Разновидности и характеристики подшипников качения

Типы подшипников и их технические характеристики.Часть 1.

Классификация подшипников качения.

Инженеры-конструкторы могут выбрать наиболее подходящий подшипник для своих целей, исходя из большого количества различных типов и конструкций подшипников. При чем, для того чтобы сделать выбор, необходимо иметь некоторые знания о различных типах подшипников и их специфических характеристиках.

Выбор подшипников качения может быть сделан на основании следующих общих критериев:

А) По прокатной форме подшипников:Радиальные шарикоподшипники; радиально-упорные шарикоподшипники; цилиндрические роликоподшипники; конические роликовые подшипники; сферические роликовые подшипники; игольчатые роликовые подшипники.

Б) По направлению воспринимаемой нагрузки (т.е. радиальные, радиально-упорный, осевые и осевые силы.):радиальные шарикоподшипники; радиально-упорные шарикоподшипники; цилиндрические роликовые упорные; радиальные подшипники конические роликовые; сферические роликовые упорные.

В) В зависимости от использования стандартных подшипников или подшипников со специальными требованиями:

  • выжимной подшипник
  • подшипники тягового электродвигателя для железнодорожного транспорта
  • подшипники скольжения и опорные ролики

  • подшипники из нержавеющей стали
  • шариковые и роликовые подшипники для применения при высоких температурах
  • высокоточные подшипники для шпинделей станков
  • подшипники шейки прокатного валка для стальных прокатных станов
  • направляющие ролики
  • подшипники вибрационного сита
  • электрически изолированные подшипники

Г) На основании применения и сборки:

(один или более компонентов подшипника могут быть установлены или демонтированы при сборке, например, конические роликовые, цилиндрические роликоподшипники, игольчатые подшипники, упорные шариковые и роликовые подшипники).

(подшипник монтируется и демонтируется как единое целое, например, радиальные шарикоподшипники, радиально-упорные шарикоподшипники и сферические роликовые подшипники).

Основные типы подшипников и их технические характеристики

Однорядные радиальные шарикоподшипники (рис 2.1) являются на сегодняшний день наиболее часто используемыми подшипниками качения.

Шарики находятся в глубоких дорожках наружных и внутренних колец.

Это позволяет подшипникам распределить радиальные нагрузки, а также некоторые осевые нагрузки в обоих направлениях.

Радиальные шарикоподшипники особенно подходят для высокоскоростных применений из-за их низкого трения.

Из всех типов подшипников качения именно они достигают самых высоких скоростей.

Радиальные шарикоподшипники доступны в самых разнообразных конструкциях с различными встроенными уплотнениями или защитными шайбами.

Это позволяет смазанным подшипникам быть обслуживаемыми и более эффективными.

Другой вид шариковых подшипников с глубокой дорожкой качения – это миниатюрные подшипники, где внутренний диаметр отверстия мал, вплоть до 3.175 мм.

Двухрядные шариковые подшипники (рис. 2.2) имеют более высокую радиальную нагрузку, чем одиночные подшипники рядка и очень жесткую конструкцию.

Они оснащены стальными штампованными сепараторами и практически не подходят для осевых нагрузок.

Новые конструкции, как правило, снабжены полиамидными сепараторами и с ними не возникает таких проблем. Поэтому некоторые осевые нагрузки возможны в обоих направлениях.

Двухрядные радиальные шарикоподшипники очень чувствительны к несоосности.

Радиально-упорные шарикоподшипники

Наиболее распространенный угол контакта 40 градусов. Эти подшипники неразъемные и установлены в подшипниковых парах или комбинациях комплектов подшипников. Этот подшипник подходит для высоких и очень высоких скоростей. Однорядные радиально-упорные шарикоподшипники универсального использования специально изготавливаются для применения, где два или более отдельных подшипника устанавливаются бок о бок в случайном порядке.

Кольца подвергаются механической обработке, чтобы гарантировать, что определенные зазоры или значения предварительного натяжения находятся в пределах установленных допусков.Подшипники могут быть расположены либо спина к спине (рис. 2.4 б),либо лицом к лицу (рис. 2.4 в) или в Тандем схеме (рис. 2.4 а) и демонстрируют превосходную способность воспринимать радиальные и осевые нагрузки.

Двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники

Двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники (рис. 2.5) похожи по своей внутренней конструкции на два однорядных радиально-упорных подшипника, установленных в спина к спине.Двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники имеют меньшую общую ширину, чем два отдельных однорядных радиально-упорных подшипника. Они могут приспособиться к тяжелым радиальным нагрузкам и осевым нагрузкам в обоих направлениях, дополнительно обеспечивая очень жесткую конструкцию подшипника.

Подшипники, снабженные штампованными стальными или латунными сепараторами имеют шаровые заполнения на одной боковой поверхности и менее подходят для размещения осевых нагрузок в обоих направлениях.Двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники чувствительны к несоосности.

Радиально-упорные шарикоподшипники (с четырех точечным контактом)

Самоустанавливающиеся шарикоподшипники.

Другие варианты конструкции предусматривают использование выдвинутыми внутренними кольцами, эти кольца имеют пазы на одной стороне, где расположены штифты.Некоторые самоустанавливающиеся шариковые подшипники поставляются с резиновыми уплотнителями, установленных с обеих сторон.

Цилиндрические роликоподшипники

NJ & NF типы также поддерживают осевые нагрузки только в одном направлении.NH (т.е. NJ + HJ) и NUP поддерживают осевые нагрузки в любом направлении.Большинство цилиндрических роликовых подшипников разъемные, тем самым обеспечивая их простой монтаж и демонтаж. Эти типы подходят для высокоскоростных применений.

Двухрядные цилиндрические роликоподшипники типа NN30 .. (рис 2.9) предназначены для использования в системах станков в качестве шпиндельных подшипников. Эти подшипники обычно производятся с коническими внутренними отверстиями кольца и высокой точности классов допуска. Они подходят для высокоскоростных применений.

Полный комплект цилиндрических роликовых подшипников (рис 2.10) разработан для обеспечения максимальной радиальной грузоподъемности. В условиях эксплуатации элементы качения контактируют друг с другом, что приводит к значительно более высокому трению по сравнению с сепараторными типами подшипников. Это дополнительное трение приводит к снижению скорости.Стандартные цилиндрические роликовые подшипники изготавливаются в однорядной или в двурядной конструкциях.Тип подшипника NNF 50 .. .2LS.V имеют установленные уплотнения.

Радиальные игольчатые роликовые подшипники

Игольчатые ролики имеют плоские или форменные концы. Радиальные игольчатые подшипники имеют очень компактную конструкцию с высокими радиальными нагрузками, хотя эти типы подшипников обычно не допускают каких-либо перекосов.

Самая простая форма игольчатых роликовых подшипников с сепаратором представлена на рисунке 2.11. Он состоит из несущих игл, находящихся в сепараторе. Эти подшипники предназначены для работы непосредственно на валах или в корпусах. Поэтому в соответствующих местах соприкосновения валов или корпусов должны быть спроектированы дорожки с закаленными шлифованными контактными поверхностями. Игольчатые роликовые и подшипники с сепаратором выпускаются в однорядной и двурядной конструкциях. Специальные конструкции разработаны для применения их в коленчатом вале. Игольчатые роликоподшипники имеют тонкие глубоко нарисованные внешние кольца, изготовленные из закаленной листовой стали. Очень тонкостенные наружные кольца генерируют их рабочую форму через натяжение их на корпус.

Это дает поддержку подшипника, тем самым обеспечивая максимальное использование несущей способности. Обычно дополнительное осевое крепление не требуется. Внешнее кольцо игольчатых роликоподшипников имеет более четкие очертания игольчатого валика, который позволяет более вытерпеть высокую скорость.

