підшипник кочення

Наши партнеры ArtmMisto

Підшитий і пнік кач ення, опора частини, що обертається механізму або машини , Що працює в умовах переважаючого тертя кочення, зазвичай складається з внутрішнього і зовнішнього кілець, тіл кочення і сепаратора, що розділяє тіла кочення і що направляє їх рух (рис. 1). За формою тіл кочення П. до. Можуть бути кульковими і роликовими з різною формою роликів. На зовнішній поверхні внутрішнього кільця і ​​внутрішньої поверхні зовнішнього виконуються доріжки кочення, геометрична форма яких залежить від вживаних в даному підшипнику тіл кочення. Іноді з метою зменшення радіальних габаритів застосовують П. к. Без одного з кілець, доріжка кочення при цьому виконується безпосередньо на валу або на поверхні корпусної деталі (рис. 2). Деякі П. к. (Наприклад голкові) можуть не мати сепаратора. Такі П. к. Відрізняються великим числом тіл кочення, а отже, і більшою вантажопідйомністю. Гранична частота обертання бессепараторних підшипників нижче із-за підвищених моментів тертя. За напряму дії сприйманого навантаження П. до. Розділяють на чотири групи: радіальні - призначені для сприйняття тільки радіальних (наприклад, роликопідшипники з голчастими роликами) або радіальних і обмежених осьових навантажень (наприклад, шарикопідшипники радіальні однорядні); радіально-наполегливі - для сприйняття комбінованих, т. е. радіальних і осьових, навантажень (наприклад, підшипники з конічними роликами); упорно-радіальні - для сприйняття в основному осьових і незначних радіальних навантажень (мають обмежене застосування); наполегливі - для сприйняття тільки осьових навантажень. П. к. Можуть мати один або кілька рядів тіл кочення і різну конструкцію. По комплексу ознак П. к. Поділяються на типи (рис. 3). Крім П. к. Основних типів, існують їх конструктивні різновиди (деякі з них показані на рис. 4). Радіально-наполегливі шарикопідшипники виготовляють з різними номінальними кутами контакту (зазвичай 12, 26, 36 °). Зі збільшенням кута контакту зростають осьова жорсткість і здатність сприймати осьові навантаження, але знижуються радіальна жорсткість і швидкохідні. При установці радіально-наполегливих здвоєних П. до. Підвищуються вантажопідйомність і жорсткість опори, а також точність обертання валу. Шарикопідшипники з роз'ємним внутрішнім або зовнішнім кільцем сприймають осьові навантаження будь-якого напряму і точно фіксують осьове положення валів. Конструкція П. к. Може відрізнятися в залежності від способу кріплення (на валу або в корпусі). Так, П. к., Призначені для кріплення на конічних шийках валів, мають конусний отвір. Сферичні П. к. На закріпних втулках встановлюють на гладких (без бортів) ділянках валів. Зовнішні кільця радіальних шарикопідшипників інколи виконують з канавкою під настановну шайбу, застосування якої спрощує осьове кріплення в корпусі. Кільця і ​​тіла кочення виготовляють з високовуглецевих гартованих до високої твердості, рідше з маловуглецевих цементуемих сталей. Найбільш поширені хромисті стали ШХ15. У деяких випадках для П. к. Застосовують нержавіючі або теплостійкі стали. Сепаратори П. к. Масових серій виготовляють з маловуглецевої сталі, рідше з неіржавіючої сталі і латуні (штампуванням із стрічки або листів). Для виготовлення масивних сепараторів П. к., Призначених для роботи при високих швидкостях, використовують латунь, магнієвий чавун, бронзу, дюралюмин, графітізірованную сталь, текстоліт, а також ін. Пластмаси.

