой площадью контакта между телами качения и кольцами.
Как известно из сопромата, напряжение в сечениях прямо пропорционально нагрузке и обратно пропорционально площади сечения, а при контактном (точечном или линейном) взаимодействии тел криволинейной формы (тела качения, кольца подшипника) эта площадь стремится к нулю, т. е. напряжение может возрастать до огромных значений.
Поэтому, даже если нагрузка носит, преимущественно, статический характер, она может привести к недопустимой деформации тел качения и колец, что приведет к потере работоспособности узла. Деформация проявляется в изменении геометрической формы колец и тел качения, появлении на поверхности деталей вмятин и т. п.
Показателем сопротивления контактной усталости служит ресурс – продолжительность работы подшипник до появления первых признаков усталостного разрушения материала колец или тел качения.
Ресурс L подшипников выражают в миллионах оборотов или Lh – часах работы. Связь между этими показателями определяет формула:
где n – частота вращения подшипника, .
При проектировании машин подшипники качения не конструируют, а подбирают по таблицам каталога. Методы расчета (подбора) подшипников стандартизированы.
Основные расчетные зависимости для подшипников качения получены на основе экспериментальных исследований и практических испытаний. По результатам испытаний строят кривую усталости () в координатах: нагрузка RE , , ресурс L , . Очевидно, что участок получаемой кривой – гипербола.
В общем случае для вычисления ресурса L (.) в зависимости от действующей на подшипник нагрузки С () используют формулу:
где С – динамическая грузоподъемность подшипника, ;
р – показатель степени кривой усталости (); р = для шариковых и р = – для роликовых подшипников.
Подбор подшипников на сопротивление контактной усталости выполняют по базовой динамической расчетной грузоподъемности, которая представляет собой постоянную радиальную (или осевую) силу в , которую подшипник может воспринимать при базовом расчетном ресурсе, составляющем одного кольца относительно другого.
Базовую динамическую расчетную грузоподъемность обозначают:
Cr – для радиальных и радиально-упорных подшипников;
Сa – для упорных и упорно-радиальных подшипников.
Значения Cr и Сa для каждого подшипника заранее определены и приводятся в справочных каталогах.
Базовый расчетный ресурс L10 – ресурс в , соответствующий -ной надежности для конкретного подшипника, изготовленного из обычного материала с применением обычной технологии и работающего в обычных условиях эксплуатации.
При отличии свойств материала или условий эксплуатации от обычных, а также при повышенных требованиях к надежности определяют скорректированный расчетный ресурс Lsa в или Lsah – в .
Скорректированный по уровню надежности и условиям применения подшипника расчетный ресурс Lsah (в ) определяется по формуле:
где р – показатель степени кривой усталости;
С – базовая динамическая расчетная грузоподъемность (радиальная Сr или осевая Сa ), ;
RE – эквивалентная динамическая нагрузка (радиальная REr или осевая REa ), ;
n – частота вращения кольца, ;
а1 – коэффициент надежности. При определении ресурса, соответствующего -ной надежности, а1 = , при -ной – а1 = , при -ной – а1 = .
а23 – коэффициент, учитывающий совместное влияние на долговечность особых свойств металла колец и тел качения (обычная плавка, вакуумный или электрошлаковый переплав и т. п.), условия эксплуатации (перекосы колец, наличие гидродинамической пленки масла в контакте колец и тел качения).
При обычных условиях эксплуатации принимают следующие значения коэффициента а23 :
– для шариковых подшипников (кроме сферических) – ;
– для роликовых конических подшипников – ;
– для роликовых цилиндрических подшипников – ;
– для шариковых сферических двухрядных подшипников –
– для роликовых радиальных двухрядных сферических подшипников – .
Условие пригодности подшипника для данных условий эксплуатации:
где Lsah – расчетный ресурс в ;
L’sah – заданный ресурс, в .