Игольчатые роликоподшипники доступны либо в виде открытого конца (рис 2.12) либо с одним закрытым концом конструкции (рис 2.13). Конструкция открытых концов обеспечивает плавающий подшипник, способный нести радиальные нагрузки, в то время как один конец закрытой конструкция будет поддерживать небольшие осевые нагрузки и обеспечивают оптимальное проектное решение для закрытия подшипникового узла.

Игольчатые роликоподшипники обычно работают непосредственно на валу. В случае, если вал не подходит в качестве затвердевшей дорожки эти типы подшипников могут быть объединены с разъемными внутренними кольцами.

Игольчатые роликоподшипники доступны со встроенными уплотнениями в наружном кольце для защиты от загрязнения окружающей среды и утечки. Радиальные игольчатые роликоподшипники с механически обработанными кольцами (рис 2,14) имеют высокую несущую способность. Эти подшипники имеют очень низкое поперечное сечение, которое позволяет компактно расположить конструкцию. Монтаж подшипника обычно достигается с натягом.

Есть серии, доступные с фиксированными ребрами и без них на внешних кольцах. Игольчатые роликовые подшипники с механически обработанными кольцами имеют однорядную конструкцию, хотя для подшипников серии NA69 и RNA69 (т.е. вал или внутренний диаметр дорожки выше 35 мм) производятся в двурядных конструкциях. Радиальные игольчатые подшипники доступны конструкцией в одно или два уплотнения.Радиальные игольчатые роликоподшипники с механически обработанными кольцами часто используют без внутреннего кольца, которое позволяет компактно расположить конструкцию подшипника и для поддержки очень высоких радиальных сил. В таких конструкциях дорожки находятся на валу и должны быть закалены и отшлифованы, чтобы увеличить точность вращения. Типичные области применения этих подшипников – коробка передач автомобилей.

Отделимые внутренние кольца игольчатых роликовых подшипников часто используются в качестве контактной поверхности для радиальных масляных уплотнений. Это значительно улучшат эффективность и срок службы сальников без воздействия на поверхность вала.В случае машинного или капитального ремонта использование отдельных внутренних колец обычно допускает замену пораженных частей подшипников. Вал не требует никакого обслуживания.Типичный случай, когда требуется отдельное внутреннее кольцо, это когда осевое перемещение вала больше, чем нормальное. В таких случаях внутреннее кольцо будет иметь большую общую ширину, чем стандартная.

Подшипники качения. Общие сведения. Классификация и область применения

Подшипники качения, как и подшипники скольжения, предназначены для поддержания вращающихся осей и валов.

Электродвигатели, подъемно-транспортные и сельскохозяйственные машины, летательные аппараты, локомотивы, вагоны, металлорежущие станки, зубчатые редукторы и многие другие механизмы и машины в на­стоящее время немыслимы без подшипников качения.

Подшипники качения состоят из двух колец — внутреннего 1 и наруж­ного 3, тел качения 2 (шариков или роликов) и сепаратора 4 (рис. 16, а). В зависимости от: формы тел качения различают подшипники шариковые (рис. 16, д, б, ж, и) и роликовые (рис. 16, в, г, е, з, к). Разновидностью роликовых подшипников являются игольчатые подшипники (рис. 16, д).

Основными элементами подшипников качения являются тела каче­ния — шарики или ролики, установленные между кольцами и удерживае­мые сепаратором на определенном расстоянии друг от друга.

Материалы. Материалы подшипников качения назначаются с учётом высоких требований к твёрдости и износостойкости колец и тел качения. Здесь используются шарикоподшипниковые высокоуглеродистые хромистые стали ШХ15 и ШХ15СГ, а также цементируемые легированные стали 18ХГТ и 20Х2Н4А. Твёрдость колец и роликов обычно HRC60. 65, а у шариков немного больше – HRC62. 66, поскольку площадка контактного давления у шарика меньше. Сепараторы изготавливают из мягких углеродистых сталей либо из антифрикционных бронз для высокоскоростных подшипников. Широко внедряются сепараторы из дюралюминия, металлокерамики, текстолита, пластмасс.

Для обеспечения нормальной и долговечной работы подшипников ка­чения к качеству их изготовления и термической обработке тел качения и колец предъявляют высокие требования.

Подшипники качения — это опоры вращающихся или качающихся де­талей. Подшипники качения в отличие от подшипников скольжения стан­дартизованы. Подшипники качения различных конструкций (диапазон на­ружных диаметров 1,0-2600 мм, масса 0,5-3,5 т, например, микроподшип­ники с шариками диаметром 0,35 мм и подшипники с шариками диаметром 203 мм) изготовляют на специализированных подшипниковых заводах.

Выпускаемые в СНГ подшипники качения классифицируют по способности воспринимать нагрузку — радиальные, радиально-упорные, упор­но-радиальные и упорные.

Рис. 16. Подшипники качения: а, б, в, г, д, е — радиальные подшипники; ж, з — радиально-упорные подшипники; и, к — упорные подшипники; 1 — внутреннее кольцо; 2 — тело ка­чения; 3 — наружное кольцо; 4— сепаратор

Радиальные подшипники (см. рис. 16, а-е) воспринимают (в основ­ном) радиальную нагрузку, т. е. нагрузку, направленную перпендикулярно к геометрической оси вала.

Упорные подшипники (см. рис. 16, и, к) воспринимают только осе­вую нагрузку.

Радиально-упорные (см. рис. 16, ж, з) и упорно-радиальные подшип­ники могут одновременно воспринимать как радиальную, так и осевую на­грузку. При этом упорно-радиальные подшипники предназначены для пре­обладающей осевой нагрузки.

В зависимости от соотношения размеров наружного и внутреннего диа­метров, а также ширины подшипники делят на серии: сверхлегкую, особо легкую, легкую, среднюю, тяжелую, легкую широкую, среднюю широкую.

В зависимости от серии при одном и том же внутреннем диаметре кольца подшипника наружный диаметр кольца и его ширина изменяются.

По классам точности подшипники различают следующим образом:

“0” – нормального класса;

“6” – повышенной точности;

“5” – высокой точности;

“4” – особовысокой точности;

“2” – сверхвысокой точности.

При выборе класса точности подшипника необходимо помнить о том, что “чем точнее, тем дороже”.

По форме тел качения подшипники делят на шариковые (см. рис. 16, а, б, ж, и), с цилиндрическими роликами (см. рис. 16, в), с кониче­скими роликами (см. рис. 16, з, к), игольчатые (см. рис. 16, д), с витыми роликами (см. рис. 16, е), с бочкообразными роликами (сферическими) (см. рис. 16, г). Тела качения игольчатых подшипников тонкие ролики — иглы диаметром 1,6-5 мм. Длина игл в 5-10 раз больше их диаметра. Се­параторы в игольчатых подшипниках отсутствуют.

По числу рядов тел качения различают однорядные (см. рис. 16, а, в, д-к) и двухрядные (см. рис. 16, б, г) подшипники качения.

По конструктивным и эксплуатационным признакам подшипники делят на самоустанавливающиеся (см. рис. 16, б, г) и несамоустанавливающиеся (см. рис. 16, а, в, д-к).

Под типом подшипника понимают его конструктивную разновидность, определяемую по признакам классификации.

Каждый подшипник качения имеет условное клеймо, обозначающее тип, размер, класс точности, завод-изготовитель.

На неразъемные подшипники клеймо наносят на одно из колец, на разборные — на оба кольца, например, на радиальный подшипник с ко­роткими цилиндрическими роликами (см. рис. 16, в), где наружное коль­цо без бортов и свободно снимается, а внутреннее кольцо с бортами со­ставляет комплект с сепаратором и роликами.

На один и тот же диаметр шейки вала предусматривается несколько серий подшипников, которые отличаются размерами колец и тел качения и соответственно величиной воспринимаемых нагрузок.

