Методические рекомендации к лабораторной работе по курсу «Детали машин» для студентов специальностей: 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)» (стр. 2 из 5)
в) по числу рядов тел качения – однорядные, двухрядные, четырехрядные;
г) по способности компенсировать перекос валов – несамоустанавливающиеся, самоустанавливающиеся (сферические).
Рисунок 1 – Тела качения подшипников
В зависимости от нагрузочной способности и размеров при одном и том же диаметре внутреннего кольца подшипники делятся на серии:
– по радиальным размерам – сверхлегкую, особолегкую, легкую, среднюю, тяжелую;
по ширине колец – узкую, нормальную, широкую.
Регламентируется пять классов точности подшипников (в порядке повышения точности): 0, 6, 5, 4, 2. Кроме того, реже применяются дополнительно классы точности 7 и 8 ниже класса точности 0.
Для подшипниковых узлов общего назначения (в том числе для редукторов) следует выбирать подшипники класса 0. Подшипники более высоких классов точности применяют при повышенных требованиях к точности узлов, они стоят дороже, и их выбор должен быть обоснован .
1.3 Условные обозначения подшипников качения
Подшипники качения – группа изделий, наиболее широко стандартизованных в международном масштабе, обладающих полной внешней и внутренней взаимозаменяемостью и централизованно изготавливаемых в массовом и серийном производствах.
Номера подшипников качения – условные обозначения, состоящие из ряда цифр и букв, содержат информацию о внутреннем диаметре внутреннего кольца, серии, типе, классе точности и конструктивных особенностях подшипников.
Последние две цифры номера подшипника характеризуют внутренний диаметр внутреннего кольца: ...00 (d=10 мм); ...01 (d=12 мм); ...02 (d=15 мм); ...03 (d=17мм). Начиная от ...4 (d=20 мм) и до ...99 (d=495 мм) для получения диаметра
внутреннего кольца подшипника две последние цифры номера следует умножить на 5.Третья справа цифра условного обозначения указывает серию подшипника: 8 (или 9) – сверхлегкая, 1 (или 7) – особолегкая; 2 (или 5) – легкая; 3 (или 6) – средняя; 4 – тяжелая;
5 – легкая широкая; 6 – средняя широкая. Четвертая цифра справа обозначает тип подшипника:
0 – радиальный шариковый;
1 – радиальный шариковый сферический;
2 – радиальный с короткими цилиндрическими роликами;
3 – радиальный роликовый сферический;
4 – радиальный с длинными цилиндрическими роликами;
5 – радиальный с витыми роликами;
6 – радиально–упорный шариковый;
7 – роликовый конический;
8 – упорный шариковый, упорно–радиальный шариковый;
9 – упорный роликовый, упорно–радиальный роликовый.
Пятая и шестая справа цифры условного обозначения характеризуют конструктивные особенности подшипника – с конической втулкой, неразборный, с защитной шайбой и т.д.
Седьмая цифра справа характеризует серию подшипника по ширине – особо узкая, узкая нормальная, широкая, особо широкая.
Класс точности подшипника указывается перед условным обозначением подшипника и отделяется от него разделительным знаком (–) тире. Обычно «0» на подшипнике не указывают.
1.4 Основные типы подшипников качения
Радиальные однорядные шарикоподшипники получили наибольшее распространение в машиностроении. При одинаковых размерах с другими подшипниками имеют наименьшие потери на трение и допускают наибольшую частоту вращения. Такие подшипники могут воспринимать не только радиальные, но и осевые нагрузки, действующие в обоих направлениях вдоль оси вала и не превышающие 70 % использованной допустимой радиальной нагрузки. Для восприятия чисто осевой нагрузки применяют шарикоподшипники с увеличенными радиальными зазорами между шариками и дорожкой качения.
Область применения: жесткие двухопорные валы, прогиб которых под действием внешних сил не вызывает чрезмерного углового смещения оси вала относительно оси посадочного отверстия; валы с расстояниями между опорами L<10d, где d – диаметр вала. Возможен перекос колец 1…3' (при увеличенном радиальном зазоре до 10'). Среди подшипников качения имеют самую низкую стоимость.
Радиальные двухрядные сферические шарикоподшипники предназначены для восприятия радиальной нагрузки. Благодаря сферической форме дорожки наружного кольца допускают значительный перекос колец (до 2,5о) и могут воспринимать небольшие осевые нагрузки. Область применения: многоопорные валы трансмиссионного типа; двухопорные валы, подверженные значительным прогибам под действием внешних нагрузок; узлы, в которых технологически не может быть обеспечена строгая соосность посадочных мест (при растачивании отверстий в корпусах не за один проход, при установке подшипников в отдельно стоящих корпусах и т.д.).