Обычно заданный ресурс L’sah соответствует ресурсу машины или наработке между плановыми ремонтами. В зависимости от типа машины и условий эксплуатации заданный ресурс может быть в пределах .
Приведенная формула для определения расчетного ресурса Lsah справедлива при эквивалентных нагрузках RE , не превышающих С (половины базовой динамической расчетной грузоподъемности) и частоте вращения n ≤ .
Эквивалентная нагрузка
В большинстве случаев радиальные и радиально-упорные подшипники подвержены совместному действию радиальной и осевой сил. Кроме того, условия работы подшипников разнообразны, и могут отличаться по величине кратковременных перегрузок, температуре, вращению внутреннего или наружного кольца. Влияние всех этих факторов на работоспособность подшипников учитывают введением в расчет эквивалентной динамической радиальной нагрузки.
Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка REr для радиальных и радиально-упорных подшипников – это такая постоянная радиальная сила, под действием которой подшипник качения будет иметь такой же ресурс, как и в условиях действительного выражения:
где Rr – радиальная сила, действующая на подшипник (суммарная опорная реакция), ;
Ra – осевая сила, действующая на подшипник, ;
V – коэффициент вращения, учитывающий зависимость ресурса подшипника от того, какое из колец вращается:
V = при вращении внутреннего кольца подшипника относительно вектора радиальной нагрузки, и V = – при вращении наружного кольца;
КБ – динамический коэффициент, учитывающий влияние эксплуатационных нагрузок на долговечность подшипника:
при работе без толчков и ударов – КБ = ,
при умеренных толчках и кратковременных перегрузках до % – КБ = ,
при сильных ударах и кратковременных перегрузках до % – КБ = ;
КТ – коэффициент, учитывающий влияние температуры на долговечность подшипника.
Так, при t ≤ ˚ – КТ = ; при t = – КТ = ; при t = – КТ = и т. п.
Вращение внутреннего кольца подшипника является более благоприятным, так как число циклов нагружения при этом в два с лишним раза меньше, чем при вращении наружного кольца.
X , Y – коэффициенты, осевой и радиальной нагрузок (приводятся в каталоге подшипников); эти коэффициенты зависят от типа и конструкцивных особенностей подшипника, а также от соотношения осевой и радиальной сил Ra/VRr .
Осевая сила Ra влияет на ресурс подшипника. При действии этой силы кольца подшипника смещаются относительно друг друга в осевом направлении. Происходит выборка радиального зазора между кольцами и телами качения, что до некоторого значении Ra способствует более равномерному распределению нагрузки между телами качения.
Осевая сила Ra не уменьшает ресурс подшипника, пока отношение Ra/VRr не превысит значения е – параметра осевого нагружения (справочная величина, приводится в каталогах).
При Rа/VRr ≤ е коэффициенты X = , Y = , т. е. при определении RE осевую нагрузку не учитывают.
При увеличении силы Ra , т. е. при Ra/VRr ≥ е , ухудшаются условия работы тел качения и колец подшипника, снижается его ресурс, что и учитывает параметр е при выборе значений коэффициентов X и Y .
При установке вала на шариковых радиальных подшипниках осевая сила Ra , нагружающая подшипник, равна внешней осевой силе Fa , действующей на вал: Ra = Fa . Силу Fa воспринимает подшипник, ограничивающий осевое перемещение вала под действием этой силы.
При установке вала на радиально-упорных подшипниках () осевые силы Ra , нагружающие подшипники, находят с учетом осевых составляющих Rs , возникающих под действием радиальных сил Rr , из-за наклона контактных площадок.
Эти подшипники при монтаже регулируют так, чтобы осевой зазор в них при установившемся температурном режиме был бы близок к нулю. В этом случае под действием радиальной нагрузки Rr находятся около половины тел качения, а суммарная составляющая Rs равна:
– для шариковых радиально-упорных подшипников с малым углом ( α Rs = e’Rr ,
где значение параметра e’ принимают в зависимости от соотношения Rr/C0r .
