Назначение и конструкции подшипников качения

Подшипники качения являются опорами валов, осей и других деталей машин.

Подшипник качения состоит из наружного 1 и внутреннего 2 колец, тел качения (шариков или роликов) 3 и сепаратора 4, разделяющего и направляющего тела качения (рис. 1). Поверхности на внутреннем и наружном кольцах, по которым перемещаются тела качения, называются дорожками качения.

Рис. 1. Конструкция и схема подшипника качения

Подшипники качения стандартизованы и выпускаются на специализированных заводах. Размеры и характеристики подшипников приведены в каталогах и справочниках /1, 3/.

Подшипники качения имеют малые потери на трение, небольшой расход смазочного материала, просты в эксплуатации, взаимозаменяемы, относительно дешевы.

Недостатки подшипников качения: низкая долговечность при больших скоростях и ударных нагрузках, относительно большие радиальные габаритные размеры и масса.

Кольца и тела качения подшипников изготавливают из подшипниковых высокоуглеродистых хромистых сталей ШХ15, ШХ15СГ, легированных сталей 18ХГТ, 20Х2Н4А и др. Твердость колец и тел качения - 60…65 НRC, шероховатость поверхностей тел качения и дорожек качения - Ra = 0,04…0,08 мкм.

Сепараторы делают из мягкой углеродистой стали, а для высокоскоростных подшипников их выполняют массивными из бронзы, латуни, алюминиевых сплавов, металлокерамики, текстолита, полиамидов и других пластмасс.

Классификацияподшипников качения

По форме тел качения различают подшипники:

- шариковые (рис. 3,4, 5, 11, 13, 15);

-роликовые (рис. 6. 7, 8, 9, 10, 12, 14, 15).

Шариковые подшипники рекомендуется применять при относительно небольших нагрузках и больших скоростях вращения валов. Роликовые подшипники, используют при больших нагрузках и малых скоростях вращения. Поскольку у шариковых подшипников контакт тел качения с дорожками точечный, нагрузочная способность их ниже, чем роликовых, у которых контакт линейный.

По направлению воспринимаемой нагрузки различают подшипники:

-радиальные (см. рис. 3-9), воспринимающие преимущественно радиальную нагрузку, направленную перпендикулярно оси подшипника;

-упорные (см. рис. 13, 14) и упорно-радиальные (см. рис. 15), воспринимающие преимущественно осевую нагрузку, направленную вдоль оси подшипника;

- радиально-упорные (см. рис. 11, 12), воспринимающие как радиальную так и осевую нагрузку.

По числу рядов тел каченияразличают подшипники: однорядные, двухрядные и многорядные.

По габаритным размерам подшипники разделяют на серии. На рис. 2 показаны относительные габаритные размеры подшипников некоторых серий при одном и том же внутреннем диаметре d: 1 – сверхлегкая серия; 2 – особо легкая; 3 – легкая; 4 – легкая широкая; 5 – средняя; 6 – средняя широкая; 7 – тяжелая. Подшипника разных серий отличаются размерами тел качения, колец и, следовательно, нагрузочной способностью. Различие допустимых предельных нагрузок при одном и том же диаметре может достигать 10…100.

Подшипники изготовляютразличных классов точности, характеризуемых совокупностью параметров, регламентирующих отклонения размеров, формы и взаимного расположения поверхностей колец подшипника и их шероховатость, а также величины радиального и осевого биения дорожек качения и торцов колец.

Предусмотрено пять классов точности, обозначаемых в порядке повышения: 0; 6; 5; 4; 2. Подшипники более высоких классов позволяют обеспечить лучшее центрирование, повысить кинематическую точность механизма в целом, обеспечить более высокие частоты вращения и др. Подшипник класса 2 стоит в 10 раз дороже, чем подшипник того же типоразмера класса 0, и в 5 раз дороже, чем класса 5. Допуски на торцевое и радиальное биение для класса 2 приблизительно в 5 раз меньше, чем для класса 0.