Подшипники являются опорой валов и осей. Посадочные размеры подшипника нужно определить при замене вышедшей из строя опоры. Не нести же с собой в магазин ветхую деталь. Для определения размера шарикового подшипника нужно посмотреть его маркировку. Она может состоять из 19 цифр. Впрочем для определения посадочного размера подшипника довольно определить его габаритные размеры .
1. Начните рассматривать маркировку с его 2-х правых цифр. Они определяют основный размер шарикового подшипника – диаметр внутреннего отверстия. При диаметре отверстия до 20 мм две крайние правые цифры обозначают следующие размеры : 00 – O 10 мм; 01 – O 12 мм; 02 – O 15 мм и 03 – O 17 мм.
2. Умножьте две правые цифры в обозначении на 5 при диаметре отверстия от 20 до 495 мм. Полученное произведение даст вам величину посадочного размера подшипника – его внутреннего диаметра. Так если вы увидите в обозначении цифры 08, то умножив их на 5, получите диаметр отверстия, равный 40 мм. Цифры 20 соответствуют O 100 мм и т.д.
3. Обратите внимание на третью и седьмую цифры в маркировке. Тут указывается серия подшипников качения: третья цифра – по наружному диаметру, а седьмая – по ширине (высоте). По типу диаметра – это сверхлегкие, легкие, особенно легкие, средние и тяжелые подшипники. По ширине – особенно широкие, широкие, типичные, тесные подшипники и особенно тесные. Ширина их, по мере увеличения, обозначается дальнейшим образом: 7; 8; 9; 2; 3; 4; 5; 6. Типичные значения ширины 0 и 1 не обозначаются. Общность правдивых значений, обозначенных цифрами первой, 2-й, дальше третьей и седьмой, показывает габаритные размеры шарикового подшипника качения.
4. Взгляните на четвертую цифру справа, обозначающую тип подшипника : 0 – однорядный радиальный шариковый; 1 – двухрядный сферический радиальный шариковый;2 – радиальный с короткими роликами цилиндрическими;3 – сферический двухрядный радиальный роликовый;4 – роликовый с иглами либо с длинными роликами;5 – роликовый с витыми роликами;6 – шариковый радиально-упорный;7 – конический роликовый;8 – упорный шариковый;9 – упорный роликовый.Пятая и шестая цифры в маркировке обозначают конструктивное исполнение подшипника .
5. Если вышеназванные параметры отличаются от стандартного, разглядите дополнительную часть маркировки. В дополнительной левой части обозначается класс точности подшипника . По мере совершенствования классы точности маркируются дальнейшим образом: 8; 7; 0; 6Х; 6; 5; 4; Т; 2. Приемлемый класс точности начинается с нулевого, 8 и 7 классы – фактически отходы производства. Золотую середину в соотношении цены/качества дозволено получить при 6 классе точности.
Проведение измерений в всякий области техники полагает применение особых инструментов и приспособлений. Они отличаются между собой по методу использования, точности измерений и сфере, в которой могут быть использованы. Отдельное место в измерениях занимает определение диаметров отверстий.
Вам понадобится
1. В самом простом случае, когда огромная точность измерения не имеет значительного значения, используйте для определения диаметра отверстия измерительную линейку. Приставьте инструмент к отверстию на ярусе его диаметра и произведите отсчет числа делений (сантиметров и миллиметров), которые умещаются в отверстии на этой линии. Для большинства бытовых измерений той точности, которую обеспечивает данный метод, абсолютно довольно.
2. Для измерения неточных отверстий используйте нутромер. Введите устройство в измеряемое отверстие правой рукой. Указательным пальцем иной руки прижмите дужку нутромера к стенке отверстия . Сейчас немножко покачайте прибор, дабы нащупать минимальный раствор дужек, при котором вторая дужка будет касаться стенки отверстия .
3. Позже того как раствор нутромера установлен, определите его величину по измерительной линейке. При этом конец линейки следует упереть в какую-либо обработанную поверхность (в стенку части суппорта и так дальше). Точность измерения диаметра в этом случае будет невысока (в пределах 0,2-0,5 мм).
4. Больше точное измерение диаметра отверстий, размер которых превышает 10 мм, изготавливаете штангенциркулем. Для этой цели предуготовлены закругленные боковые поверхности его верхних губок. Вставьте инструмент в отверстие и раздвиньте губки штангенциркуля, дабы они уперлись в края отверстия . По шкале прибора определите диаметр отверстия с точностью до десятых долей миллиметра. Таким методом комфортно измерять диаметр только той части отверстия , которая расположена вблизи торца детали, а вот проверить цилиндричность (неимение конуса) не получится.
