Основные типы подшипников качения

ЛЕКЦИЯ 10

Подшипники качения

Общие сведения

Подшипник качения представляет собой готовый узел, основным элементом которого являются тела качения - шарики или ролики, установленные между кольцами и удерживаемые на определенном расстоянии друг от друга обоймой, называемой сепаратором (рис. 21.6) 1 – наружное кольцо; 2 – внутреннее кольцо; 3 – шарик; 4 - сепаратор.

В процессе работы тела качения катятся по беговым дорожкам колец, одно из которых в большинстве случаев неподвижно. Распределение нагрузки между несущими телами качения неравномерно (рис. 21.7) и зависит от величины радиального зазора в подшипнике и от точности геометрической формы его деталей.

Рис. 21.6. Рис. 21.7. Рис. 21.8.

В отдельных случаях для уменьшения радиальных размеров подшипника кольца отсутствуют (рис. 21.8, блок зубчатых колес на подшипниках с игольчатыми роликами) и тела качения катятся непосредственно по цапфе и корпусу.

Подшипники качения широко распространены во всех отраслях машиностроения. Они стандартизованы и изготовляются в массовом производстве на ряде крупных специализированных заводов.

Достоинства и недостатки подшипников качения

Достоинства: 1. Сравнительно малая стоимость вследствие массового производства подшипников.

2. Малые потери на трение и незначительный нагрев. Потери на трение при пуске и установившемся режиме работы практически одинаковы.

3. Высокая степень взаимозаменяемости, что облегчает монтаж и ремонт машин.

4. Малый расход смазки.

5. Не требуют особого внимания и ухода.

Недостатки: 1. Высокая чувствительность к ударным и вибрационным нагрузкам вследствие большой жесткости конструкции подшипника.

2. Малонадежны в высокоскоростных приводах из-за чрезмерного нагрева и опасности разрушения сепаратора от действия центробежных сил.

3. Сравнительно большие радиальные размеры.

4. Шум при больших скоростях.

Классификация подшипников качения и их маркировка

Подшипники качения классифицируют по следующим основным признакам:

- по форме тел качения (рис. 21.9) - шариковые (а) и роликовые, причем последние могут быть с цилиндрическими (б), коническими (в), бочкообразными (г), игольчатыми (д) и витыми (е) роликами;

- по направлению воспринимаемой нагрузки - радиальные, радиально-упорные, упорно-радиальные и упорные;

- по числу рядов тел качения - однорядные и многорядные;

- по способности самоустанавливаться - несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся (сферические);

- по габаритным размерам - на серии.

Для каждого типа подшипника при одном и том же внутреннем диаметре имеются различные серии, отличающиеся размерами колец и тел качения. В зависимости от размера наружного диаметра подшипника серии бывают: сверхлегкие, особо легкие, легкие, средние и тяжелые.

Рис. 21.9. Тела качения подшипников

В зависимости от ширины подшипника серии подразделяются на особо узкие, узкие, нормальные, широкие и особо широкие.

Подшипники качения маркируют нанесением на торец колец ряда цифр и букв, условно обозначающих внутренний диаметр, серию, тип, конструктивные разновидности класс точности и др.

Основные типы подшипников качения

Шариковый радиальный подшипник (рис. 21.10, а) является самым распространенным подшипником в машиностроении. Он дешев, допускает перекос внутреннего кольца относительно наружного до 0°10'. Предназначен для радиальной нагрузки. Имея желобчатые дорожки качения, может воспринимать и осевую нагрузку. Обеспечивает осевое фиксирование вала в двух направлениях. При одинаковых габаритных размерах работает с меньшими потерями на трение и при большей угловой скорости вала, чем подшипники всех других конструкций.

Шариковый радиальный сферический подшипник (рис. 21.10, б) предназначен для радиальной нагрузки. Одновременно с радиальной может воспринимать небольшую осевую нагрузку и работать при значительном (до 2-3°) перекосе внутреннего кольца относительно наружного. Способность самоустанавливаться определяет область его применения.

Роликовый радиальный подшипник со сферическими роликами (рис. 21.10, в) имеет ту же характеристику, что и шариковый сферический, но обладает наибольшей грузоподъемностью из всех других подшипников таких же габаритных размеров.

Роликовый радиальный подшипник с короткими цилиндрическими роликами (рис. 21.10, г) воспринимает только радиальную нагрузку. Допускает осевое взаимное смещение колец. Применяется для коротких жестких валов, а также в качестве «плавающих» опор (для валов шевронных шестерен и др.). Грузоподъемность его составляет в среднем 1,7 от грузоподъемности шарикового радиального.

Роликовый радиальный подшипник с игольчатыми роликами (рис. 21.10, д) воспринимает только радиальную нагрузку. При сравнительно небольших габаритных размерах обладает высокой радиальной грузоподъемностью.

Шариковый радиально-упорный подшипник (рис. 21.10, е) предназначен для комбинированных (радиальных и осевых) или чисто осевых нагрузок. Подшипники, смонтированные попарно, воспринимают осевые силы, действующие в обоих направлениях. Применяются для жестких валов при большой частоте вращения.

Роликовый конический подшипник (рис. 21.10, ж, з) воспринимает одновременно радиальную и осевую нагрузки. Применяется при средних и низких скоростях вращения. Обладает большой грузоподъемностью. Удобно регулируется. Не допускает перекоса колец, поэтому требует жестких валов, точной расточки корпусов и тщательного монтажа. Подшипники этого типа, как и предыдущие, устанавливают попарно, они должны быть нагружены осевой силой - внешней или специально созданной при сборке.

Рис. 21.10. Типы подшипников качения

Рис. 21.11. Шариковый упорный подшипник

Шариковый упорный подшипник (рис. 21.10, а) воспринимает одностороннюю осевую нагрузку. При действии осевых сил попеременно в обоих направлениях устанавливают двойной упорный подшипник (рис. 21.10, б). Во избежание заклинивания шариков от действия центробежных сил этот подшипник применяют при средней и низкой частоте вращения.