В качестве примера в приведена зависимость параметра e ‘ от соотношения Rr/C0r для подшипника с углом контакта α = ˚.
. Зависимость параметра е’ от соотношения Rr/C0r при α = ˚.
По статической грузоподъемности выбираются такие подшипники, относительная частота вращения колец которых
(34)
с углом контакта = 26 0 :
(35)
с углом контакта = 36 0 :
(36)
Для радиально-упорных роликовых однорядных подшипников
(37)
где Y– коэффициент осевой статической нагрузки, выбирается из табл. 9 для намеченного подшипника.
Для шариковых упорных подшипников
(38)
2.3. Проверка подшипников по статической
Подсчитанная эквивалентная динамическая нагрузка по формулам (32), (33), (38) или наибольшая из двух по формулам (31), (34), (35), (36), (37) сравнивается со статической грузоподъемностью Cнамеченного подшипника из таблиц 4. 10. Должно быть
. (39)
1. ГОСТ 18854-82. Подшипники качения. Расчет статической грузоподъемности и эквивалентной статической нагрузки.
2. ГОСТ 18855-82. Подшипники качения. Расчет динамической грузоподъемности и эквивалентной динамической нагрузки.
3. Перель Л.Я., Филатов А.А. Подшипники качения: Справочник. М.: Машиностроение, 1992. 606 с.
Значения коэффициентов безопасности
в зависимости от характера нагрузки
Характер нагрузки на подшипник
Спокойная нагрузка без толчков
Ролики ленточных конвейеров; маломощные кинематические редукторы и приводы
Легкие толчки. Кратковременные перегрузки до
125 % номинальной расчетной нагрузки
Прецизионные зубчатые передачи; металлорежущие станки (кроме строгальных и долбежных); блоки; электродвигатели малой и средней мощности; легкие вентиляторы и воздуходувки
Умеренные толчки. Вибрационные нагрузки. Кратковременная перегрузка до 150 % номинальной расчетной нагрузки
Буксы рельсового подвижного состава; зубчатые передачи 7 и 8 степени точности; редукторы всех конструк-ций
То же в условиях повышенной надежности
Центрифуги; мощные электрические машины; энергетическое оборудование
Нагрузки со значительными толчками и вибрацией.Кратковременные перегрузки до 200 % номинальной расчетной нагрузки
Зубчатые передачи 9 степени точности; дробилки и копры; кривошипно-шатунные механизмы; валки прокатных станов; мощные вентиляторы и эксгаустеры
Нагрузки с сильными ударами и кратко-
временные перегрузки до 300 % номинальной расчетной нагрузки
Тяжелые ковочные машины; лесопильные рамы; рабочие рольганги у крупных станов,
блюмингов и слябингов
Значение температурного коэффициента в зависимости от рабочей температуры подшипника
Классификация подшипников качения
Выпускаемые в СНГ подшипники качения классифицируют по направлению воспринимаемой нагрузки, в соответствии с ГОСТ3395-75 – радиальные, радиально-упорные, упорно-радиальные и упорные.
Рис. 1. Подшипники качения: а, б, в, г, д, е – радиальные подшипники; ж, з – радиально-упорные подшипники; и, к – упорные подшипники;
1 – внутреннее кольцо; 2 – тело качения; 3 – наружное кольцо; 4- сепаратор
Радиальные подшипники (см. рис. 1, а-е) воспринимают (в основном) радиальную нагрузку, т. е. нагрузку, направленную перпендикулярно к геометрической оси вала.
Упорные подшипники (см. рис. 1, и, к) воспринимают только осевую нагрузку.
Радиально-упорные (см. рис. 1, ж, з) и упорно-радиальные подшипники могут одновременно воспринимать как радиальную, так и осевую нагрузку. При этом упорно-радиальные подшипники предназначены для преобладающей осевой нагрузки.