В пределах каждой серии подшипники равных типов взаимозаменяемы в мировом масштабе. В стандартах указываются: номер подшипника, размеры, вес, предельное число оборотов, статическая нагрузка и коэффициент работоспособности.

Первая и вторая цифры справа условно обозначают его номинальный внутренний диаметр d (диаметр вала). Для определения истинного размера d (в миллиметрах) необходимо указанные две цифры умножить на пять. Например, подшипник . 04 имеет внутренний диаметр 04 • 5 = 20 мм. Это правило распространяется на подшипники с цифрами . 04 и выше, до . 99, т. е. для J = 20h – 495 mm. Подшипники с цифрами. 00 имеют d- 10 мм; . 01 d = 12 мм; . 02 d = 15 мм; . 03 d = 17 мм.

Третья цифра справа обозначает серию подшипника, определяя его на­ружный диаметр: 1 — особо легкая, 2 — легкая; 3 — средняя, 4 — тяжелая; 5 — легкая широкая, 6 — средняя широкая.

Четвертая цифра справа обозначает тип подшипника. Если эта цифра 0, то это означает, что подшипник радиальный шариковый одно­рядный; шариковый однорядный (если левее 0 нет цифр, то 0 не указыва­ют); 1 — радиальный шариковый двухрядный сферический; 2 — радиаль­ный с короткими цилиндрическими роликами; 3 — радиальный роликовый двухрядный сферический; 4 — игольчатый или роликовый с длинными ци­линдрическими роликами; 5 — роликовый с витыми роликами; 6 — радиально-упорный шариковый; 7 — роликовый конический (радиально-упорный); 8 — упорный шариковый; 9 — упорный роликовый.

Читайте также:  Устройство и принцип работы холодильника

Так, например, подшипник 7208 является роликовым коническим.

Пятая и шестая цифры справа характеризуют конструктивные особен­ности подшипника (неразборный, с защитной шайбой, с закрепительной втулкой и т. п.).

Например:

– 50312 — радиальный однорядный шарикоподшипник средней серии со стопорной канавкой на наружном кольце;

– 150312 — тот же подшипник с защитной шайбой;

– 36312 — радиально-упорный шариковый однорядный подшипник сред­ней серии, неразборный.

Седьмая цифра справа характеризует серию подшипника по ширине.

ГОСТом установлены следующие классы точности подшипников каче­ния: 0 — нормальный класс (как правило, 0 в обозначении не указывают); 6 — повышенный; 5 — высокий, 4 — особо высокий, 2 — сверхвысокий. Цифру, обозначающую класс точности, ставят слева от условного обозна­чения подшипника и отделяют от него знаком тире; например, 206 означа­ет шариковый радиальный подшипник легкой серии с номинальным диа­метром 30 мм, класса точности 0.

Кроме цифр основного обозначения слева и справа от него могут дополнительные буквенные или цифровые знаки, характеризующие специальные условия изготовления данного подшипника.

Так, класс точности маркируют цифрой слева через тире от основного обозначения. В порядке повышения точности классы точности обозначают: 0, 6, 5, 4, 2. Класс точности, обозначаемой цифрой 0 и соответствующей нормальной точности, не проставляют. В общим машиностроение применяют подшипники классов 0 и 6. в изделиях высокой точности или работающей высокой частотой вращения (шпиндельные узлы скоростных станков, высокооборотный электродвигатели и др.) применяют подшипники класса 5 и 4. подшипники класса точности 2 используют в гироскопических приборах.

Так, например, подшипник 7208 — класса точности 0.

Помимо приведенных выше имеются и дополнительные (более высокие и более низкие) классы точности.

В зависимости от наличия дополнительных требований к уровню вибраций, отклонениям формы и расположения поверхностей качения, моменту трения и др. установлены три категории подшипников: А — повышенные регламентированные нормы; В — регламентированные нормы; С — без дополнительных требований.

Возможные знаки справа от основного обозначения: Е — сепаратор выполнен из пластических материалов; Р — детали подшипника из теп­лостойких сталей; С — подшипник закрытого типа при заполнении сма­зочным материалом и др.

Примеры обозначений подшипников:

– 311 — подшипник шариковый радиальный однорядный, средней серии диаметров 3, серии ширин 0, с внутренним диаметром d = 55 мм, основной конструкции (см. рис. 14.5, а), класса точности 0;

– 6-36209 — подшипник шариковый радиально-упорный однорядный, легкой серии диаметров 2, серии ширин 0, с внутренним диаметром d = 45 мм, с углом контакта а = 12°, класса точности 6;

– 4-12210 — подшипник роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами, легкой серии диаметров 2, серии ширин 0, с внутренним диаметром d = 50 мм, с одним бортом на наружном кольце (см. рис. 14.9, б), класса точности 4;

– 4-3003124Р — подшипник роликовый радиальный сферический двухрядный особолегкой серии диаметров 1, серии ширин 3, с внутренним диаметром d = 120 мм, основной конструкции (см. рис. 14.8), класса точности 4, детали подшипника изготовлены из теплостойких сталей.

Характеристики подшипников качения.

Наибольшее распространение получили шариковые радиальные одноряд­ные подшипники (см. рис. 16, а). Эти подшипники допускают сравнительно большую угловую скорость, особенно с сепараторами из цветных металлов или из пластмасс, допускают небольшие перекосы вала (от 15′ до 30′) и могут воспринимать незначительные осевые нагрузки. Допустимая осевая нагрузка для радиальных несамоустанавливающихся подшипников не должна превы­шать 70% от неиспользованной радиальной грузоподъемности подшипника.

Роликовые радиальные подшипники с короткими роликами (см. рис. 16, в) по сравнению с аналогичными по габаритным размерам шари­коподшипниками обладают увеличенной грузоподъемностью, хорошо вы­держивают ударные нагрузки. Однако они совершенно не воспринимают осевых нагрузок и не допускают перекоса вала (ролики начинают работать кромками, и подшипники быстро выходят из строя).

Роликовые радиальные подшипники с витыми роликами (см. рис. 16, е) применяют при радиальных нагрузках ударного действия; удары смягчают­ся податливостью витых роликов. Эти подшипники менее требовательны к точности сборки и к защите от загрязнений, имеют незначительные ради­альные габаритные размеры.

Игольчатые подшипники (см. рис. 16, д) отличаются малыми радиаль­ными габаритными размерами, находят применение в тихоходных (до 5 м/с) и тяжелонагруженных узлах, так как выдерживают большие ради­альные нагрузки. В настоящее время их широко используют для замены подшипников скольжения. Эти подшипники воспринимают только радиальные нагрузки и не допускают перекоса валов. Для максимального уменьшения размеров применяют подшипники в виде комплекта игл, не­посредственно опирающихся на вал, с одним наружным кольцом.

Самоустанавливающиеся радиальные двухрядные сферические шариковые (рис. 16, б) и роликовые (см. рис. 16, г) подшипники применяют в тех слу­чаях, когда перекос колец подшипников может составлять до 2—3°. Эти под­шипники допускают незначительную осевую нагрузку (порядка 20% от не­использованной радиальной) и осевую фиксацию вала. Подшипники имеют высокие эксплуатационные показатели, но они дороже, чем однорядные.

Конические роликоподшипники (см. рис. 16, з) находят примене­ние в узлах, где действуют одновременно радиальные и односторонние осевые нагрузки. Эти подшипники могут воспринимать также и ударные нагрузки. Радиальная грузоподъемность их в среднем почти в 2 раза выше, чем у радиальных однорядных шарикоподшипников. Их рекомендуется ус­танавливать при средних и низких угловых скоростях вала (до 15 м/с).

Аналогичное использование имеют радиально-упорные шарикоподшипники (см. рис. 16, ж), применяемые при средних и высоких угловых скоростях. Радиальная грузоподъемность у этих подшипников на 30-40 % больше, чем у радиальных однорядных. Их выполняют разъемными со съемным на­ружным кольцом и неразъемными.

