Упорный подшипник. Типы подшипников

Типы подшипников | Импортсервис

Типы подшипников

Радиальные однорядные шариковые подшипники.

Радиальные шарикоподшипники являются наиболее распространенными подшипниками качения. Применяются практически во всех видах оборудования. Рассчитан на восприятие радиальной нагрузки. Выдерживает небольшие осевые нагрузки. Этот тип подшипника имеет хорошие скоростные качества, но плохо работает при возникновении перекоса валов. Внутренний диаметр может быть от миллиметра  до метра. Нагрузочная способность радиального шарикового подшипника по сравнению с другими типами аналогичного габарита небольшая.

Подшипники выполняются как открытыми, так и закрытыми защитными металлическими шайбами с одной или с обеих сторон, также применяются резиновые уплотнители. Данный тип подшипников выполняется со стальным штампованным сепаратором, с латунным сепаратором, с сепаратором из синтетической смолы (полиамид)  и возможно исполнения без сепаратора.

Радиальные двухрядные шариковые подшипники.

Главная особенность конструкции – наличие сферической поверхности на внешнем кольце, что позволяет ликвидировать главный недостаток однорядного шарикового подшипника – невозможность работы при перекосе или изгибе валов.

Этот тип широко применяется в сельхозтехнике и других отраслях промышленности, где применяются длинные и тонкие валы при небольших нагрузках.

Радиальные роликовые подшипники с короткими цилиндрическими роликами.

Телом качения в этом типе является ролик. Площадь взаимодействия с внешней и внутренней обоймами намного больше, чем в шариковых подшипниках. Как следствие, роликовые подшипники имеют большую нагрузочную способность. Конструктивным недостатком этого типа считается полное отсутствие восприятия осевой нагрузки и при работе с перекосом валов подшипник выходит из строя за короткий промежуток времени. Второй недостаток данной конструкции – плохая работа при больших скоростях вращения. В механических узлах этот тип применяется в паре с другими типами подшипников, которые принимают осевую нагрузку на себя. Радиальные роликовые подшипники используются при малых скоростях вращения и высокой радиальной нагрузке.

Различные типы однорядных цилиндрических роликоподшипников маркируются: NU, NJ, NUP, N, NF, двухрядные соответственно: NNU, NN, в зависимости от конструктивных особенностей. Некоторые цилиндрические роликоподшипники не имеют фланцев на наружном или внутреннем кольце, таким образом, кольца могут иметь осевое смещения относительно друг друга. Могут применяться в качестве подшипника, крепящего свободный конец вала.

Цилиндрические подшипники, в которых одно из колец имеет два борта, а другое лишь один, воспринимает осевые нагрузки в одном направлении.

Двухрядные цилиндрические подшипники имеют высокую радиальную жесткость и применяются в первую очередь в точных машинах.

Устанавливаемые сепараторы в основном стальные и латунные, реже используются сепараторы из полиамида.

Подшипники типа NU имеют два борта на наружном кольце, составляющих с кольцом единое целое, и внутреннее кольцо без бортов. Сочетание подшипника NU в сочетание с фасонным кольцом HJ может обеспечить одностороннюю осевую фиксацию положения вала. Не рекомендуется устанавливать фасонные кольца на обеих сторонах подшипника типа NU, так как это может привести к сжатию роликов в осевом направлении.

Подшипники типа N имеют два борта на внутреннем кольце.

Подшипники типа NJ имеют два борта на наружном кольце, и один борт на внутреннем кольце, так что может быть обеспечена одностороння фиксация вала. В случаи использования подшипника совместно с фасонным кольцо HJ могут также быть использованы для двухсторонней фиксации положения вала.

Подшипники типа NUP имеют два борта на наружном кольце, составляющие с кольцом единое целое, а внутренне кольцо имеет один борт, и один съемный борт-фланец, что обеспечивает двухстороннюю осевую фиксацию вала подшипником.

Двухрядные сферические роликовые подшипники.

Конструкция двухрядного сферического роликового подшипника объединила в себе все наилучшие технические характеристики двухрядного шарикового подшипника и цилиндрического роликового подшипника. Внутренняя поверхность внешней обоймы – сферическая, что позволяет компенсировать перекосы валов. Тело качения – ролик бочкообразной формы.

Подшипник хорошо работает при больших радиальных неравномерных нагрузках. Некоторые подшипники имеют конические отверстия и могут монтироваться непосредственно на конические и цилиндрические валы с использованием закрепительных втулок. Сепараторы изготавливаются из штампованной стали, латуни и полиамида.

Эта конструкция широко применяется в таких отраслях, как металлургия, горнодобывающая промышленность, тяжелое машиностроение.

Игольчатые подшипники.