В зависимости от соотношения радиальных габаритных размеров (рис. 2) наружного и внутреннего диаметров подшипники делят на серии (7 серии, при d – const, D- var): сверхлегкую, особо легкую, легкую, среднюю, тяжелую, легкую широкую, среднюю широкую. Основное распространение имеют легкие и средние узкие серии.
Рис. 2. Размерные серии подшипников качения: а – особо легкая; б – легкая;в – легкая широкая; г- средняя; д – средняя широкая; е -тяжелая
по ширине (5 серии, при d и D – const, B(T) – var): особоузкие, узкие, нормальные, широкие и особо широкие.
В зависимости от серии при одном и том же внутреннем диаметре кольца подшипника наружный диаметр кольца и его ширина изменяются.
Точность подшипников качения определяется:
а) точностью основных размеров;
б) точность вращения.
Точность основных размеров определяется отклонениями размеров внутреннего и наружного диаметров и ширины кольца. Отклонения размеров диаметров определяет характер посадки.
Точность вращения характеризуется радиальным и боковым биением дорожки качения. В РФ подшипники качения выпускаются следующих классов в порядке возрастания точности:
По классам точности подшипники различают следующим образом (по ГОСТ 520-89):
"0" – нормального класса (радиальное биение внутреннего кольца 20 мкм);
"6" – повышенной точности (радиальное биение внутреннего кольца 10 мкм);
"5" – высокой точности (радиальное биение внутреннего кольца 5 мкм);
"4" – особовысокой точности (радиальное биение внутреннего кольца 3 мкм);
"2" – сверхвысокой точности (радиальное биение внутреннего кольца 2,5 мкм);
8 и 7 – грубые ниже 0;
6Х – только для роликовых конических подшипников.
При выборе класса точности подшипника необходимо помнить о том, что "чем точнее, тем дороже". Для иллюстрации соотношения точности подшипников разных классов и их стоимости ниже приведены максимальные величины радиальных биений внутренних колец подшипников с посадочными диаметрами 50. 80 мм и относительная стоимость подшипников.
В связи с тем, что при повышении точности изготовления подшипников резко возрастает их стоимость, для большинства редукторов общего назначения применяют подшипники 0 класса точности.
Подшипники более высоких классов точности назначают для валов, требующих особой точности вращения (шпинделей металлорежущих станков, валов и осей приборов и т.п.), или при наличии жестких требований к уровню их шума.
По форме тел качения подшипники делят на шариковые (см. рис. 1, а, б, ж, и), с цилиндрическими роликами (см. рис. 1, в), с коническими роликами (см. рис. 1, з, к), игольчатые (см. рис. 1, д), с витыми роликами (см. рис. 1, е), с бочкообразными роликами (сферическими) (см. рис. 1, г).Тела качения игольчатых подшипников тонкие ролики – иглы диаметром 1,6-5 мм. Длина игл в 5-10 раз больше их диаметра. Сепараторы в игольчатых подшипниках отсутствуют.
По числу рядов тел качения различают однорядные (см. рис. 1, а, в, д-к) (имеющие основное применение), двухрядные (см. рис. 1, б, г), четырехрядные, многорядные подшипники качения.
По конструктивным и эксплуатационным признакам подшипники делят на самоустанавливающиеся (тип 1000 – шариковые; тип 3000 – роликовые) (см. рис. 1, б, г) ), допускающие перекос валов на опорах до 2-3 град., и несамоустанавливающиеся (все шарико- и роликоподшипники, кроме сферических) (см. рис. 1, а, в, д-к).
По способу изготовления сепараторов различают подшипники со штампованными и литыми сепараторами.
По конструктивным особенностям (с контактным уплотнением, с защитной шайбой, с фланцем на наружном кольце и т.д.).
В зависимости от требований по уровню вибрации, шума и других дополнительных требований установлено три категории ПК: A (самая высокая), B и C. Также введены дополнительные ряды радиальных зазоров и ряды моментов трения.
Обозначение подшипников качения
Под типом подшипника понимают его конструктивную разновидность, определяемую по признакам классификации.