Радиальные роликоподшипники с короткими и длинными цилиндрическими роликами воспринимают только радиальную нагрузку (если имеются борта на кольцах, то могут воспринимать незначительную осевую нагрузку). Нагрузочная способность таких подшипников приблизительно на 70 % больше, чем у шариковых, однако они не допускают перекоса колец, так как ролики начинают работать кромками и подшипники быстро выходят из строя. Эти подшипники допускают осевое взаимное смещение колец; их применяют для установки коротких жестких валов, а также в качестве «плавающих» опор.
Роликовые подшипники с витыми роликами воспринимают радиальную нагрузку при небольших угловых скоростях валов. Применяют их и при ударных нагрузках (удары смягчаются податливостью витых роликов). Эти подшипники не требуют высокой точности монтажа.
Игольчатые подшипники имеют ролики относительно большой длины и малого диаметра. Могут работать только при радиальных нагрузках, выдерживают ударные нагрузки при небольших угловых скоростях. Не допускают осевой нагрузки и перекоса колец. Обладают относительно меньшими габаритными размерами в радиальном направлении по сравнению с подшипниками других типов, при одинаковых диаметрах отверстия и грузоподъемности. Монтаж внутреннего и наружного колец с комплектом роликов (игл) обычно производят раздельно. На наружном кольце предусмотрены отверстия для подачи смазки к иглам.
Роликоподшипники радиальные двухрядные сферические предназначены в основном для работы под радиальными нагрузками, но могут одновременно воспринимать и осевую нагрузку, действующую в обоих направлениях и не превышающую 25 % неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. Могут работать и при чисто осевом усилии, однако в этом случае воспринимать нагрузку будут лишь один ряд роликов. Обладают значительно более высокой грузоподъемностью, чем равногабаритные сферические шарикоподшипники. Допустимые частоты вращения значительно ниже, чем у подшипников с короткими цилиндрическими роликами. Подшипники имеют два ряда бочкообразных роликов. Дорожка качения на наружном кольце обработана по сфере. Могут работать при значительном (порядка 2…3°) перекосе оси внутреннего кольца относительно оси наружного.
Область применения: тяжелонагруженные многоопорные валы; двухопорные валы, подверженные значительным прогибам под действием внешних нагрузок (в частности, валы с нагрузкой на консоли); узлы, в которых технологически не обеспечивается строгая соосность посадочных мест (например, при установке подшипников в отдельных корпусах) и т.д.
Радиально-упорные шарикоподшипники применяют в подшипниковых узлах, воспринимающих одновременно радиальные и осевые нагрузки. При попарной установке подшипников они воспринимают осевые силы, действующие в обоих направлениях. Радиальная грузоподъемность этих подшипников на 30–40 % больше, чем у радиальных однорядных шарикоподшипников. Применяют их при средних и высоких угловых скоростях и неударных нагрузках.
Конические роликовые подшипники также предназначены для восприятия радиальной и осевой нагрузок. По сравнению с радиально-упорными шариковыми подшипниками обладают большей грузоподъемностью, возможностью раздельного монтажа внутреннего (вместе с роликами и сепаратором) и наружного колец, а также способностью воспринимать небольшие ударные нагрузки.
Недостатком этих подшипников является большая чувствительность к несоосности и относительному перекосу колец, поэтому они требуют жестких валов, точной расточки корпусов и тщательного монтажа. При действии двусторонней осевой нагрузки применяется попарная установка подшипников.
Упорные шарико- и роликоподшипники, предназначены для восприятия только осевой нагрузки и могут быть выполнены самоустанавливающимися. Применяют, их при средней и малой скоростях вращения во избежание заклинивания тел качения от действия центробежных сил. Устанавливают обычно в паре с радиальными шарико- или роликоподшипниками, центрирующими ось вала и ограничивающими свободу его перемещения в радиальном направлении.
В машиностроении применяют и другие типы как шариковых, так и роликовых подшипников, устройство и характеристика, которых приводятся в специальной литературе.
1.5 Основные виды разрушения и критерии работоспособности
подшипников качения
Основные виды разрушения деталей подшипников качения:
- усталостное разрушение (выкрашивание) рабочих поверхностей тел качения и беговых дорожек колец вследствие циклического контактного нагружения; этот основной вид разрушения подшипников наблюдается после длительной работы и сопровождается повышением шума и вибрации; из опыта эксплуатации установлено, что чаще повреждается беговая дорожка внутреннего кольца;
- пластические деформации в виде вмятин, лунок на дорожках качения, наблюдаемые у тяжело нагруженных тихоходных подшипников при действии больших нагрузок без вращения или ударных нагрузок;
- абразивное изнашивание в результате недостаточной защиты от абразивных частиц (пыли и грязи), является основной причиной вывода из строя подшипников автомобилей, тракторов, строительных машин и т.п.; применение совершенных конструкций уплотнений подшипниковых узлов уменьшаете износ;