Шариковые и роликовые упорные подшипники (см. рис. 16, и. к) предназначены для восприятия односторонних осевых нагрузок. Применя­ются при сравнительно невысоких угловых скоростях, главным образом на вертикальных валах. Упорные подшипники радиальную нагрузку не вос­принимают. При необходимости установки упорных подшипников в узлах, где действуют не только осевые, но и радиальные нагрузки, следует допол­нительно устанавливать радиальные подшипники.

В некоторых конструкциях, где приходится бороться за уменьшение радиальных габаритов, применяются т.н. “бескольцевые” подшипники, когда тела качения установлены непосредственно между валом и корпусом. Однако нетрудно догадаться, что такие конструкции требуют сложной, индивидуальной, а, следовательно, и дорогой сборки-разборки.

Достоинства подшипников качения:

низкое трение, низкий нагрев;

– высокий уровень стандартизации;

– экономия дорогих антифрикционных материалов.

Недостатки подшипников качения:

высокие контактные напряжения, и поэтому ограниченный срок службы;

высокие габариты (особенно радиальные) и вес;

– высокие требования к оптимизации выбора типоразмера;

– большая чувствительность к ударным нагрузкам вследствие большой жесткости конструкции;

– слабая виброзащита, более того, подшипники сами являются генераторами вибрации за счёт даже очень малой неизбежной разноразмерности тел качения.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Студент – человек, постоянно откладывающий неизбежность. 11075 – | 7465 – или читать все.

Подшипники качения. Виды, маркировка, выбор подшипников

1. Виды подшипников качения

Подшипники, в которых используется трение качения благодаря установке шариков или роликов между опорными поверхностями оси или вала, получили название – подшипники качения.

Подшипники подразделяют на:

  • радиальные, которые воспринимают радиальные нагрузки;
  • упорные, которые воспринимают только осевые нагрузки;
  • радиально-упорные, которые воспринимают одновременно радиальные и осевые нагрузки.

По сравнению с подшипниками скольжения подшипники качения имеют следующие преимущества:

  • малый коэффициент трения;
  • большую грузоподъемность при меньшей ширине подшипника;
  • незначительный расход смазочных материалов;
  • взаимозаменяемость;
  • простоту монтажа, ухода и обслуживания.

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 (рис. 1) 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 подшипники однорядные, двухрядные и специальные с большим числом рядов.

Рис. 1. Типы подшипников качения: а – шариковый радиальный; б – шариковый радиальный сферический двухрядный; в – роликовый радиальный; г – роликовый радиальный сферический двухрядный; д – роликовый радиальный двухрядный; е – шариковый радиально-упорный; ж – роликовый конический

По способу компенсации перекосов вала подшипники делят на несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся (со сферической внутренней поверхностью наружного кольца у радиальных подшипников).

По направлению воспринимаемой нагрузки бывают 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 подшипники различают: узкие, нормальные, широкие и особо широкие.

Маркировка подшипников качения отражает основные параметры и конструктивные особенности подшипников. Обозначения наносят на торец колец подшипников.

Первые две цифры, считая справа налево, означают внутренний диаметр подшипника. Для подшипников с внутренним диаметром от 20 до 495 мм эти две цифры следует умножить на 5, чтобы получить фактический внутренний диаметр в миллиметрах. Для подшипников с диаметром от 20 мм принято следующее обозначение внутреннего диаметра:

  • 00 для диаметра 10 мм,
  • 01 – 12 мм,
  • 02 – 15 мм
  • 03 – 17 мм.

Третья цифра справа указывает серию подшипника по диаметральным размерам и ширине. Приняты следующие обозначения:

  • 1 – особо легкая серия;
  • 2 – легкая серия;
  • 3 – средняя серия;
  • 4 – тяжелая серия;
  • 5 – легкая широкая серия;
  • 6 – средняя широкая серия.

Четвертая цифра справа означает 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 игольчатый;
  • 5 – радиальный с витыми роликами;
  • 6 – радиально-упорный шариковый;
  • 7 – роликовый конический радиальноупорный;
  • 8 – упорный шариковый;
  • 9 – упорный роликовый.

Пятая и шестая цифры справа характеризуют конструктивные особенности подшипника.

Седьмая цифра справа означает серию подшипника по ширине.

Совместно с седьмой цифрой справа, используемой для обозначения серии по ширине подшипника, третья цифра определяет размерную серию подшипника по диаметру (см. табл. 1).

Таблица 1. Обозначение серий подшипников

Пример обозначения подшипника

Пример обозначения подшипника

3-я цифра справа

7-я цифра справа

3-я цифра справа

7-я цифра справа

ненормальные внутренние диаметры

Примеры маркировки подшипников:

23 – подшипник шариковый радиальный однорядный (четвертая цифра 0) легкой серии (цифра 2) с внутренним диаметром 3 мм.

203 – подшипник шариковый радиальный однорядный (четвертая цифра 0) легкой серии (третья цифра 2) с внутренним диаметром 17 мм (03).

2230 – подшипник роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами (четвертая цифра 2) легкой серии (третья цифра 2) с внутренним диаметром 150 (30×5)мм.

3613 – подшипник роликовый сферический двухрядный (четвертая цифра 3) средней широкой (третья цифра 6, седьмая 0) серии с внутренним диаметром 65 (15×5) мм.

60018 – подшипник шариковый радиальный однорядный (четвертая цифра 0) особо-легкой серии (вторая цифра 1) с внутренним диаметром 8 мм, с одной защитной шайбой (пятая цифра 6).

150212 – подшипник шариковый радиальный легкой серии с одной защитной шайбой и со стопорной канавкой на наружном кольце (пятая цифра 5 и шестая – 1).

111217 – подшипник шариковый радиальный сферический двухрядный (четвертая цифра 1) легкой серии (третья цифра 2, седьмая – 0) с коническим отверстием внутреннего кольца (пятая цифра 1 и шестая – 1), d = 85 мм.

67202 – подшипник роликовый конический однорядный (четвертая цифра 7) легкой серии (третья цифра 2) с упорным бортом на наружном кольце (пятая цифра 6). Диаметр внутреннего кольца подшипника 15 мм (первая и вторая цифры 02).

2. Выбор подшипников качения

При выборе типа и размеров шарико- и роликоподшипников 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.).

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.

Исходя из действующих радиальных и осевых нагрузок, вычисляют приведенную нагрузку, которая при приложении к подшипнику при вращении внутреннего кольца и неподвижном наружном кольце обеспечивала бы такую же долговечность, какую достигает подшипник в действительных условиях нагружения и вращения.

По приведенной нагрузке, частоте вращения подшипника и требуемому сроку службы рассчитывают необходимую грузоподъемность, являющуюся основной характеристикой подшипника.

Эту работу по подбору подшипника выполняют в том случае, когда отсутствуют чертежи или руководство по эксплуатации механизма.

При установке подшипников качения в сборочные единицы необходимо создать зазоры, обеспечивающие свободное, без защемления шариков или роликов вращение подшипников. Следует учитывать, что при работе от выделяющегося тепла происходит расширение внутреннего кольца подшипника и сжатие его наружного кольца, в результате чего при слишком плотной посадке шарики или ролики могут защемляться и подшипник быстро износится или разрушится. Чрезмерный зазор в посадочных местах также ухудшает работу подшипника: кольца его начинают проскальзывать, вызывая износ посадочных поверхностей и вибрацию механизма. Принято устанавливать подшипник так, чтобы кольцо подшипника, которое установлено во вращающейся детали (шкив с наружным кольцом подшипника или шип вала с внутренним кольцом), было установлено по неподвижной посадке (с небольшим натягом), а противоположное кольцо должно иметь возможность самоустанавливаться по неподвижно закрепленному кольцу и должно быть установлено по переходной или скользящей посадке.