Каждый подшипник качения имеет условное клеймо, обозначающее тип, размер, класс точности, завод-изготовитель.
На неразъемные подшипники клеймо наносят на одно из колец, на разборные – на оба кольца, например, на радиальный подшипник с короткими цилиндрическими роликами (см. рис. 1, в), где наружное кольцо без бортов и свободно снимается, а внутреннее кольцо с бортами составляет комплект с сепаратором и роликами.
На один и тот же диаметр шейки вала предусматривается несколько серий подшипников, которые отличаются размерами колец и тел качения и соответственно величиной воспринимаемых нагрузок.
В пределах каждой серии подшипники равных типов взаимозаменяемы в мировом масштабе. В стандартах указываются: номер подшипника, размеры, вес, предельное число оборотов, статическая нагрузка и коэффициент работоспособности.
Подшипники имеют условные обозначения, составленные из цифр и букв (ГОСТ 3189-89). Условные обозначения разделяют на основное и дополнительное.
Основное условное обозначение подшипника характеризует его размер внутреннего диаметра, серию, тип и конструктивные разновидности. Очерёдность знаков в основном обозначении – справа налево.
Первая и вторая цифрысправа условно обозначают его номинальный внутренний диаметр d(диаметр вала). Для определения истинного размера d(в миллиметрах) необходимо указанные две цифры умножить на пять. Например, подшипник . 04 имеет внутренний диаметр 04∙5 = 20 мм. Это правило распространяется на подшипники с цифрами . 04 и выше, до . 99, т. е. для подшипников с внутренним посадочным диаметром 20≤dd- 10 мм; . 01 d= 12 мм; . 02 d= 15 мм; . 03 d= 17 мм.
Третья цифра справа обозначает серию подшипника, определяя его наружный диаметр D: сверхлегкая (цифры обозначения 8; 9), особолегкая (1; 7), легкая (2 или 5), средняя (3 или 6) и тяжелая (4), а по ширине B – особоузкая (8), узкая (0; 7), нормальная (1), широкая (2), особоширокая (3; 4; 5; 6). На практике наибольшее распространение имеют подшипники легкой и средней серий. На рис. 3 приведены сравнительные параметры подшипников некоторых типов и серий для номинального внутреннего диаметра d = 80 мм.
Рис. 3. Сравнительные параметры подшипников различных типов и серий при внутреннем диаметре d=80 мм:
1- масса m; 2- динамическая грузоподъемность Сr; 3- предельная частота вращения n
Четвертая цифра справа обозначает тип подшипника. Если эта цифра 0, то это означает, что подшипник радиальный шариковый однорядный; шариковый однорядный (если левее 0 нет цифр, то 0 не указывают); 0 – радиальный шариковый; 1 – радиальный шариковый двухрядный сферический; 2 – радиальный с короткими цилиндрическими роликами; 3 – радиальный роликовый двухрядный сферический; 4 – игольчатый или роликовый с длинными цилиндрическими роликами; 5 – радиальный с витыми роликами; 6 – радиально-упорный шариковый; 7 – роликовый конический (радиально-упорный); 8 – упорный шариковый; 9 – упорный роликовый.
Так, например, подшипник 7208 является роликовым коническим.
Пятая и шестая цифры справа характеризуют конструктивные особенности подшипника, так называемое "исполнение" подшипника, не влияющие на основные характеристики (ГОСТ 3395-89) (неразборный, с защитной шайбой, с закрепительной втулкой, величину угла контакта α, наличие стопорной канавки на наружном кольце, наличие уплотнений с заложенной смазкой, наличие канавки на наружном кольце шарикоподшипника, предназначенной для стопорного пружинного кольца, на наличие встроенных уплотнений и т.п.).
50312 – радиальный однорядный шарикоподшипник средней серии со стопорной канавкой на наружном кольце;
150312 – тот же подшипник с защитной шайбой;
36312 – радиально-упорный шариковый однорядный подшипник средней серии, неразборный.