Точність виготовлення П. до. Регламентована класами: 0 (нормальний); 6; 5; 4; 2 (в порядку підвищення точності). У всіх країнах прийнятий єдиний стандарт на габарити П. к. Для маркування П. к. Застосовують цифрові позначення, 1-а і 2-я цифри (вважаючи справа) для П. к. С внутрішнім діаметром від 20 до 495 мм відповідають цьому діаметру , що ділиться на 5. 3-тя і 7-я цифри для діаметрів вище 9 мм позначають серію зовнішніх діаметрів і ширини. Стандартами передбачені надлегкі, особолегкие, легкі, середні і важкі серії підшипників по діаметрах; вузькі, нормальні, широкі і особоширокие серії - по ширині. Основне поширення мають легкі вузькі (позначаються цифрою 2 на 3-му місці і 0 на 7-му місці) і середні вузькі серії (3 на 3-му місці і 0 на 7-му). 4-я цифра позначає тип підшипника (0 - радіальний кульковий; 1 - радіальний кульковий дворядний сферичний; 2 радіальний з короткими циліндричними роликами; 3 - радіальний роликовий дворядний сферичний; 4 - радіальний роликовий з довгими циліндричними роликами або голчастий; 5 - радіальний роликовий з крученими роликами; 6 - радіально-наполегливий кульковий; 7 - роликовий конічний; 8 - наполегливий кульковий; 9 - завзятий роликовий), 5-я і 6-я цифри позначають конструктивні особливості підшипника. В умовному позначенні П. до. Нулі лівіше за останню значущу цифру не вказуються. Клас точності маркірується зліва від умовного позначення через тире. П. к., Що відрізняються від стандартних конструкцією, матеріалами, технологією термообробкою, наголошуються додатковими знаками.

Виготовлення П. до. В заводських умовах було почато в 1883 в Німеччині (див. підшипникова промисловість ). В СРСР випускаються підшипники з внутрішніми діаметрами від доль мм до 1345 мм і масою від часток грама до 4 т. П. к. Застосовують в різних машинах і приладах, в яких вони працюють в широкому діапазоні частот обертання (до 200 000 об / хв) при температурах до 1000 ° С; створені шарикопідшипники, здатні працювати в глибокому вакуумі. Широке застосування П. к. Обумовлено рядом їх переваг в порівнянні з підшипниками ковзання : Меншим моментом опору обертанню, особливо на початку руху, а також при малих і середніх частотах обертання; більшої несучою здатністю на одиницю ширини підшипника; повної взаємозамінністю; простотою експлуатації; меншою витратою мастильних матеріалів і кольорових металів; більш низькими вимогами до матеріалів і термообробки валів. До недоліків П. до. Відносяться: обмежений ресурс, особливо при великих швидкостях; велике розсіювання термінів служби; висока вартість при дрібносерійному і індивідуальному виробництві; великі радіальні габарити; менша здатність демпфіровать вібрації і удари, ніж у підшипників ковзання.

Енергетичні втрати в П. к. Є результатом складного фізичного процесу. Момент опору визначається одночасною дією ряду явищ: прослизанням тіл кочення по майданчиках контакту і гніздах сепаратора, втратами на внутрішнє тертя в матеріалі контактуючих тіл (пружний гистерезис ), Ковзанням масивного сепаратора по центруючих бортах кілець, опором мастила (див. мастило в техніці) і зовнішнього середовища (див. тертя зовнішнє ). Момент опору можна приблизно визначати, використовуючи умовне поняття про приведений безрозмірний коефіцієнтом тертя fnp: M = 0,5 P × fnp × d, де Р - навантаження на підшипник; d - діаметр отвору в підшипнику.

Величина fnp = 0,0015-0,02 (менших значень набувають для шарикопідшипників, що працюють при радіальних навантаженнях і рідкому мастилі). Для змащення П. к. Застосовують різні мастильні матеріали : Рідкі масла, пластичні мастила і в особливих випадках тверді матеріали. Найбільш сприятливі умови для роботи П. к. Забезпечують рідкі масла, для яких характерні такі ознаки, як стабільність при роботі, порівняно невеликий опір обертанню, здатність добре відводити тепло, очищати підшипники від продуктів зносу. Пластичні мастила краще, ніж рідкі масла, захищають поверхні від корозії, для утримання їх у вузлі не вимагається складних ущільнень.