Этот тип – аналог радиальных роликовых подшипников. Главное отличие – намного большее соотношение длины ролика и его диаметра (иголка). Восприятие нагрузок — такое же, как и у роликового подшипника. Главное преимущество этого типа – небольшие габариты. В механических узлах, где большие радиальные нагрузки и отсутствуют осевые нагрузки – рекомендуется использование именно этого типа. При этом габариты узла можно уменьшить в несколько раз.

Игольчатые подшипники широко применяются в полиграфии, конвейерных и фасовочных машинах, автомобилестроении

Радиально-упорные шариковые подшипники.

По своей конструкции радиально-упорные шариковые подшипники похожи на радиальные шариковые подшипники. Главное отличие этого типа – это возможность и необходимость одновременной работы при осевой и радиальной нагрузке. Без одновременного наличия обеих нагрузок работа подшипника невозможна. Эта конструкция обладает такими же скоростными характеристиками, как и обычный радиальный шариковый подшипник. Для одновременной работы при осевых нагрузках с разных сторон, подшипники объединяются в группы (дуплексы, триплексы).

Изготавливаются подшипники с четырьмя величинами угла контакта 15°, 25°,30°, 40°. Чем больше угол контакта, тем больше осевые нагрузки способен воспринимать подшипник. Меньший угол контакта предпочтителен для высокоскоростных режимов работы. Обычно устанавливаются спаренными, с правильно подобранным зазором между подшипниками. Сепараторы стальные, латунные и из полиамида.

Двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники являются обычно двумя однорядными радиально-упорными шарикоподшипниками, установленными задним торцом к заднему торцу. кроме того конструктивно исполняются с одним внутренним и одним внешним кольцом, каждое из которых имеет дорожки качения. способны воспринимать осевые нагрузки в обоих направлениях. Этот тип широко применяется в автомобилестроении, производстве станков.

Конические роликовые подшипники.

Эта конструкция подшипника способна одновременно воспринимать большую радиальную и одностороннюю осевую нагрузку (для одиночной установки). Желательна работа при одновременном наличии обеих нагрузок. Тело качения в подшипнике – конический ролик. Устанавливаются, в основном, спаренными, так же, как и однорядные радиально-упорные подшипники. В этом случае необходимый внутренний зазор достигается подбором осевого расстояния между внутренними и внешними кольцами двух противоположных подшипников. Поскольку оба подшипника являются разъемными, монтаж внутренних колец с сепараторами и внешних колец может осуществляться независимо.

В зависимости от величины угла контакта, конические роликоподшипники делятся на три типа: с нормальным, средним и увеличенным углом. Производятся также двух- и четырехрядные конические роликоподшипники.

В основном применяются сепараторы из штампованной стали. Широкое применение эта конструкция нашла в металлургии и тяжелом машиностроении.

Упорные шариковые подшипники

Упорные шариковые подшипники рассчитаны на работу при осевой нагрузке. Наличие радиальной нагрузки недопустимо. У этой конструкции подшипников прекрасные скоростные качества, но невысокая нагрузочная способность.

Одинарные упорные шарикоподшипники состоят из шайбообразных колец с дорожками качения. Кольцо, примыкающее к валу, называется тугим кольцом упорного подшипника (внутреннее кольцо), наружное кольцо по другому называется свободным кольцом.

В двойных упорных шарикоподшипниках добавлено третье кольцо (центральное), явл

impservice.ru

Основные типы подшипников качения.

Основные типы подшипников качения

Шариковый радиальный однорядный подшипник (рис. 1) – самый распространенный в машиностроении тип подшипников качения. Конструкция этого подшипника качения наиболее простая, и подразумевает восприятие, преимущественно, радиальной нагрузки. Благодаря желобкам на внешнем и внутреннем кольцах такие подшипники могут воспринимать и незначительные осевые нагрузки, направленные в ту или иную сторону. Это свойство шариковых однорядных подшипников обычно используется для фиксации вала в осевом направлении. Он дешев в изготовлении, допускает значительный перекос внутреннего кольца относительно наружного (до 0˚10'). При одинаковых габаритных размерах шариковый радиальный однорядный подшипник работает с меньшими потерями на трение и при большей частоте вращения вала, чем любой из других типов подшипников качения.

Шариковый радиальный сферический двухрядный подшипник (рис. 2) предназначен в основном для восприятия радиальной нагрузки. Одновременно он способен воспринимать незначительную осевую нагрузку в обоих направлениях. Особенностью конструкции такого подшипника является то, что дорожка качения на внешнем (наружном) кольце выполнена по сфере. Благодаря этому подшипник способен работать при значительном (до 2˚ и более) перекосе внутреннего кольца относительно наружного. Способность самоустанавливаться и определяет область его применения.

Роликовый радиальный сферических двухрядный подшипник (рис. 3) обладает теми же свойствами, что и шариковый сферический, но обладает наибольшей грузоподъемностью среди всех других подшипников таких же габаритных размеров.