60 205 – подшипник шариковый (0 – четвертая цифра) радиальный однорядный с одной защитной шайбой (6) – пятая цифра. Внутренний диаметр d = 05 x 5 = 25 мм. Цифры 6, 5, 4, 2, которые ставятся перед обозначением через тире (5-60205) обозначающий класс точности. Нормальный класс точности обозначается цифрой "0", которая не указывается.
Седьмая цифра справа характеризует серию подшипника по ширине.
ГОСТом установлены следующие классы точности подшипников качения: 0 – нормальный класс (как правило, 0 в обозначении не указывают); 6 – повышенный; 5 – высокий, 4 – особо высокий, 2 – сверхвысокий. Цифру, обозначающую класс точности, ставят слева от условного обозначения подшипника и отделяют от него знаком тире; например, 206 означает шариковый радиальный подшипник легкой серии с номинальным диаметром 30 мм, класса точности 0.
Кроме цифр основного обозначения слева и справа от него могут дополнительные буквенные или цифровые знаки, характеризующие специальные условия изготовления данного подшипника.
Дополнительное условное обозначение проставляют слева и справа от основного условного обозначения. Так, класс точности маркируют цифрой слева через тире от основного обозначения. В порядке повышения точности классы точности обозначают: 0, 6, 5, 4, 2. Класс точности, обозначаемой цифрой 0 и соответствующей нормальной точности, не проставляют, так как это позволяет сократить обозначения для часто употребляемых подшипников. В общим машиностроение применяют подшипники классов 0 и 6. В изделиях высокой точности или работающей высокой частотой вращения (шпиндельные узлы скоростных станков, высокооборотный электродвигатели и др.) применяют подшипники класса 5 и 4. подшипники класса точности 2 используют в гироскопических приборах. Помимо приведенных выше имеются и дополнительные (более высокие и более низкие) классы точности.
Так, например, подшипник 7208 – класса точности 0.
Диаметральный зазор подшипника обозначают номером ряда и указывают перед классом точности подшипника.
Дополнительное обозначение справа от основного характеризует повышенную грузоподъёмность, изменения металла колец и сепаратора, температуру отпуска деталей, марку смазки в подшипниках закрытого типа и другие специальные технические требования (ГОСТ 590-89) и помещают (слитно с основной частью) буквенно-цифровую маркировку. Например, у подшипников закрытого типа, заполненных смазочным материалом, отличным от ЦИАТИМ-201, справа помещают следующее дополнительное обозначение: С2 – если применяется ЦИАТИМ-221; С5 – ЦИАТИМ 202; С17 – Литол-24.
Более подробно расшифровка символов маркировки подшипников приводится, например, в каталоге подшипников НИИАВТОПРОМа.
Пример обозначения: 3-5-180109-С17 – подшипник шариковый радиальный однорядный с d = 45 мм, где 09 – внутренний диаметр; 1 – серия диаметра D; 0 – тип подшипника; 18 – конструктивная разновидность; 3 – номер ряда диаметрального (радиального) зазора; 5 – класс точности; С17 – пластичный смазочный материал ЛИТОЛ-24.
В зависимости от наличия дополнительных требований к уровню вибраций, отклонениям формы и расположения поверхностей качения, моменту трения и др. установлены три категории подшипников: А – повышенные регламентированные нормы; В – регламентированные нормы; С – без дополнительных требований.
Возможные знаки справа от основного обозначения:
все или часть деталей из коррозионно-стойкой стали – Ю;
детали подшипников из теплостойких сталей – Р;
сепаратор из черных металлов – Г;
сепаратор из пластических материалов – Е;
специальные требования к подшипнику по шуму – Ш;
подшипник закрытого типа при заполнении смазочным материалом ЦИАТИМ-221 – С1.
температура отпуска колец – Т (при t=200 град. C); Т1 (при t=255 град. C) и т.д.
