Подшипники скольжения и качения
Опоры вращающихся осей и валов называются подшипники. Подшипники служат также для поддержания различных деталей, вращающихся на осях. По виду трения различают подшипники скольжения, в которых опорная поверхность оси или вала скользит по рабочей поверхности подшипника; подшипника качения, в которых используется трение качения благодаря установке шариков или роликов между опорными поверхностями оси или вала и подшипника.
По направлению действия воспринимаемой нагрузки подшипники делят на радиальные, воспринимающие радиальные нагрузки; на упорные, воспринимающие от вала только осевые нагрузки; на радиально-упорные, воспринимающие одновременно радиальные и осевые нагрузки.
Подшипники скольжения
Подшипники скольжения имеют следующие преимущества: малые размеры, возможность применения разъемных подшипников, высокую частоту вращения (100 000 об/мин и более), возможность работы в воде и других агрессивных средах, а также при вибрационных и ударных нагрузках. К недостаткам подшипников скольжения относятся высокие потери потери на трение и в связи с этим пониженный КПД, необходимость систематического наблюдения и непрерывной смазки, неравномерный износ подшипника и цапфы, применение для изготовления подшипников дорогостоящих материалов, относительно большая длина цапфы и вкладыша.
Подшипник скольжения в большинстве случаев состоит из корпуса и помещенных в нем вкладышей, на которые непосредственно опирается ось и вал. Корпус обычно изготавливают из чугуна, вкладыши для уменьшения трения изготовляют из материалов, которые в паре с цапфой вала имеют малый коэффициент трения,.
Коэффициент трения f при смазке
Для стали по чугуну и пластмассе 0,15-0,20
По антифрикционному чугуну, бронзе 0,10-0,15
По баббиту 0,06-0,10
Различают неразъемные подшипники скольжения и разъемные.
На рис.1., а дана конструкция неразъемного подшипника скольжения, состоящего из корпуса 1 и вкладыша 2 (втулки); на рис 1 б – конструкция разъемного подшипника, состоящего из корпуса подшипника 1, крышки подшипника 2, вкладыша верхнего 3 и вкладыша нижнего 4. Крышка крепится шпильками или болтами.
Неразъемные подшипники проще по конструкции и дешевле разъемных, но они неудобны при монтаже осей и валов. Разъемные подшипники удобны при монтаже, допускают регулировку зазоров путем сближения крышки и корпуса.
Подшипники качения
Подшипники качения по сравнению с подшипниками скольжения имеют следующие преимущества: малый коэффициент трения, большую грузоподъемность при меньшей ширине подшипника, незначительный расход смазочных материалов, взаимозаменяемость, простоту монтажа, ухода и обслуживания.
Изображения взяты из открытого источника яндекс.картинки
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 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 однорядные, двухрядные и четырехрядные подшипники.
По способу компенсации перекосов вала подшипники делят на несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся (со сферической внутренней поверхностью наружного кольца у радиальных подшипников).
По направлению воспринимаемой нагрузки изготовляют 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 подшипника различают узкие, нормальные, широкие и особоширокие.
Маркировка подшипников
Маркировка подшипников качения отражает (возможно нынешняя маркировка другая, изменилась), основные параметры и конструктивные особенности подшипников. Обозначения наносят на торец колец подшипников. Первые две цифры, считая справа налево, обозначают внутренний диаметр подшипника. Для подшипников с внутренним диаметром от 20 до 495 мм эти две цифры следует умножать на 5, чтобы получить фактический внутренний диаметр в мм. Для подшипников с диаметром 20 мм принято следующее обозначение внутреннего диаметра:
Маркировка 00 01 02 03
Фактический диаметр, мм 10 12 15 17
Третья цифра справа указывает серию подшипника по диаметральным размерам и ширине. Принято следующее обозначение: 1- особо легкая серия;2-легкая серия; 3- средняя серия; 4- тяжелая серия; 5-легкая широкая серия; 6- средняя широкая серия.
Изображения взяты из открытого источника яндекс.картинки
Четвертая цифра справа обозначает 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 игольчатыми; 5- радиальный с витыми роликами; 6- радиальноупорный шариковый; 7 – роликовый конический, радиально-упорный; 8- упорный шариковый; 9 – упорный роликовый.
Пятая и шестая цифра справа характеризуют конструктивные особенности подшипника.
Седьмая цифра справа обозначает серию подшипника по ширине.
Выбор подшипников качения
При выборе типа и размеров шарико- и роликоподшипников табл2 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.).
Следует отдавать предпочтение подшипникам класса ) или 6 по сравнению с подшипниками более высоких классов.
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; если особых требование нет, принимают нормальный класс 0.
Исходя из действующих радиальных и осевых нагрузок, вычисляют приведенную нагрузку, которая, будучи приложена к подшипнику при вращении внутреннего кольца и неподвижном наружном кольце, обеспечила бы такую же долговечность, какую достигает подшипник в действительных условиях нагружения и вращения.
По приведенной нагрузке, частота вращения подшипника к требуемому сроку службы рассчитывают необходимую грузоподъемность, являющуюся основной характеристикой подшипника. По найденной динамической грузоподъемности по соответствующему ГОСТу выбирают конкретный типоразмер подшипника и его габаритные размеры.
Используемая литература;
«Общетехнический справочник» Е.А. Скороходов