Читайте также:  Современные насосы: виды и особенности

Подшипники: определение, классификация, виды и назначение

Функционал подшипников очень широк. Они незаменимы для обеспечения надежной фиксации, легкого вращения или качения, уменьшения трение между двумя частями конструкции. Простое изобретение является одним из ведущих в промышленности и используется повсеместно. От его качества во многом зависит работоспособность и износостойкость машины. Многообразие таких сборочных узлов также велико, как и назначение. Что это такое – подшипник, какие виды существуют и их классификация по основным признакам, мы расскажем в этой статье и покажем фотографии.

Что представляет собой опора

По своей сути деталь является основой узла сбора. Ее основная функция состоит в том, чтобы обеспечивать надежный упор и поддерживать определенную подвижную часть конструкции. То, насколько жесткой будет такая фиксация, зависит от устройства, материала и многих других факторов.

Закрепление положения в пространстве позволяет обеспечить вращательные движения, качение при минимальном сопротивлении. Так нагрузка передается от подвижной части агрегата к другим, сохраняя износостойкость.

Какие бывают виды и типы подшипников

Все сборочные узлы можно классифицировать по принципу работы. Две основные группы составляют приборы, обеспечивающие покачивание и скольжение. Именно их чаще всего используют в машиностроении. Первая может быть представлена шариковыми и роликовыми устройствами.

Отдельное внимание заслуживают магнитные конструкции. Принцип их работы отличен от остальных, и используют их реже. К тому же в силу функциональных особенностей они должны сопровождаться запасными узлами.

Подшипники – это детали, помогающие получать от машины максимальный КПД, сохраняя ее работоспособность без специального ремонта и обслуживания.

Опоры скольжения

Эта группа деталей позволяют свободно скользить при трении двух соприкасающихся поверхностей. При этом используются разные смазки – масла, вода, химические вещества, графит и некоторые газы. Конструктивно такие приспособления могут быть как целостными, так и разборными. Производятся в комплекте со втулкой и соединяющей частью.

Устройства по типу качения

Такие узлы делают в виде двух колец, тел, обеспечивающих эффект покачивания, и сепаратора. Изготавливаются согласно установленной стандартизации, что позволяет использовать их в большинстве автомобилей, сложной технике и самолетах.

Шарикоподшипники

Функционально входят в группу узловых частей, работающих по принципу качения. Шариковые тела располагаются на поверхности наружных колец деталей. Во время работы создают небольшой момент трения, а значит практически не ограничивают скорость вращения.

Роликоподшипники

Входят в группу качения, но в их основе шарики заменены на ролики. Это позволяет им выдерживать гораздо большие нагрузки. Такая работоспособность высоко ценится при конструировании промышленных станков и железнодорожном строении.

Магнитные опоры

Работают по принципу левитации притяжения, обеспечивая полную бесконтактность двух соседних частей. Могут использоваться в условиях агрессивной окружающей среды, но пока не так распространены, как уже перечисленные виды. Если не подстраховывать такую конструкцию другой, более традиционной, можно в одночасье потерять всю машину.

Подшипники скольжения

Основная задача таких деталей – обеспечивать свободное трение между двумя сопряженными участками. Использовать их можно как для подвижных, так и для неподвижных поверхностей, что значительно увеличивает функциональные возможности применения.

Разновидности опорных узлов скольжения

Этот тип узловой части может быть разъемным и целостным. Первый состоит из двух вкладышей, установленных в полуотверстия основания и крышки. Они могут иметь толстую или тонкую стенку относительно наружного диаметра. Толщину определяет используемый материал. Например, тонкостенные чаще всего делают из легкой малоуглеродистой стали. Конструкция неразъемного предполагает особую сборку, при которой в детали высверливается отверстие, в которое запрессовывается металлическая втулка.

Разновидности

Наиболее распространенной является классификация, основанная на способности восприятия нагрузки по направлению. В этом случае устройства разделяют на 3 группы:

  • • Радиальные – принимающие перпендикулярную нагрузку с оси.
  • • Упорные – берут на себя весь груз.
  • • Радиально-упорные – сочетают свойства тех и других.

Существуют и еще несколько вариантов разделения узлов, но они являются скорее второстепенными.

Стандарты опор скольжения

Качество изготовления деталей, используемый в работе материал и другие условия производства описаны в Межгосударственном стандарте ISO и ГОСТе. Первый – соответствует международным требованиям, действующим в 165 странах мира. Второй – является внутренним для Российской Федерации. Все узловые части, представленные компанией «МПласт», проходят обязательную сертификацию на соответствие заявленным правилам.

Смазки подшипников скольжения

Этот вид призван обеспечивать свободное трение между двумя частями конструкции. Для нормальной работы используется один из 4-х типов смазочных материалов:

  • • Жидкие – различные синтетические и минеральные масляные жидкости для металлических опор или вода для неметаллических.
  • • Пластичные – изготавливаются из базового масла и загустителя.
  • • Твердые – используются в условиях сухого и граничного соприкосновения. В качестве материала чаще всего выбирается графит и дисульфид молибдена.
  • • Газообразные – требуются, когда конструкция работает под слабой нагрузкой, но в жарких условиях и с большим количеством оборотов.

Преимущества и недостатки

Среди плюсов можно выделить их высокую надежность при работе на большой скорости и небольшие размеры. Что касается минусов, то отметим необходимость постоянной регулировки количества смазки, пониженный КПД и производство из дорогих материалов.

Где применяются устройства

Сфера применения приборов широка. Довольно часто их используют в высокоскоростной аппаратуре, паровых и турбинных установках, в оборудовании систем навигации и других точных приборах.

Подшипники качения

Эти узловые опоры состоят из двух колец, но кроме них, в основе всегда есть тела, обеспечивающие покачивание, и сепаратор. На внутренней поверхности расположены желоба, выполняющие роль дорожек. В редких случаях сепаратор может отсутствовать, но тогда и уровень сопротивления становится выше.

Назначение

Основная цель устройств – служить упором для вращающихся частей механизмов. Именно поэтому они являются более популярными, чем узлы, обеспечивающие скольжение. Используются в электрических машинах и других конструкциях, где необходимо обеспечить износостойкость, длительную работу без смазки.

Классификация

Такие детали могут разделяться по нескольким признакам, но самым распространенным является деление по форме тел и приему нагрузки. К первой группе относятся уже упоминаемые ранее шариковые и роликовые узловые опоры. Вторая схожа с делением подшипников скольжения по типу нагрузки.

Технические характеристики

Для выбора того или иного устройства необходимо учесть несколько основных параметров. Самыми важными являются:

  • • Габаритные размеры, установленные стандартом ISO.
  • • Базовое и полное обозначение, включающее в себя буквенно-цифровой код, указывающий на тип, размер и конструкцию.
  • • Допуски, соответствующие классам.
  • • Зазор, общее расстояние, на которое одно кольцо может переместиться относительно другого.

Подобрать необходимую деталь в соответствии со всеми характеристиками предлагает компания «МПласт». В нашем ассортименте представлены самые разные подшипники, подходящие для любых механизмов.

Преимущества и недостатки

Главными плюсами являются: небольшая стоимость и массовое производство. При необходимости их легко можно заменить, а значит монтаж и обслуживание машин станет более удобным. Смазочные материалы используются в небольших количествах, что позволяет не тратить много времени на уход за механизмами.

К недостаткам относят:

  • • Излишнюю чувствительность к вибрации и ударным нагрузкам.
  • • Чрезмерный нагрев и опасность разрушения на высоких скоростях.
  • • Большие радиальные размеры.
  • • Шум во время работы.

Несмотря на существенные недостатки, сегодня они являются самыми популярными во всем мире.

Шарикоподшипник

В качестве тела, обеспечивающего покачивание, в этом типе деталей используются шарики, свободно перемещающиеся по дорожкам. Применяются для вращающихся конструкций, в которых не нужно сильное трение между двумя движущимися частями.

Описание

Узел состоит из 2 колец, изготовленных из стали. Вместе они образуют некое «ложе» для шариковых тел. При этом внутренняя часть устройства фиксируется на валу, а наружная – на опоре. При всей простоте конструкции, они широко распространены в промышленности.

Разновидности

Какие бывают типы подшипников с шариковыми телами, можно предположить исходя из общей классификации. Как и большинство деталей качения их разделяют на: радиальные, упорные и с 4-х точечным контактом. Особенность последних заключается в способности воспринимать нагрузку в двух направлениях оси или одновременную комбинированную и осевую с одной стороны.

Применение

Разные виды применяют в электродвигателях и различной бытовой технике, в станках для обработки дерева, в медицинском оборудовании, станочных шпинделях и насосах. Шариковые с 4-х точечным контактом широко распространены в редукторах.

Роликовые подшипники и их разновидности

По своему строению эти опоры схожи с предыдущим типом, но вместо шариков здесь используется тело, по форме напоминающее ролик. Так прибор может принимать на себя более серьезную нагрузку.

Описание

Конструкция разработана таким образом, что она показывает стойкость к радиальному давлению, но при этом скорость прохождения ролика по дорожке ничуть не уступает шарикоподшипникам. Единственное, на что следует обратить внимание – осевая нагрузка. Чтобы сделать устройство более устойчивым к ней, элемент качения заменяют на конический.

Классифицируют этот тип по используемому телу. Отдельно выделяют:

  • • Цилиндрические.
  • • Конические.
  • • Игольчатые.
  • • Сферические.

Применение

Роликоподшипники часто используют в насосах, мощных редукторах, в железнодорожной промышленности и автопроме. Все виды роликовых подшипников в картинках представлены на сайте mirpl.ru.

Магнитные опорные узлы

В отличие от других, такое устройство работает на принципе магнетической левитации. Это обеспечивает полную бесконтактность между двумя частями конструкции.

Описание

Элементы выполнены таким образом, что вал парит, не соприкасаясь с другими поверхностями. Для обеспечения надежной работы предусмотрено большое количество датчиков, координирующих все движения.

Разновидности

Выделяют две группы: активные и пассивные. В первый состав входит непосредственно подшипник и электронная система. Работа второй группы строится за счет присутствия постоянных магнитов. Они менее устойчивы, чем в случае с электронной системой контроля, поэтому применяются гораздо реже.

Применение

Использовать такие устройства можно в газовых центрифугах, турбомолекулярных насосах, в различных электромагнитных подвесах, в криогенной технике, в вакуумных приборах и других сложных механизмах.

Преимущества и недостатки

В качестве плюсов выделим износостойкость деталей и возможность их использования в агрессивной окружающей среде, в том числе в космосе. Минусы проявляются в нестабильности магнитного поля, из-за которого дополнительно в механизм встраиваются традиционные устройства качения или скольжения.

Другие виды

Рассмотрим еще несколько типов узловых опор, отличающихся некоторыми функциональными особенностями.

Конические подшипники

Это разновидность роликовых, но тело здесь изготавливается в виде конуса и устанавливается на дорожку под углом. Прекрасно справляются как с радиальными, так и с осевыми нагрузками.

Самоустанавливающиеся двухрядные

Отличаются от других низким трением, что делает возможным их эксплуатацию на самых высоких скоростях. Устанавливаются на коническую или цилиндрическую шейку вала.

Игольчатый тип

Здесь в качестве тела качения выступает тонкий и длинный ролик. Элементы выглядят более компактными, но при этом обеспечивают большую производительность и надежность, экономичны в использовании.

Упорные шарикоподшипники

Основное назначение – восприятие осевых нагрузок. Относится к группе шариковых опор, поэтому внешне полностью соответствует именно им.

Сферические

Обеспечивают слабое трение. В конструкцию входит одновременно два ряда роликов, расположенных симметрично.

Термостойкие

Предназначены для работы в жарких условиях. Отличаются надежностью и простотой эксплуатации.

Плавающая узловая опора

Позволяет валу перемещаться линейно. Воспринимает на себя только радиальную нагрузку. Легко регулируется и прост в эксплуатации.

Скоростные устройства

Обеспечивает нормальное качение на высоких оборотах. Отличаются отлчным качеством и износостойкостью.

Шпиндельный

Имеет хорошую грузоподъемность. Часто используется в вентиляторах, мощных насосах и станках, поскольку хорошо работает на значительных оборотах.

Высокоточные

Имеют высокие эксплуатационные характеристики, благодаря которым часто используются в авиастроении, космонавтике и военной промышленности.

Закрытые

Оснащается уплотнителями, закрывающими открытое пространство. Это позволяет увеличить износостойкость в сложных условиях.

Фланцевые подшипники

Встроенный фланец повышает надежность крепления, чтобы деталь выдерживала большие нагрузки.

Опорные

Воспринимают тяжесть вдоль оси вращения. Сфера применения сильно ограничена, поэтому встречается реже, чем другие варианты.

Устройства линейного перемещения

Обладают высокими рабочими качествами при минимальном трении.

Маркировка

Код состоит из 3-х частей, каждая из которых представляет информацию о детали. Первая дает представление о конструкции узла, вторая – о размере, а третья – о диаметре. Маркируются приборы в соответствии с установленным международным стандартом.

Классы точности

В России все опорные узлы имеют маркировку в соответствии с одним из классов, соответствующих требованиям ГОСТ. Каждый тип изделий имеет собственную классификацию.

Подшипники

Подшипники — одно из ключевых изобретений, которое определило путь развития промышленности. Самый простой подшипник состоит из двух колец, вставленных одно в другое и предназначенное для поддержания и направления вращающегося вала.

Основные типы

Все подшипники могут быть разделены на две основные группы – подшипники качения и скольжения. Конструкция первых состоит из

  • двух колец – внешнего и внутреннего;
  • шариков;
  • сепаратора, в котором установлены шарики.
  • Подшипники скольжения имеют следующую конструкцию:
  • внешняя обойма;
  • внутренняя обойма, выполненная из материала с низким коэффициентом трения, например, тефлон (фторопласт).

Задача, которую призваны решать подшипники любого типа – это снижение трения между вращающимся и стационарными узлами агрегата. Это необходимо для снижения потерь энергии, нагрева и износа деталей, вызываемыми силой трения.

Подшипники скольжения

Сферические подшипники скольжения

Этот узел обычно выполняют в виде массивной опоры, изготовленной из металла. В ней проделывают отверстие, куда вставляют втулку или вкладыш, выполненный из материала с низким коэффициентом трения.
Для повышения эффективности работы этого узла и снижения трения в него вводят жидкую или плотную смазку. Это приводит к тому, что вал отделяется от втулки пленкой маслянистой жидкости. Эксплуатационные параметры подшипника скольжения зависят от следующих параметров:

  1. Размера элементов, входящих в этот узел.
  2. Скоростью вращения вала и размера нагрузок, приходящихся на него.
  3. Густотой смазки.

Для обеспечения смазывания подшипника можно использовать любую вязкую жидкость – масло, керосин, эмульсии. В некоторых моделях подшипников скольжения для смазки применяют газы. Кроме, перечисленных материалов применяют и твердые, иногда их называют консистентные, смазки.

В некоторых конструкциях подшипников предусмотрена принудительная система смазки.

Подшипники качения

Внешний вид подшипника качения

В подшипниках этого типа трение скольжение подменяется трением качения. Благодаря такому решению происходит существенное снижение трения и износа.
Подшипники качения имеют разнообразные конструкции и размеры. В качестве тел вращения могут быть использованы шарики, ролики, иголки.

