Подшипники качения. Общая характеристика подшипников

ЛЕКЦИЯ 8, 9

Краткое содержание

Общая характеристика подшипников. Классификация подшипников.Подшипники качения.Причины поломок и критерии работоспособности подшипников качения.Подбор подшипников качения. Подшипники скольжения.

Опоры валов и осей

Общая характеристика подшипников

Подшипники служат опорами для валов. Они воспринимают нагрузки, приложенные к валу, и передают их на раму машины. Назначение подшипника состоит в том, что он должен обеспечить надёжное и точное соединение вращающейся (вал, ось) детали и неподвижного корпуса.

Классификация подшипников

По виду трения

· подшипники качения (трение качения);

· подшипники скольжения (трение скольжения).

Подшипники качения

Принцип их конструкции заключается в наличии между валом и корпусом группы одинаковых круглых тел, называемых телами качения. Подшипник выполняется как самостоятельная сборочная единица, состоящая из наружного и внутреннего колец, между которыми и помещены тела качения.

Достоинства подшипников качения:

· низкое трение, низкий нагрев;

· экономия смазки;

· высокий уровень стандартизации;

· экономия дорогих антифрикционных материалов.

Недостатки подшипников качения:

· высокие габариты (особенно радиальные) и вес;

· высокие требования к оптимизации выбора типоразмера;

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

Подшипники качения классифицируются по следующим основным признакам:

· форма тел качения;

Это могут быть шарики, ролики (короткие толстые либо длинные иглообразные), конические ролики, бочкообразные, спиралевидные пружины.

· габариты (осевые и радиальные);

· точность выполнения размеров;

· направление воспринимаемых сил.

По форме тел качения подшипники делятся на:

· шарикоподшипники (быстроходны, способны к самоустановке за счёт возможности некоторого отклонения оси вращения);

самоустанавливающийся

радиально-упорные: однорядный многорядный

радиальный

·

самоустанавливающийся

Конический

Игольчатый

По радиальным габаритам подшипники сгруппированы в семь серий:

По осевым габаритам подшипники сгруппированы в четыре серии:

По воспринимаемым силам все подшипники делятся на четыре группы. Вычислив радиальную F_r и осевую F_a реакции опор вала, конструктор может выбрать:

• Радиальные подшипники (если F_r << F_a), воспринимающие только радиальную нагрузку и незначительную осевую. Это цилиндрические роликовые (если F_a = 0) и радиальные шариковые подшипники.
• Радиально-упорные подшипники (если F_r > F_a), воспринимающие большую радиальную и меньшую осевую нагрузки. Это радиально-упорные шариковые и конические роликовые с малым углом конуса.
• 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. Это упорные шариковые и упорные роликовые подшипники. Они не могут центрировать вал и применяются только в сочетании с радиальными подшипниками.

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 HRC 60 ¸ 65, а у шариков немного больше – HRC 62 ¸ 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.