Классификация подшипников качения

Подшипники качения

Подшипник качения − готовое стандартное изделие (изготавливаемое на специализированном заводе), которое устанавливается в механизм или машину без дополнительной доработки и работает по принципу трения качения.

Конструктивно подшипник качения, как правило, включает 4 основных элемента (рис.1):

1). Наружное кольцо, устанавливаемое обычно в корпусе;

2). Внутреннее кольцо, обычно насаживаемое на цапфу вала;

3). Тела качения (шарики или ролики), обкатывающиеся при работе подшипника по беговым дорожкам наружного и внутреннего колец;

4). Сепаратор, разделяющий тела качения друг от друга.

Кроме того, в конструкцию этих деталей могут входить защитные шайбы и уплотнители.

Рис.1. Конструкция подшипника

Основные размеры: D – наружный диаметр, d – внутренний (посадочный) диаметр, B – ширина.

Достоинства подшипников качения:

· малые потери на трение (приведённый к цапфе вала коэффициент трения подшипников качения f = 1,5⋅10^-3 …6⋅10^-6);

· малый расход смазочных материалов и, следовательно, малый объём работ по обслуживанию;

· малые габариты в осевом направлении;

· высокий уровень стандартизации;

· низкая стоимость при высокой степени взаимозаменяемости.

Недостатки подшипников качения:

· высокая чувствительность к ударным и вибрационным нагрузкам вследствие малых площадей контакта между телами качения и беговыми дорожками колец подшипника;

· большие габариты в радиальном направлении;

· малая надёжность в высокоскоростных приводах.

Классификация подшипников качения

По форме тел качения

По числу рядов тел качения

По радиальным габаритам (размер наружного диаметра) при одном и том же внутреннем диаметре

Подшипники сгруппированы в 6 серий:

а). особолегкая;

б). легкая;

в). легкие широкие;

г). средняя;

д). средняя широкая;

е). тяжелая.

По ширине подшипника (при одном и том же внешнем и внутреннем диаметре)

Подшипники сгруппированы в 5 серий:

а). особо узкие;

б). узкие;

в). нормальные;

г). широкие;

д). особо широкие.

По направлению воспринимаемой нагрузки (радиальной F_r и осевой F_a )

· Радиальные подшипники (если F_r >>F_a), воспринимающие только радиальную нагрузку и незначительную осевую (рис.2);

Рис.2. Радиальные подшипники:

а) шариковые однорядные подшипники, б) роликовые подшипники с короткими цилиндрическими роликами, в) роликовые подшипники с игольчатыми роликами

Шариковый радиальный однорядный подшипник самый распространенный в машиностроении. Предназначен для восприятия в основном радиальной нагрузки. Обеспечивает осевое фиксирование вала в двух направлениях. Он дешев, допускает достаточно большой перекос внутреннего кольца относительно наружного (до 0°10')

Роликовый радиальный подшипник с короткими цилиндрическими роликами воспринимает большие радиальные нагрузки, обладает значительно большей радиальной грузоподъемностью, чем шариковый радиальный однорядный при равных габаритных размеров. Допускает осевое взаимное смещение колец. Чувствителен к относительному перекосу внутреннего и наружного колец (при перекосе возникает концентрация напряжений у краев ролика). Подшипник устанавливают на жестких коротких валах при повышенных требованиях к соосности посадочных мест

Роликовый радиальный игольчатый однорядный подшипник воспринимает только радиальную нагрузку. При сравнительно небольших диаметральных размерах обладает высокой радиальной грузоподъемностью. Из-за отсутствия сепаратора характеризуется высокими потерями на трение между иглами и низкой предельной частотой вращения. Перекос внутреннего кольца относительно наружного недопустим.

· Радиально-упорные подшипники (если F_r > F_a), воспринимающие большую радиальную и меньшую осевую нагрузки (рис.3).

Рис.3. Радиально-упорные подшипники:

а) шариковые однорядные подшипники, б) роликовые подшипники с коническими роликами с малым углом конуса.

Шариковые радиально-упорные подшипники воспринимают радиальную и одностороннюю осевую нагрузку, без которой подшипник работать не будет. По конструкции один из бортов наружного кольца срезан, что дает возможность устанавливать больше шариков того же диаметра, повышает грузоподъемность этих подшипников до 30 %. Чем больше осевое усилие, тем с большим углом наклона осей шариков применяются подшипники (углы контакта – 12°, 26° и 36°).Для восприятия осевых сил устанавливаются на валу попарно. Благодаря своей универсальности эти подшипники, широко используются в технике и промышленности. Среди типичных примеров применения радиально-упорных подшипников можно назвать шпиндели станков, опоры винтовых передач, электродвигатели, редукторы, насосы, компрессоры, буровые установки и многое другое промышленное оборудование.

Роликовый конический подшипник воспринимает одновременно радиальную и одностороннюю осевую нагрузки. Обладает большой грузоподъемностью. По применению в машиностроении стоит на втором месте после шариковых радиальных однорядных. Чувствителен к относительному перекосу внутреннего и наружного колец. Подшипники устанавливают попарно на жестких коротких валах при повышенных требованиях к соосности посадочных мест. Применяют при средних и низких частотах вращения.

· Упорно-радиальные подшипники (если F_r < F_a), воспринимающие большую осевую и меньшую радиальную нагрузки. Это конические роликовые подшипники с большим углом конуса.

· Упорные подшипники, "подпятники" (если F_r << F_a), воспринимающие только осевую нагрузку (рис.4).

а) б)

Рис.4. Упорные подшипники:

а) шариковые однорядные подшипники, б) роликовые однорядные подшипники

Шариковый упорный подшипник воспринимает одностороннюю осевую нагрузку. Для восприятия осевых сил попеременно в обоих направлениях устанавливают двойные упорные подшипники. Во избежание заклинивания шариков от действия центробежных сил эти подшипники применяют при средней и низкой частоте вращения

Упорные роликовые подшипники. Телом качения в этой конструкции является ролик. Ролики могут быть цилиндрическими, коническими и сферическими. Эти подшипники применяются в тяжелых условиях работы, при больших осевых нагрузках. Основные отрасли использования – металлургия, горнодобывающая промышленность, энергетика.

По способу компенсации перекосов валов

· самоустанавливающиеся подшипники (рис.5);

Самоустанавливающиеся шарикоподшипники имеют два ряда шариков и сферическую дорожку качения на наружном кольце. Данные подшипники нечувствительны к угловым перекосам вала относительно корпуса. Самоустанавливающиеся шарикоподшипники имеют меньшее трение по сравнению с любыми другими подшипниками качения, что позволяет им работать с более низкой температурой даже на высоких частотах вращения.

Рис.5. Самоустанавливающийся шарикоподшипник

· несамоустанавливающиеся подшипники (рис.2,3).

Дата добавления: 2017-05-02; просмотров: 2821;