Роликовый радиальный подшипник с короткими цилиндрическими роликами (рис. 4) воспринимает большие радиальные нагрузки, обладает значительно большей грузоподъемностью, чем шариковый радиальный однорядный подшипник такого же размера. Конструкция этого подшипника допускает незначительное осевое смещение колец, но он чувствителен к взаимному перекосу внутреннего и наружного кольца. Такие подшипники устанавливаются на жестких коротких валах при повышенных требованиях к соосности посадочных мест. Применяют в качестве «плавающих» опор (например, для валов шевронных зубчатых колес и т. п.). При необходимости осевой фиксации вала, нагруженного незначительной осевой силой одного направления, применяют подшипники с бортом на наружном кольце (тип 12000, рис. 4, б), а для осевой фиксации в двух направлениях – подшипники с одним бортом на внутреннем кольце и плоским упорным кольцом (тип 92000, рис. 4, в).

Роликовый радиальный игольчатый однорядный подшипник (рис. 5) воспринимает только радиальную нагрузку. При сравнительно небольших радиальных размерах он обладает высокой радиальной грузоподъемностью. Для уменьшения диаметрального размера широко используется без внутреннего кольца. Из-за отсутствия сепаратора характеризуется высокими потерями на трение между иглами и низкими значениями предельных частот вращения. Перекос внутреннего кольца относительно наружного не допустим. Обычно такие подшипники используются для работы в режиме качательного движения.

Шариковый радиально-упорный однорядный подшипник (рис. 6) предназначен для восприятия комбинированных (радиальных и осевых) нагрузок. Способность воспринимать осевую нагрузку зависит от угла контакта α = 5…45˚; с увеличением угла контакта возрастает воспринимаемая подшипником односторонняя осевая нагрузка. Подшипники, смонтированные попарно, воспринимают осевые силы, действующие в обоих направлениях. При монтаже такие подшипники требуют регулировки осевого зазора. Сепараторы для шариковых радиально-упорных однорядных подшипников обычно выполняют массивными, способными прочно и точно удерживать шарики относительно колец.

Роликовый конический подшипник (рис. 7 и 8) воспринимает одновременно радиальную и одностороннюю осевую нагрузки. Обладает большой грузоподъемностью. По применению в машиностроении стоит на втором месте после шариковых радиальных однорядных подшипников. Такие подшипники очень чувствительны к взаимному перекосу наружного и внутреннего колец, а при монтаже требуют регулировки осевого зазора. При повышенных требованиях к соосности посадочных мест подшипники устанавливают попарно на жестких коротких валах. Применяются при средних и низких частотах вращения.

Шариковый упорный подшипник (рис. 9, а) воспринимает одностороннюю осевую нагрузку. Для восприятия осевых сил попеременно в обоих направлениях устанавливают двойной упорный подшипник (рис. 9, б). Такие подшипники применяют при средних и малых частотах вращения, поскольку на большой скорости возможно заклинивание шариков между обоймами (кольцами) вследствие значительных центробежных сил.

***

Материалы деталей подшипников

Детали подшипников качения работают в условиях высоких контактных напряжений, поэтому должны иметь повышенную прочность, однородность и твердость. При подборе металла для изготовления подшипников качения большое внимание уделяется его качественным физико-механическим характеристикам и технологической чистоте. Для удаления нежелательных примесей используют вакуумную дегазацию, электрошлаковый и вакуумно-дуговой переплав.

Кольца и тела качения изготовляют из специальных шарикоподшипниковых высокоуглеродистых хромистых сталей марок ШХ15, ШХ15СГ, ШХ15СГ-В и др. Кольца имеют твердость Н = 61…66 HRC, тела качения – Н = 63…67 HRC.

Большое влияние на работоспособность и ресурс подшипника оказывает качество сепаратора. Сепаратор разделяет, направляет и удерживает тела качения, заставляя их перемещаться в строгом порядке, не контактируя между собой. Сепараторы чаще всего штампуют из мягкой углеродистой стали марок 08 КП, 10 КП. Для высокоскоростных подшипников сепараторы выполняют массивными (рис. 10) из текстолита, фторопласта, латуни или бронзы. Материалы перечислены в порядке увеличения быстроходности подшипников. При невысоких скоростях вращения и при качательном движении применяют подшипники без сепараторов (рис. 11).

***

Характер и причины отказов подшипников качения

В результате длительной и интенсивной эксплуатации подшипников нередко имеют место различные поломки, частичные и полные отказы, что приводит к неисправности узла, механизма или машины в целом. Внешними признаками нарушения работоспособности подшипников являются: потеря точности вращения, повышение шума и вибрации, повышенное сопротивление вращению. Наиболее характерные причины поломок подшипников качения приведены ниже.

Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей тел качения и дорожек качения колец является основным видом разрушения подшипников при хорошем смазывании и защите от попадания абразивных частиц.