Читайте также:  Виды очистных сооружений от компании "ВодТехИнжиниринг".

Шарикоподшипники

Шарикоподшипники являются самым распространенным типом подшипников. Он состоит из двух колец, между которыми устанавливают сепаратор с предустановленными шариками определенного размера. Шарики перемещаются по канавкам, которые, при изготовлении тщательно шлифуют. Ведь для полноценной работы подшипника необходимо, чтобы шарики не проскальзывали, и при этом у них была существенная площадь опоры.
Сепаратор, в который устанавливают шарики, обеспечивает их точное положение и исключает какой-либо контакт между ними. Производители выпускают изделия, которые укомплектованы двухрядными сепараторами.

Подшипники этого класса применяют при довольно небольших радиальных нагрузках и большом количестве оборотов рабочего вала.

Роликоподшипники

В подшипниках этого класса в качестве тел вращения применяют ролики различной формы. Они могут иметь форму цилиндров, усеченных конусов и пр. Производители освоили выпуск широкой номенклатуры роликовых подшипников с разными размерами колец и тел вращения.
Конический роликоподшипник используют для работы при наличии разнонаправленных нагрузках (осевой и радиальной) и больших оборотах на валу. Конструктивно роликовый подшипник похож на шариковый. Он также состоит из двух колец, сепаратора и роликов. Размеры роликовых подшипников определены в ряде стандартов, которые имеют силу в нашей стране. Например, ГОСТ 8328-75 определяет конструкцию, маркировку и размеры подшипников с короткими роликами. А ГОСТ 4657-82 регламентирует размеры и конструкцию игольчатых подшипников. То есть на каждый вид подшипников существует свой ГОСТ.

В этих нормативных документах приведены таблицы размеров подшипников, которыми должны руководствоваться конструкторы, при проектировании таких узлов.

Кстати, для облегчения жизни проектировщиков разработаны и успешно применяются справочники подшипников, в которых изложены принципы расчетов подшипниковых узлов, указаны размеры самих изделий и сопровождающих деталей, например, размеры заглушек.

Смазка

Эксплуатационный срок работы подшипников определяется износом тел качения и дорожек, расположенных в кольцах. Для продления срока службы подшипников применяют смазку, она может быть жидкой, например, в коробках передач станочного оборудования, или консистентной (твердой).

Кроме износа деталей подшипника, не последнюю роль играет и рабочая температура в узле. Вследствие нее может происходить неравномерная тепловая деформация. Это может привести к повышению частоты проскальзывания, и снижается твердость материала, из которого они изготовлены.

Производители выпускают подшипники с закрытыми сепараторами. В такие изделия еще на стадии производства закладывают твердую смазку, которая гарантировано проработает весь ресурс.

Разновидности подшипников скольжения

Всего размеры и основные характеристики подшипников скольжения, изложены в соответствующих ГОСТ. Всего их насчитывается порядка шести десятков. Например, ГОСТ 11607-82 нормирует требования к разъемным корпусам подшипников скольжения, а ГОСТ 25105-82, предъявляет требования к вкладышам, которые устанавливают в корпуса подшипников скольжения.

Классификация подшипников скольжения

Изделия этого типа можно разделить на следующие основные типы:

  1. Одно- и многоповерхностные.
  2. Со смещением поверхностей.
  3. Радиальные.
  4. Осевые.
  5. Радиально-упорные.

Кроме того, подшипники можно различать по конструкции:

  1. Неразъемные, их называют втулочными.
  2. Разъемные, они состоят из двух деталей основного корпуса и крышки к нему.
  3. Встроенные, по своей конструкции, они составляют единое целое с корпусом механизма.

Нельзя забывать и о количестве точек подачи масла. Существуют подшипники с одним и несколькими клапанами. Кроме, приведенных классов можно назвать еще один – по возможности регулирований подшипника.

Конструкция подшипников скольжения не отличается сложностью. В состав конструкции могут входить два кольца. Одно из них (внутреннее) вращается в процессе работы. Вместо, тел вращения в устройствах этого типа применяют втулки, изготовленные из антифрикционных материалов. Для повышения эффективной работы в подшипники закачивают смазочные материалы.

Существуют два типа подшипников скольжения — гидростатические и гидродинамические. В изделиях первого типа смазка подается от масляного насоса. Вторые в этом плане удобнее, они сами могут выступать в роли насоса. Смазка будет поступать в них за счет разности давления между его компонентами.

Подшипники скольжения могут иметь, сферическое, упорное и линейное исполнения. Первые подшипники применяют в тех узлах, где преобладают низкие скорости вращения вала. Главное достоинство такого исполнения подшипников – это возможность передавать вращение даже при значительных перекосах валов.

Подшипники упорного исполнения применяют для работы там, где преобладают поперечные усилия. Довольно часто их монтируют в турбинах и паровых машинах.

Подшипники линейного исполнения исполняют роль направляющих. Кстати, их особенностью можно назвать их бесперебойную работу даже при постояннодействующих радиальных усилиях.

Подшипник линейного исполнения

Многолетняя, если не многовековая практика использования подшипников скольжения позволяет сделать выводы о достоинствах и недостатках этих конструкций.

  • изделия этого класса обеспечивают надежную работу в условиях высоких скоростей вращения вала;
  • обеспечение серьезных ударных и вибрационных усилий;
  • довольно небольшие размеры;
  • подшипники этого типа допустимо устанавливать в устройствах работающие в воде;
  • некоторые модели позволяют выполнять настройку зазора и, таким образом, гарантируют точность установки оси вала.

Между тем, подшипникам скольжения присущи и определенные недостатки.

  • в процессе эксплуатации необходимо постоянно контролировать уровень смазки;
  • при недостаточной смазке и запуске возникает дополнительная сила трения;
  • более низкий в сравнении с другими классами подшипников КПД;
  • при производстве таких изделий применяют довольно дорогие материалы;
  • при работе, подшипники этого класса могут генерировать излишний шум.

Стандарты подшипников скольжения

Одно из отличий подшипников от других типов деталей, применяемых в промышленности – это то, что они все стандартизированы. Выше было отмечено что на продукцию этого класса действует 60 ГОСТ, и это не считая ТУ и другой нормативной документации.
ГОСТ не только нормирует конструкцию и размеры подшипников, но и порядок их обозначения на чертежах, в спецификациях и другой рабочей документации.

Кроме того, ГОСТ на технические условия подшипников регламентирует параметры допусков и посадок, которые обязаны соблюдать производители.

Маркировка

Маркировка подшипников – это параметры, которые показывают рабочие диаметры изделия (внутренний и внешний), конструктивные особенности. Все эти данные закодированы в наборе цифр и буквенных символов. Порядок кодировки, детальная расшифровка регламентирована в ГОСТах на подшипниковую продукцию. Так, кодировка шариковых и роликовых подшипников однорядных приведена в ГОСТ 3189-89.

В закодированном наименовании подшипника содержатся следующие данные:

  • серия ширины;
  • исполнение;
  • тип изделия;
  • группа диаметров;
  • посадочный диаметр.

Кстати, важно понимать, что на территории нашей страны применяют две системы обозначения подшипников – ГОСТ и ISO.

Пример расшифровки маркировки на подшипниках

Маркировка может быть нанесена на одно из колец. Если подшипник закрытого типа то маркировку наносят на уплотнение или защитном кольце.

Классы точности подшипников

Класс точности подшипника – это показатель, который характеризует максимальные отклонения значения размеров подшипника от номинала.

В некоторых устройствах при выборе подшипника потребитель руководствуется ценой на него, а остальные параметры для него не так критичны. В некоторых других случаях потребитель выбирает подшипник исходя из предельной скорости вращения, при которой не будут, проявляются такие явления, как вибрация и пр. Такие довольно жесткие условия предъявляются к изделиям, работающим на транспорте, станочным узлам, робототехнических комплексов.

В машиностроении существует зависимость между точностью обработки и ее стоимостью. То есть, чем точнее деталь, тем больше ее конечная цена.

Разделение подшипников по точности позволяет подобрать такое изделие, которое будет отвечать требованиям, которые предъявляет проектировщик и в то же время с приемлемой для потребителя ценой.

Класс точности описывает точность производства изделий. Для регулировки этого параметры существуют нормативы, определенные в ГОСТ и ISO. В них определены допуски на все размеры – диаметры, ширину, фаски и пр.

Назначение подшипников качения

Подшипники качения предназначены для поддержки вращающихся валов. Они нашли свое применение в машинах, разного типа, например, в подъемно-транспортных устройствах, технике, применяемой в сельском хозяйстве, судовых двигателях.

Магнитные подшипники

Магнитные подшипники, которые все чаще применяют в различных машинах и механизмах работает на основании принципа магнитной левитации. В результате реализации этого принципа в подшипниковой опоре отсутствует контакт между валом и корпусом подшипника. Существуют активное исполнение и пассивное.

Активные изделия уже в массовом производстве. Пассивные, пока еще находятся на стадии разработки. В них, для получения постоянного магнитного поля применяют постоянные магниты типа NdFeB.

Использование магнитных подшипников предоставляет потребителю следующие преимущества:

  • высокая износостойкость подшипникового узла;
  • применение таких изделий, возможно, в агрессивных средах в большом диапазоне внешней температуры.

Бесконтактный магнитный подшипник

В то же время использование таких узлов влечет за собой некоторые сложности, в частности:

В случае пропадания магнитного поля, механизм неизбежно понесет повреждения. Поэтому для бесперебойной и безаварийной работы проектировщики применяют так называемые страховые подшипники. Как правило, в качестве страховочных применяют подшипники качения. Но они в состоянии выдержать несколько отказов системы, после этого требуется их замена, так будут изменены их размеры.

Создание постояннодействующего, а главное, устойчивого, магнитного поля сопряжено с созданием больших и сложных систем управления. Такие комплексы вызывают сложности с ремонтом и обслуживанием подшипниковых узлов.

Излишнее тепловыделение. Оно обусловлено тем, что обмотка нагревается в результате прохождения через нее электрического тока, в некоторых случаях, такой нагрев недопустим и поэтому приходится устанавливать системы охлаждения, что, разумеется, приводит к усложнению и удорожанию конструкции.

Где используются устройства скольжения

На самом деле сложно найти механизм, в котором не установлены подшипники скольжения. Даже на атомных подводных лодках, на подшипниках этого типа устанавливают гребные валы. Подшипники скольжения нашли широкое применение в станкостроении. В частности, в них устанавливают валы, по которым перемещается суппорт, резцедержатель и другие составные части станка.

Классификация подшипников качения

К подшипникам качения относят:

  • шариковые;
  • роликовые,
  • упорные и многие другие.

Все они характеризуются высокими параметрами износостойкости и возможностью работы в условиях разнонаправленных нагрузок – осевых и радиальных.

Характеристики подшипников качения

К основным характеристикам подшипников качения можно отнести следующие:

Угловая скорость, подшипники качения могут показывать высокие значении этой скорости, особенно если сепараторы выполнены из цветного металла или полимеров.

Перекос вала. Допустимо то, что перекос может достигать от 15’ до 30’. Кроме того, подшипники качения способны воспринимать небольшие осевые усилия. Она не должна превышать 70% от неиспользуемой радиальной грузоподъемности.

Подшипники качения показывают минимальные потери на трение.

Каталог импортных подшипников FAG, INA, SKF, NSK, TIMKEN и др.

В мировой экономике подшипниковая отрасль занимает отдельное место, во много это обусловлено значимостью продукции ей выпускаемой.

В нашей стране такую продукцию выпускают на специализированных подшипниковых заводах. Но, в последнее время существенно увеличен импорт подшипников из рубежа. Их поставляют из разных стран мира – США, КНР, Германии и пр.

Для ознакомления с номенклатурой поставляемой продукции достаточно ознакомиться с каталогами подшипников, которые предлагают потребителям зарубежные производители — FAG, INA, SKF, NSK, TIMKEN и многие другие. Достаточно одного взгляда и можно понять всю величину номенклатуры предлагаемых подшипников.

Но при заказе импортной продукции необходимо понимать, что подшипники, поступающие из-за границы, должны соответствовать требованиям наших нормативов и иметь документы, подтверждающие их качество и безопасность в эксплуатации. Подшипники очень часто поделывают. Рекомендуем покупать подшипники только у авторизированных поставщиков.

Основные характеристики подшипников

Технические характеристики подшипников позволяют определять степень пригодности изделия для выполнения конкретных задач. Все основные параметры учитываются производителями при производстве и регламентируются действующими нормативными документами. К таковым можно отнести следующие характеристики, которые мы постараемся рассмотреть более подробно.

Вес и размер

Как правило, вес подшипника учитывается в килограммах, если речь идет о больших изделиях, и в граммах – если изделие отличается своей миниатюрностью.

Размер принято обозначать следующей формулой dxDxh:

d – внутренний диаметр отверстия;

h – ширина подшипника;

D – диаметр наружного кольца.

Тип

Различают два основных типа: подшипники скольжения и подшипники качения. Они различаются воспринимаемыми нагрузками и их направлением, наличием тел качение и смазочных составов, материалами изготовления и рядом специфических конструктивных особенностей.

Так, в подшипниках качения используются шарики, ролики, за счет которых и происходит вращение двух колец (внешнего и внутреннего). В подшипниках скольжения тел качения нет, их заменяют смазывающие составы, которые располагаются между двумя кольцами.

Скорость вращения

В данном случае различают номинальную и предельную скорость. Первая величина характеризует такой скоростной режим, при котором отсутствует перегрев подшипника. Вторая величина указывает допустимый предел вращения, при котором не произойдет разрушение изделия. Два этих показателя нужно учитывать при выборе оптимального варианта для использования в конкретных механизмах при определенных условиях.

Трение

Величина, указывающая потери передаваемой через подшипник энергии к движущимся элементам механизма. Для уменьшения этого показателя для изготовления отдельных частей подшипников используются специальные композитные материалы, а также применяются смазочные составы.

Грузоподъемность

Различают динамическую и статическую величины. Динамическая грузоподъемность характеризует нагрузку на подшипник в движении, при которой изделие отрабатывает свой установленный производителем ресурс без выхода из строя. Статическая грузоподъемность – это максимальная нагрузка, при которой подшипник в покое не подвергается деформации.

Также различают радиальную и осевую нагрузки, которые оказывают воздействие в зависимости от направления силы действия на подшипник.

Материал изготовления

В большинстве случаев в качестве основных материалов применяют нержавеющую или подшипниковые марки стали, полимерные составы, керамику, латунь. От них зависят и основные характеристики изделий.

Ресурс

Продолжительность выполнения своей функции на протяжении определенного срока. Как правило, базовый ресурс подшипников составляет 6 млн. оборотов. Но, реальный может быть несколько меньше, так как в процессе работы на подшипниковое изделие оказывает влияние окружающие факторы: температура, влажность, наличие загрязнений и т.д.

Внутренний зазор

Величина, характеризующая люфт внутренних частей подшипника. Регламентируется для каждой разновидности изделия отдельно.

Класс точности

Это сборное понятие, в которое включены технические параметры подшипника, указанные в регламентах на каждый тип изделий. Сюда входят не только нормативы габаритов, но и точность вращательных движений при определенных скоростных режимах.

Обозначения

Существуют множество специальных обозначений, которые указывают на определенные характеристики подшипников. Отметим, что зарубежные обозначения отличаются от российских. Поэтому этот фактор нужно учитывать при подборе аналогов.

Ссылка на основную публикацию