Примеры обозначений подшипников:
305 – подшипник с внутренним посадочным диаметром d=25 мм, средней серии, радиальный шариковый однорядный, без конструктивных особенностей, нулевого класса точности, с диаметральным зазором по основному ряду, из обычных подшипниковых сталей, без специальных требований;
311 – подшипник шариковый радиальный однорядный, средней серии диаметров 3, серии ширин 0, с внутренним диаметром d = 55 мм, основной конструкции (см. рис. 14.5, а), класса точности 0;
67210 – подшипник с внутренним посадочным диаметром d=50 мм, легкой серии, радиально-упорный роликовый однорядный с наружным кольцом, имеющим упорный борт, нулевого класса точности, с диаметральным зазором по основному ряду, из обычных подшипниковых сталей, без специальных требований;
6-206 – подшипник шариковый радиальный однорядный, внутренний диаметр d= 30 мм (06 х 5): легкой серии: класс точности – 6:
2311 – подшипник роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами: внутренний диаметр d = 55 мм (11 х 5); средней узкой серии; класс точности – 0.
6-36209 – подшипник шариковый радиально-упорный однорядный, легкой серии диаметров 2, серии ширин 0, с внутренним диаметром d = 45 мм, с углом контакта а = 12 град., класса точности 6;
4-12210 – подшипник роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами, легкой серии диаметров 2, серии ширин 0, с внутренним диаметром d = 50 мм, с одним бортом на наружном кольце (см. рис. 14.9, б), класса точности 4;
4-3003124Р – подшипник роликовый радиальный сферический двухрядный особолегкой серии диаметров 1, серии ширин 3, с внутренним диаметром d=120 мм, основной конструкции (см. рис. 14.8), класса точности 4, детали подшипника изготовлены из теплостойких сталей;
3-0-180209С17 – подшипник с внутренним посадочным диаметром d=45 мм, легкой серии, радиальный шариковый однорядный, со встроенными двухсторонними уплотнениями, заполненный смазочным материалом Литол-24, из обычных подшипниковых сталей, без специальных требований, нулевого класса точности, с диаметральным зазором по 3-у дополнительному ряду.
6-7310А: радиально-упорный роликовый конический (7) повышенной грузоподъемности (А) средней узкой серии (3) диаметром d = 50мм (10) 6-го класса точности;
А75-180208С17Ш2: радиальный шариковый (0) однорядный с двусторонним уплотнением (18) и постоянной смазкой "Литол-24" (С17) со специальными требованиями по шуму (Ш2) легкой узкой серии (2) диаметром d= 40 мм (08), 5-го класса точности категории А с радиальным зазором по 7-му ряду.
Характеристики подшипников качения
Наибольшее распространение получили шариковые радиальные однорядные подшипники(см. рис. 1, а). Шариковый однорядный радиальный (тип 0000) является базовым для сравнения с ним других типов; это наиболее быстроходный и дешевый подшипник, но с меньшей грузоподъемностью. Эти подшипники допускают сравнительно большую угловую скорость, особенно с сепараторами из цветных металлов или из пластмасс, допускают небольшие перекосы вала (от 15′ до 30′) и могут воспринимать незначительные осевые нагрузки. Допустимая осевая нагрузка для радиальных несамоустанавливающихся подшипников не должна превышать 70% от неиспользованной радиальной грузоподъемности подшипника. По сравнению с подшипниками других типов имеют минимальные потери на трение; фиксируют положение вала относительно корпуса в двух осевых направлениях. Радиальные однорядные шарикоподшипники с двумя защитными шайбами заполняются на заводе-изготовителе пластичным смазочным материалом и в дополнительном смазывании не нуждаются.