Усталостное выкрашивание проявляется образованием на рабочих поверхностях деталей подшипника дефектов в виде крохотных раковин, щербинок или отслоений (шелушений). Причиной появления таких дефектов является циклическое контактное напряжение, которое вызывает наиболее негативные последствия в условиях хорошей смазки узла.

Циклические контактные напряжения характеризуются образованием в зоне контакта деталей микроскопических трещин, которые при цикле нагружения заполняются смазочным материалом. При снятии нагрузки (при цикле разгружения) смазочный материал не полностью вытесняется из трещины, и при последующем цикле нагружения создает своеобразный клиновый эффект, способствующий прогрессивному развитию микротрещины. В результате от поверхности металла откалывается крохотная чешуйка и образуется раковина или щербинка.

При длительной работе подшипника в описанных выше условиях зона поражения усталостным выкрашиванием может достигать значительных размеров, охватывая всю поверхность рабочей дорожки или тела качения. Это приводит к шуму и вибрациям при работе узла, а в дальнейшем возможен полный отказ механизма.

Смятие рабочих поверхностей дорожек и тел качения (образование лунок и вмятин) вследствие местных пластических деформаций под действием вибрационных, ударных или значительных статических нагрузок.

Абразивное выкрашивание имеет место при плохой защите подшипника от попадания абразивных частиц. Для устранения негативных последствий абразивного износа применяют специальные уплотнения, предотвращающие попадание внутрь подшипника посторонних частиц. Это позволяет значительно увеличить ресурс подшипников качения, которые работают в условиях возможного загрязнения. Для подшипников, работающих в конструкции закрытых агрегатов или редукторов этот вид разрушений менее актуален, чем усталостное выкрашивание или смятие рабочих поверхностей.

Разрушение сепараторов от действия центробежных сил и воздействия на сепаратор разноразмерных тел качения иногда имеет место в быстроходных подшипниках. Центробежные силы, стремящиеся отбросить тела качения к внешнему кольцу подшипника, пропорциональны квадрату частоты вращения и достигают внушительных значений, поэтому способны разорвать нежные перегородки сепаратора.

Разрушение колец и тел качения вследствие перекосов колец или вследствие перегрузок ударного характера (скалывание бортов, раскалывание колец и др.). Этот тип отказа подшипников обычно возникает из-за отклонений от номинального режима работы узла или всего механизма, поэтому его предотвращение возможно только увеличением общего запаса прочности подшипника.

***

Статьи по теме "Подшипники качения":

Общие сведения о подшипниках каченияРасчет и подбор подшипников каченияПримеры решения задач на подбор подшипниковКонструирование подшипниковых узловОбозначение и маркировка импортных подшипников

k-a-t.ru

Упорный подшипник | типы, классификации и разновидности упорных подшипников

Подшипники, можно назвать как техническое устройство, которое служит в виде опоры, для вращающихся валов и осей. Подшипники способны принимать осевые и радиальные нагрузки, которые непосредственно воздействуют на вал или ось, с последующей передачей на корпус, раму или же иные части конструкции.

В тоже время, подшипник должен удерживать вал в пространстве, давать возможность валу свободно вращаться, качаться или способствовать свободному линейному перемещению и с минимальной, энергопотерей. Качество подшипника влияет на КПД (коэффициент полезного действия), работоспособность ну и конечно на долговечность самой машины.

В зависимости от принципа работы, подшипники делятся на такие типы как:

• газостатические подшипники;
• качения подшипники;
• газодинамические подшипники;
• подшипники скольжения;
• гидростатические подшипники;
• подшипники гидродинамические;
• подшипники магнитные.

Но в машиностроении, в основном, применяют подшипники качения и скольжения. Подшипник качения, состоит из двух колец и сепаратора, который и отделяет между собой кольца. По внутренней части наружного кольца и наружной части внутреннего кольца, выполнен желобок, — дорожка для качения, по которым катаются тела качения, в то время когда подшипник находиться в работе.

Классификация подшипников качения проводится на основе таких признаков:

Тела качения бывают:

• Шариковые;
• Роликовые;

По восприятию нагрузки:

• Радиальные подшипники;
• Подшипники Радиально-упорные;
• Упорно-радиальные подшипники;
• Подшипники упорные;
• Линейные подшипники;

По имеющему количеству рядов для тел качения:

• Однорядные подшипники;
• Двухрядные подшипники;
• Многорядные подшипники;

По возможной способности компенсировать имеющие перекосы валов:

• Самоустанавливающиеся;
• Несамоустанавливающиеся.

Машин, в которых бы не было вращающихся частей, очень мало. Части, такие как колеса, рычаги и барабаны, валы и оси и т.д., в любом случае присутствуют. Такими сведениями, должны обладать непременно те, кто имеет дело с автомобильным транспортом. Как уже известно, любая машина требует за собой достаточного ухода, ну и, наверное, многие, не догадываются, что опорные подшипники, в обязательном порядке нужно менять! Есть и другой вид — подшипники упорные, которые очень широко применяют в энергетике, металлургии, горнодобывающей промышленности. Особенность такого вида подшипников является конструкция, которая позволяет повысить скоростные качества, но и в тоже время, она не позволяет выдерживать более высокие нагрузки.

Упорные подшипники имеют свое целевое предназначение. Очень часто их используют в колёсах автомобилей и центрифугах, также используют в шпинделях и червячных редукторах, и не только. Радиально упорный подшипник, широко применяют в разных промышленных сферах, таких как: машиностроении и автомобилестроении, химической промышленности ну и в станкостроении. Радиально-упорный подшипник качения имеет конструкцию, которая состоит из: кольца внутреннего и наружного, тел качения. Тела качения у этого вида подшипников, могут иметь две формы, форму шара или конического ролика.

По самим телам качения, радиально-упорные подшипники, можно поделить на, роликовые (конические) и шариковые. Такой тип подшипников, отличается способностью воспринимать сразу два вида нагрузки (комбинированные нагрузки), а именно, радиальные и осевые. Максимально допустимая величина нагрузки, осевая или радиальная, зависит напрямую от угла точки соприкосновения тел качения, с дорожками качения. Наибольшее распространение, в об­ще­тех­ни­че­ских от­рас­лях, имеют од­но­ряд­ные и двух­ряд­ные, возможно использования и подшипники ша­ри­ко­вые ра­ди­аль­но-упор­ные, которые имеют че­ты­рех­то­чеч­ный кон­так­т.

Од­но­ряд­ные и двух­ряд­ные ша­ри­ко­вые подшипники ра­ди­аль­но-упор­ные, могут выпускаться как от­кры­ты­ми, так и на оборот, за­щит­ны­ми шайбами ме­тал­ли­че­ски­ми ну или кон­такт­ны­ми уплот­не­ни­я­ми. Под­шип­ни­ки, которые имеют че­ты­рех­то­чеч­ный кон­так­т, имеют разъёмные внут­рен­ни­е или наружные коль­ца и пред­на­зна­че­ны они больше для вос­при­я­тия нагрузок осе­вых. Обычно, ша­ри­ко­вые ра­ди­аль­но-упор­ные под­шип­ни­ки, сепараторы которых вы­пол­ня­ют­ из стекло-наполненного по­ли­ами­да, так­же вполне воз­мож­ны выполнение со стальным штам­по­ван­ны­м сепаратором, ну или ла­тун­ны­м точеным.

Роликовые конические радиально-упорные подшипники, имеют способность одновременно воспринимать два вида нагрузки, радиальные и осевые. Но, имеют значительно низкую допустимую частоту вращения, по отношению к подшипникам, которые имеют ролики, выполненные в виде цилиндра (цилиндрические). Способность принимать осевые нагрузки определяют углом конусности, которое имеет внешнее кольцо. При увеличении угла конусности, действующая осевая нагрузка, значительно увеличивается за счет того что радиальная уменьшается. При использовании таких подшипников категорически не допускается перекос оси вала и гнёзд опор, в которые они устанавливаются.

Роликовые подшипники радиально-упорные конические могут быть изготовлены таких типов как:

• 7000 – основная номенклатура;
• 27000 – с большим углом конусности;
• 97000 – двухрядные и
• 77000 – четырехрядные.

Типы 7000 и 27000, предназначены и применяются для восприятия осевых и радиальных нагрузок но, односторонних. Подшипники такого типа, требуют регулировку осевых зазоров и по одинокий монтаж внешних колец, не зависимо от того как при установке, так и во время процесса эксплуатации. Подшипники позволяют монтаж с предварительным натягом, но, монтаж производится при условии, что вал размещен на двух подшипниках, конических. Подшипники, принадлежащие типу 97000, имеют способность одновременно воспринимать осевые нагрузки, как двухсторонние, так и радиальные.

При необходимости изменения радиального толи осевого зазора, в подшипнике путём подшлифовывания дистанционного кольца, которое установлено посередине внутренних колец. Радиальная нагрузка, максимально допустимая превышает в 1,7 раз, по сравнению с радиальной нагрузкой у соответствующего однорядного подшипника. Радиальная осевая нагрузка подшипников такого типа, превышать 40% не должна, в отличие от неиспользованной допустимой нагрузки радиальной. Подшипники типа 77000 четырёхрядные, имеют назначение для восприятия небольших двусторонних осевых и больших радиальных нагрузок. Радиальная нагрузка такого подшипника в 3 раза превышает нагрузку у соответственного однорядного подшипника. Нагрузка осевая, превышать 20%, не должна, в отличие от неиспользованной допустимой нагрузки, радиальной.

Для конических подшипников, сепараторы изготавливаются из стали, видами штамповки или точением. По телам качения центрируют сепараторы, и придают форму конических роликов. Упорные подшипники принимают осевую нагрузку. Хорошей способностью принимать осевую нагрузку обладают, шариковые упорно одинарные подшипники, правда, что только, в одном направлении, но двойные подшипники воспринимают нагрузку, осевую, которая способна действовать в обоих направлениях. В тех случаях, когда действует комбинированная нагрузка, на подшипник, в первую очередь стоит выбирать из радиально-упорных роликовых и шариковых подшипников с коническими роликами. Тогда при этом, данная величина нагрузки осевой, воспринимаемой подшипником, полностью зависит от угла точки соприкосновения. Для повышения осевой грузоподъёмности, увеличивают угла контакта в подшипнике.

В тех случаях когда, нагрузка осевая превалирует над нагрузкой радиальной, в таких случаях стоит применять, подшипники радиально-упорные шариковые, которые имеют четырехточечный контакт, также возможно применение упорно-радиальных роликовых сферических. В тех случаях, когда возникает несоосность вала, либо корпуса, это может быть вызвано технологической погрешностью, либо прогибом валов под воздействием рабочих нагрузок, стоит применять шариковые сферические либо роликовые подшипники. Также возможен вариант применения, упорно-радиального подшипника. Для узлов, которые имеют неточности, иногда применяют радиальные шариковые подшипники, которые имеют сферическую поверхность наружного кольца, установленных в сферические отверстия корпуса.

Типы подшипников условное обозначения

myfta.ru

Подшипники скольжения и качения

Подшипники поддерживают вращающиеся оси и валы, воспринимают от них радиальные и осевые нагрузки и сохраняют заданное положение оси вращения вала.

Подшипники классифицируют по виду трения и воспринимаемой нагрузке.

По виду трения различают: подшипники скольжения, у которых опорный участок вала скользит по поверхности подшипника; подшипники качения, у которых трение скольжения заменяют трением качения посредством установки шариков или роликов между опорными поверхностями подшипника и вала.

По воспринимаемой нагрузке различают подшипники: радиальные – воспринимают радиальные нагрузки; упорные – воспринимают осевые нагрузки; радиально-упорные – воспринимают радиальные и осевые нагрузки.

Все типы подшипников широко распространены.

Подшипники скольжения – это опоры вращающихся деталей, работающие при относительном скольжении цапфы по поверхности подшипника.

Достоинства подшипников скольжения:

-     малые габариты в радиальном направлении;

-     возможность работы при высоких скоростях вращения и нагрузках, в воде и в агрессивных средах;

-     обеспечение высокой точности установки валов;

-     малая чувствительность к ударным и вибрационным нагрузкам;

-     незаменимость в случаях, когда по условиям сборки подшипник должен быть разъемным (на шейках коленчатых валов).

Недостатки:

-     выше, чем у подшипников качения, потери мощности на трение;

-     более сложная смазочная система;

-     необходимость использования дефицитных материалов.

Подшипник (рис. 4.1, а) представляет собой втулку из износоустойчивого материала (оловянистые бронзы, алюминиевые бронзы, металлографитовые сплавы и др.). Втулка неразъемного подшипника может быть запрессована непосредственно в стенку корпуса. При возможных перекосах вала подшипник делают самоустанавливающимся (рис. 4.1, б). Подобные подшипники расположены в сочленениях деталей шасси.

В сочленениях деталей системы управления самолетом широко применяют специальные стальные шарнирные подшипники (рис. 4.2).

Смазка и режимы трения. Для смазывания трущихся поверхностей подшипников применяют жидкие, пластичные (густые), твердые и газообразные смазочные материалы. Для уменьшения износа поверхности цапфы и подшипника разделены слоем смазки достаточной толщины, которая больше суммы высот шероховатостей поверхностей (h > RZ1 + RZ2).

При соблюдении этого условия не происходит непосредственного касания и изнашивания трущихся поверхностей. Несущая поверхность масляного слоя очень высока, и он воспринимает передаваемую нагрузку. Сопротивление вращению подшипника в этом случае определяется только внутренним трением в смазочном материале, а коэффициент трения f = 0,001…0,005.

При непрерывном вращении вала с достаточно большой скоростью масло увлекается вращающимся валом, в нем создается гидродинамическое давление, образуется «масляный клин», разделяющий трущиеся поверхности (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Положение шипа в подшипнике

Масло не только смазывает трущиеся детали, но и отводит от них тепло, поэтому в масляную систему (например, авиационного двигателя) входят масляные радиаторы, в которых масло охлаждается.

В условиях полужидкостного трения нарушается непрерывность масляного слоя и в отдельных местах происходит соприкосновение неровностей трущихся поверхностей. Поэтому здесь не исключается изнашивание поверхностей, а только уменьшается его интенсивность (коэффициент полужидкостного трения f = 0,008…0,1).

Подшипники качения состоят из наружного и внутреннего колец, между которыми в сепараторе расположены шарики или ролики. Сепаратор разделяет тела качения, чтобы они не соприкасались.

Применение подшипников качения позволило заменить трение скольжения трением качения. Трение качения существенно меньше зависит от смазки. Условный коэффициент трения качения мал и близок к коэффициенту жидкостного трения в подшипниках скольжения (f = 0,0015…0,006). При этом упрощаются система смазки и обслуживание подшипника.

Преимуществами подшипников качения являются:

-     небольшие потери на трение;

-     взаимозаменяемость, облегчающая монтаж и ремонт подшипниковых узлов;

-     малые пусковые моменты;

-     нетребовательность к смазке и уходу (за исключением случаев, когда от подшипников, например, роторов авиационных двигателей, необходимо отводить тепло).

Недостатками подшипников качения являются:

-     чувствительность к ударам и вибрациям вследствие большой жесткости подшипника;

-     сравнительно большие радиальные габаритные размеры;

-     шум при работе с высокой частотой вращения.

Большая часть вращающихся деталей авиационных конструкций установлена на подшипниках качения.

Классификация. По форме тел качения подшипники разделяют на шариковые и роликовые, по направлению воспринимаемой нагрузки – на радиальные, упорные, радиально-упорные и упорно-радиальные.

Рис. 4.4. Подшипники качения

Радиальные шариковые подшипники (рис. 4.4, 1) – наиболее простые и дешевые. Они допускают небольшие перекосы вала (до 1/4°) и могут воспринимать осевые нагрузки, но меньшие радиальных. Эти подшипники широко распространены в машиностроении.

Радиальные роликовые подшипники (рис. 4.4, 4) благодаря увеличенной контактной поверхности допускают значительно большие нагрузки, чем шариковые. Однако они не воспринимают осевые нагрузки и плохо работают при перекосах вала. В роликовых цилиндрических и конических подшипниках с комбинированными (бочкообразными) роликами концентрация нагрузки от неизбежного перекоса вала существенно снижается. Аналогичное сравнение можно провести и между радиально-упорными шариковыми (рис. 4.4, 3) и роликовыми (рис. 4.4, 5) подшипниками.

Самоустанавливающиеся шариковые (рис. 4.4, 2) и роликовые (рис. 4.4, 6) подшипники применяют в тех случаях, когда допускают значительный перекос вала (до 2…3°). Они имеют сферическую поверхность наружного кольца и ролики бочкообразной формы. Эти подшипники допускают небольшие осевые нагрузки.

Применение игольчатых подшипников (рис. 4.4, 7) позволяет уменьшить габариты (диаметр) при значительных нагрузках. Упорный подшипник (рис. 4.4, 8) воспринимает только осевые нагрузки и плохо работает при перекосе оси.

По нагрузочной способности (ширине и наружному диаметру) подшипники разделяют на семь серий – от сверхлегкой до тяжелой; по классам точности – нормального класса (0), повышенного (6), высокого (5), особо высокого (4) и сверхвысокого (2). Класс точности подшипника назначают в зависимости от требований к сборочной единице. Чаще применяют дешевые подшипники класса 0. Для авиационных конструкций с тяжелыми условиями работы (например, для роторов авиационных двигателей) используют подшипники повышенных классов точности.

Применение в авиационных конструкциях. Шарикоподшипники в среднем быстроходнее в отличие от роликовых (цилиндрических) и способны воспринимать осевые нагрузки, но их грузоподъемность на 30-40 % ниже.

Радиально-упорные шарикоподшипники применяют для самых ответственных узлов авиационных конструкций, например, для роторов двигателей, воздушных винтов самолетов, несущих и рулевых винтов вертолетов. Для повышения работоспособности подшипников их часто выполняют с четырехточечным контактом шариков, для чего внутреннее (или внешнее) кольцо делают двойным.

Конические роликоподшипники одинаково пригодны для радиальных и осевых нагрузок при средних скоростях вращения. Их применяют в частности для колес шасси (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Конические роликоподшипники

Шариковые самоустанавливающиеся подшипники используют в качестве опор длинных валов, перекос которых неизбежен.

Игольчатые подшипники непригодны при средних и высоких скоростях вращения вала. Эти подшипники применяют в некоторых сочленениях авиационных конструкций при качательном движении (например, подшипники рычагов клапанов поршневых двигателей).

Упорные шариковые и роликовые подшипники способны воспринимать большие осевые нагрузки при малых скоростях вращения. Они используются, например, во втулках воздушных винтов. Воспринимая огромные центробежные силы лопасти, подшипник позволяет поворачивать лопасть при изменении шага винта.

Кольца и тела качения подшипников изготавливают из высокоуглеродистых хромистых сталей и закаливают до высокой твердости. Подшипники турбин ГТД делают из жаропрочных сталей. Это связано с тем, что после выключения двигателя прекращается прокачка масла через подшипники, и они сильно нагреваются (до 300° и более) за счет тепла, постепенно переходящего к ним от раскаленных лопаток и диска турбины.

Обозначения. В условных обозначениях приводят внутренний диаметр подшипника, его серию, тип, конструктивные особенности и класс точности.

Две первые цифры справа указывают внутренний диаметр d. Для подшипников с d = 20…495 мм диаметр определяют умножением двух крайних цифр в обозначении на 5. Третья цифра справа указывает серию: подшипник особо легкой серии – 1, легкой – 2, средней – 3, средней широкой – 6, тяжелой – 4 и т.д. Четвертая цифра справа характеризует тип подшипника: радиальный шариковый – 0 (в обозначении нуль опускают), радиальный шариковый сферический – 1, роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами – 2, роликовый радиальный со сферическими роликами – 3, шариковый радиально-упорный – 6, роликовый конический – 7 и т.д. Например, подшипник 308 – шариковый радиальный средней серии с d = 40 мм; подшипник 7216 – роликовый конический легкой серии с d = 80 мм.

Пятая и шестая цифры в обозначении подшипника отражают его конструктивные особенности (наличие защитных шайб, упорных буртов или канавок на наружном кольце и др.). Цифры 6, 5, 4, 2, указывающие класс точности подшипников, ставят через тире перед обозначением, нуль не пишут.

Повреждения подшипников. Подшипники выходят из строя вследствие усталостного выкрашивания, абразивного изнашивания при попадании пыли или пластических деформаций при перегрузках. Усталостное выкрашивание является наиболее распространенным видом разрушения подшипников при длительной работе. Интенсивность абразивного изнашивания можно уменьшить за счет применения совершенных уплотнителей и надлежащей очистки масла.

Наблюдается также разрушение сепараторов от центробежных сил и действия тел качения. Раскалывание колец и тел качения происходит при их работе с сильными ударами, при перекосах.

Расчет подшипников качения. Выполняют расчет подшипников на долговечность по усталостному выкрашиванию и на предотвращение возникновения пластических деформаций.

При постоянном режиме расчет подшипников ведут по эквивалентной динамической нагрузке с учетом характера и направления действующих сил. Принимают такую эквивалентную нагрузку, при которой обеспечивается та же долговечность подшипника, что и в действительных условиях нагружения.

Для радиальных и радиально-упорных

Р = (XVFr + YFa) KбKТ,                              (4.1)

где Fr, Fa – соответственно радиальная и осевая нагрузки на подшипник, Н;

Х, Y – коэффициенты соответственно радиальной и осевой нагрузок;

V – коэффициент вращения: при вращении внутреннего кольца V = 1, наружного – V = 1,2;

Кб – коэффициент безопасности: Кб = 1 при спокойной нагрузке,     Кб = 2,5…3 при сильных ударах;

КТ – температурный коэффициент, при нагреве подшипникового узла до 125° С КТ = 1.

Грузоподъемность подшипников характеризуется базовой динамической грузоподъемностью С и базовой статической грузоподъемностью С0.

Под базовой динамической грузоподъемностью подшипника понимают радиальную или осевую нагрузку, которую он может выдержать при долговечности в 1 млн. оборотов. Базовой считают долговечность при 90-процентной надежности.

Расчетная долговечность выражается числом его оборотов L (в миллионах) или часов работы LH, при которых на рабочих поверхностях у 90 % подшипников из партии не должно появляться признаков усталости металла (выкрашивания, отслаивания).

Долговечность подшипника определяют по эмпирическим зависимостям:

  и  ,                                (4.2)

где С – динамическая грузоподъемность подшипника, кН;

Р – динамическая эквивалентная нагрузка, кН;

р – показатель степени, равный 3 для шарикоподшипников и 10/3 для роликоподшипников;

n – частота вращения подшипника, мин-1.

Подбор подшипников. В конструкциях самолета, в отличие от конструкций в машиностроении, шарикоподшипники работают, как правило, с небольшими скоростями вращения. Поэтому их подбирают не по допускаемым нагрузкам и по сроку службы, а по разрушающим нагрузкам. Заделка подшипников осуществляется сплошной завальцовкой обкатыванием шариком без проточки и с проточкой в детали, обжатие пуансоном – без проточки в детали в шести или восьми точках, обжатие пуансоном – в шести и восьми точках по специальной проточке в детали, установкой пружинных упорных колец – в специальную канавку в детали.

Вид заделки зависит от предела прочности материала и от диаметра подшипника и берется по ГОСТ. Посадки под подшипники также задаются ГОСТ.

www.mehanica-kvs.narod.ru

• 
  Тип двигателя
• 
  Эксплуатация очистных сооружений
• 
  Монтаж крана мостового
• 
  Монтаж мостового крана
• 
  Характеристика двигателя
• 
  Рулевое управление автомобиля
• 
  Электробезопасность это
• 
  Передний мост
• 
  Каравелла фольксваген технические характеристики
• 
  Фольксваген т6 мультивен
• 
  Подшипник что такое