П. к. Розраховують на довговічність (ресурс) по динамічній вантажопідйомності і на статичну вантажопідйомність. Методи розрахунку в СРСР стандартизовані і відповідають рекомендаціям СЕВ та ISO (Міжнародної організації зі стандартизації). Під довговічністю П.К. розуміється розрахунковий термін служби, виражений числом оборотів або числом годин роботи, протягом яких не менше 90% з цієї групи підшипників при однакових умовах повинні відпрацювати без появи ознак втоми металу (викришування). Зв'язок між розрахунковим ресурсом в млн. Оборотів (L) або в годиннику (Lh) і еквівалентним динамічним навантаженням (Р) встановлюється емпіричними залежностями: млн. оборотів; ч, де З - динамічна вантажопідйомність підшипника, постійне радіальне або осьове (для наполегливих і наполегливо-радіальних П. до.) навантаження, яке група ідентичних П. до. при нерухомому зовнішньому кільці зможе витримати протягом розрахункового терміну служби в 1 млн. оборотів обертового внутрішнього кільця; Р - еквівалентна динамічна навантаження, постійне радіальне або осьове (для наполегливих і наполегливо-радіальних) навантаження, яка при додатку її до П. к. С внутрішнім і нерухомим зовнішнім кільцем забезпечить такий же розрахунковий термін служби, як і за дійсних умов вантаження і обертання (значення Р визначається за формулами, в яких комбінована навантаження приводиться до радіальної або осьової, еквівалентної по своїй руйнівній дії); a - показник ступеня, рівний 3 для шарикопідшипників і 3,33 для роликопідшипників; n - частота обертання в об / хв. За статичному навантаженні підбирають або перевіряють П. к., Що сприймають зовнішнє навантаження в нерухомому стані або при обертанні з частотою не більше 1 об / хв.

Під статичною вантажопідйомністю (C 0) прийнято розуміти таке навантаження на П. к., Від дії якої в найбільш навантаженої зоні контакту виникає загальна залишкова деформація тіл кочення і кілець, що не перевищує 0,0001 діаметру тіла кочення. Значення динамічної та статичної вантажопідйомності в кгс (н) вказують в каталогах для кожного типорозміру підшипника. У міру підвищення якості П. к. Ці значення збільшуються. Значне підвищення довговічності П. до. Можливо, наприклад, в результаті вдосконалення технології, вживання електрошлакової, вакуумно-дугової і подвійної (електрошлакового і вакуумно-дугового) переплавок сталей.

Літ .: Підшипники кочення. Довідковий посібник, М., 1961; Деталі машин. Атлас конструкцій, під ред. Д. Н. Решетова, 3 вид., М., 1968; Спрішевскій А. І., Підшипники кочення, М., 1969; Деталі машин. Розрахунок і конструювання. Довідник, під ред. Н. С. Ачеркана, 3 вид., Т. 1, М., 1968; Підшипники кочення. Каталог-довідник, М., 1972: ГОСТ 18854-73; ГОСТ 18855-73.

В. Н. Іванов.

Мал. 3. Основні типи підшипників кочення: а - шарикопідшипник радіальний однорядний; б - шарикопідшипник радіальний дворядний сферичний (самоустановлювальний); в - роликопідшипник з короткими циліндричними роликами радіальний однорядний без бортів на зовнішньому кільці; г - роликопідшипник з крученими роликами радіальний однорядний; д - роликопідшипник з голчастими роликами радіальний з бортами на зовнішньому кільці; е - роликопідшипник сферичний з асиметричними роликами радіальний дворядний; ж - шарикопідшипник радіально-наполегливий однорядний; з - роликопідшипник з конічними роликами радіально-наполегливий однорядний; і - шарикопідшипник наполегливий одинарний.

Мал. 1. Конструкція шарикопідшипника: 1 - зовнішнє кільце; 2 - внутрішнє кільце; 3 - кулька; 4 - сепаратор (штампований).

Мал. 1. Вузол з підшипником кочення, виконаним без внутрішнього кільця (т. Н. Суміщені опори).

Мал. 4. Деякі конструктивні різновиди підшипників: а - з канавкою на зовнішньому кільці; б - з одного захисної шайбою; в - з двостороннім ущільненням; г - з однобортовим внутрішнім кільцем і з плоским упорним кільцем; д - з конічним отвором; е - на закріпній втулки; ж - здвоєні; з - з роз'ємним внутрішнім кільцем.