Роликовые радиальныеподшипники с короткими роликами (см. рис. 1, в) (типы 2000, 32000, 52000 – без бортов на том или ином кольце) по сравнению с аналогичными по габаритным размерам шарикоподшипниками обладают увеличенной грузоподъемностью, хорошо выдерживают ударные нагрузки. Однако они совершенно не воспринимают осевых нагрузок и не допускают перекоса вала (ролики начинают работать кромками, и подшипники быстро выходят из строя). Нагрузочная способность таких подшипников по сравнению с однорядными шариковыми больше примерно в 1,5 раза, а долговечность в 3,5 раза. Конструктивные разновидности этих подшипников зависят от наличия и расположения бортов на наружных и внутренних кольцах. Подшипники без бортов на наружном или внутренних кольцах дают возможность валу перемешаться относительно корпуса в осевом направлении (также подшипники широко используются как плавающие опоры).
Роликовые радиальные подшипники с витыми роликами(см. рис. 1, е) применяют при радиальных нагрузках ударного действия; удары смягчаются податливостью витых роликов. Эти подшипники менее требовательны к точности сборки и к защите от загрязнений, имеют незначительные радиальные габаритные размеры.
Игольчатые подшипники(см. рис. 1, д) (тип 4000) отличаются малыми радиальными габаритными размерами, находят применение в тихоходных (до 5 м/с) и тяжелонагруженных узлах, так как выдерживают большие радиальные нагрузки. В настоящее время их широко используют для замены подшипников скольжения. Эти подшипники воспринимают только радиальные нагрузки и не допускают перекоса валов. Для максимального уменьшения размеров применяют подшипники в виде комплекта игл, непосредственно опирающихся на вал, с одним наружным кольцом.
Самоустанавливающиеся радиальные двухрядные сферическиешариковые (рис. 1, б) и роликовые (см. рис. 1, г) подшипники применяют в тех случаях, когда перекос колец подшипников может составлять до 2-3 град.. Эти подшипники допускают незначительную осевую нагрузку (порядка 20% от неиспользованной радиальной) и осевую фиксацию вала. Подшипники имеют высокие эксплуатационные показатели, но они дороже, чем однорядные.
Конические роликоподшипники(см. рис. 1, з) находят применение в узлах, где действуют одновременно радиальные и односторонние осевые нагрузки. Эти подшипники могут воспринимать также и ударные нагрузки. Радиальная грузоподъемность их в среднем почти в 2 раза выше, чем у радиальных однорядных шарикоподшипников. При чисто радиальной нагрузке в подшипнике возникает осевая составляющая, которую компенсируют осевой нагрузкой противоположного направления: поэтому для фиксации вала в обе стороны подшипники устанавливают попарно. Подшипники допускают регулирование осевой игры и радиального зазора; перекос вала относительно оси конуса недопустим. Их рекомендуется устанавливать при средних и низких угловых скоростях вала (до 15 м/с).
Аналогичное использование имеют радиально-упорные шарикоподшипники (см. рис. 1, ж), применяемые при средних и высоких угловых скоростях. Радиальная грузоподъемность у этих подшипников на 30-40% больше, чем у радиальных однорядных. Их выполняют разъемными со съемным наружным кольцом и неразъемными.
Шариковые и роликовые упорные подшипники(см. рис. 1, и. к) предназначены для восприятия односторонних осевых нагрузок. Применяются при сравнительно невысоких угловых скоростях, главным образом на вертикальных валах. Упорные подшипники радиальную нагрузку не воспринимают. При необходимости установки упорных подшипников в узлах, где действуют не только осевые, но и радиальные нагрузки, следует дополнительно устанавливать радиальные подшипники. Подшипники очень чувствительны к несоосности и перекосам осей; их не следует устанавливать в опорах горизонтальных валов, имеющих высокие частоты вращения, так как под действием центробежных сил шарики могут выйти из беговых дорожек, при этом возрастает сила трения, увеличивается нагрев.
В некоторых конструкциях, где приходится бороться за уменьшение радиальных габаритов, применяются т.н. "бескольцевые" подшипники, когда тела качения установлены непосредственно между валом и корпусом. Однако нетрудно догадаться, что такие конструкции требуют сложной, индивидуальной, а, следовательно, и дорогой сборки-разборки.
Источник: