Подшипники качения, конструкция и классификация

Применение подшипников качения позволило заменить трение скольжения трением качения. Трение качения существенно меньше зависит от смазки. Условный коэффициент трения качения близок к коэффициенту жидкостного трения в подшипниках скольжения (f = 0,0015 – 0,006). При этом упрощается система смазки и обслуживание подшипников, уменьшается возможность разрушения при кратковременных перебоях в смазке.

К недостаткам их следует отнести:

- отсутствие разъёмных конструкций;

- сравнительно большие радиальные размеры;

- ограниченная быстроходность;

- низкая работоспособность при вибрационных и ударных нагрузках и при работе в агрессивных средах.

Классификация:

По форме тел качения она разделяются на шариковые и роликовые, игольчатые;

По направлению воспринимаемой нагрузки – на радиальные, упорные, радиально-упорные и упорно-радиальные.

По нагрузочной способности (или по габаритам) подшипники разделяют на семь серий диаметров и ширин: сверхлёгкую, особо лёгкую, лёгкую, лёгкую широкую, среднюю, среднюю широкую и тяжёлую;

по классам точности: 0 (нормального класса), 6 (повышенного), 5 (высокого), 4 (особо высокого) и 2 (сверхвысокого).

Все подшипники качения изготовляют из высокопрочных сталей с термообработкой, обеспечивающей высокую твёрдость.

Большое влияние на работоспособность подшипника оказывает качество сепаратора. Вообще-то установка сепаратора значительно уменьшает потери на трение. Большинство сепараторов выполняют штампованными из стальной ленты. При повышенных окружных скоростях (более 10 – 15 м/с) применяют массивные сепараторы из латуни, бронзы, дюралюминия или пластмассы.

Каждый тип подшипника имеет свой номер. Последние две цифры номера используются для обозначения внутреннего диаметра. Например: если номер подшипника 208, то его внутренний диаметр равен 08 х 5 = 40 мм).

23.Основные критерии работоспособности и расчёта.

Можно отметить следующие основные причины потери работоспособности подшипников качения:

- усталостное выкрашивание наблюдается у подшипников после длительного времени их работы в нормальных условиях;

- износ наблюдается при недостаточной защите от абразивных частиц. Износ является основным видом разрушения подшипников автомобильных, тракторных, горных, строительных и многих пободных машин;

- разрушение сепараторов даёт значительный процент выхода из строя подшипников качения, особенно быстроходных;

- раскалывание колец и тел качения связано с ударными и вибрационными перегрузками, неправильным монтажом, вызывающим перекосы колец, заклинивание и т.п. При нормальной эксплуатации этот вид разрушения не наблюдается;

- остаточные деформации на беговых дорожках в виде лунок и вмятин наблюдаются у тяжелонагруженных тихоходных подшипников.

Современный расчёт подшипников качения базируют только на двух критериях:

1) расчёт на статическую грузоподъёмность по остаточным деформациям;

2) расчёт на ресурс (долговечность) по усталостному выкрашиванию. Расчёты по другим критериям не разработаны, так как эти критерии связаны с целым рядом случайных факторов, трудно поддающихся учёту.

При проектировании машин подшипники качения не конструируют и не рассчитывают, а подбирают из числа стандартных по условным формулам. Методика подбора стандартных подшипников также стандартизирована.

Различают подбор подшипников по динамической грузоподъёмности для предупреждения усталостного разрушения (выкрашивание) и по статической грузоподъёмности для предупреждения остаточных деформаций.

24. Выбор подшипников по динамической грузоподъёмности С (по заданному ресурсу или долговечности) выполняют при частоте вращения . При n от 1 до 10 мин^-1 в расчёт принимают n = 10 мин^-1.

Условие подбора:

С (потребная) С (паспортная).

Паспортная динамическая грузоподъёмность С – это такая постоянная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение 1 млн. оборотов без появления признаков усталости не менее чем у 90% из определённого числа подшипников, подвергшимся испытаниям. Значения С приведены в каталогах на подшипники. Динамическая грузоподъёмность и ресурс связаны эмпирической зависимостью

или ,

где L – ресурс, млн. оборотов; Р – эквивалентная нагрузка; р = 3 для шариковых и р = 10/3 3,33 для роликовых подшипников; а₁ – коэффициент надёжности; а₂ – обобщённый коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации.

При малых ресурсах ограничивают 0,5С, иначе возможно неусталостное разрушение.

Если частота вращения n постоянна, номинальную долговечность (ресурс) удобнее считать в часах: .