5. Точные измерения диаметра отверстий дозволено проводить также особым (микрометрическим) нутромером. Он снабжается удлинительными стержнями разной длины, присоединяемыми к стеблю прибора, что разрешает увеличить пределы измерений. В ходе проведения измерений следите, дабы нутромер располагался сурово перпендикулярно оси отверстия , диаметр которого определяется. Для этого один конец устройства уприте в поверхность отверстия , а 2-й перемещайте в диаметральной плоскости.
Видео по теме
Вращающиеся детали в автомобиле, мотоцикле и любом другом механизме любого уровня сложности, вращаются при помощи подшипников. Все они строго разделены на два вида - скольжения и качения. Любая втулка, со смазкой или без, уже является подшипником скольжения. Их нет никакой надобности классифицировать и систематизировать ввиду их простейшей конструкции и возможности изготовления на любом доступном оборудовании. У них есть только несколько параметров, не нуждающихся в жесткой систематизации. Качения, как раз наоборот, обладают массой характеристик и свойств, определяемых размерами и материалами изготовления. Поэтому мы рассмотрим таблицы размеров и их расшифровки.
Следовательно, подшипник скольжения, хоть и применяется в автомобилестроении довольно часто, представляет собой обычную втулку, параметры которой указаны в документации к агрегату. При необходимости замены нет никакой возможности подобрать другую готовую втулку, поскольку каждая из них изготовлена только под конкретные посадочные размеры и может быть использована строго в соответствии с предназначением.
Качения - это группа деталей, которые требуют строжайшей систематизации и стандартизации. Во всем мире принята единая система обозначения для того, чтобы облегчить работу инженерам-конструкторам и не придумывать велосипед, все производители в мире выполняют их в тысячах вариантов, но классифицируют их по определенному алгоритму. Во всем мире, но только не в СССР. В той стране были свои законы и своя, советская классификация..Детали были хороши, но, чтобы подобрать экземпляр к иностранной технике, использовали дополнительную таблицу, как памятник промышленному идиотизму страны советов.
Любой подшипник качения устроен просто и состоит из нескольких частей:
Также многие модели, в зависимости от условий их эксплуатации, имеют защитный кожух, выполненный из резины или металла. В них смазка заложена с завода и в процессе эксплуатации они не обслуживаются. Сепаратор служит для удержания тел вращения, он может и отсутствовать. Может иметь как скрытую конструкцию, так и открытую. Выполняется из пластика или из металла, в зависимости от условий применения.
Подшипники качения бывают только двух видов, в зависимости от типа тела качения: роликовые и шариковые. Не нужно объяснять разницу между шариком и роликом, а вот классификация того или другого вида достаточно запутана. Основные параметры, которые интересуют инженеров при принятии решения о применении той или иной модели показаны на рисунке. Все эти параметры сводятся в таблицы, и если техника не советская и совпадает по стандартам с мировыми, то отыскать подходящее изделие можно в течение одной минуты и выбрать среди миллиона тот, который необходим.
Вариант качения имеет массу преимуществ перед вариантом скольжения, а именно:
Каждый из типов имеет свои индивидуальные преимущества и может быть использован как в универсальных механизмах, так и в строго определенных с определенными условиями работы.
Мы рассмотрим самые ходовые типы шариковых подшипников, размеры и основные параметры приведены в таблицах на страничке. Однорядный радиальный является самым распространенным и самым применяемым в автомобильной технике. Кроме радиальных нагрузок, он выдерживает и любые осевые нагрузки за счет того, что диаметр желобка немного больше диаметра шарика. Они применяются в условиях высоких оборотов при малой потере мощности.
Подшипники магнето используются, как правило, в паре и их легко извлекать за счет наличия буртиков на торце. Они имеют штампованные латунные сепараторы и могут быть диаметром от 4 до 20 мм. Нередко используются радиально-упорные шариковые конструкции. Она рассчитана на использование под угловыми нагрузками от 40 до 15 градусов. Существуют также варианты с четырехточечным контактом, двухрядные и самоустанавливающиеся.
Роликовые, как правило, используются при радиальных нагрузках и могут обеспечивать высокую скорость вращения. Сепараторы в таких цилиндрических роликоподшипниках ставят из латуни, в некоторых моделях - из полиамида. В игольчатых роликоподшипниках в качестве тел качения ролики малого диаметра, которые называют иглами. У таких конструкций очень небольшое соотношение внутреннего и внешнего диаметров, а многие не имеют внутреннего кольца. У большинства штампованные сепараторы, хотя в силу конструктивных особенностей некоторых механизмов могут применяться разновидности и вовсе без сепараторов.
Более детально характеристики всех возможных изделий приведены в таблицах, которые мы собрали на странице. Применяйте их по назначению, и пусть ролики не мешают шарикам ни в автомобиле ни на дороге.
Использование в механизмах подшипников качения дает возможность производить машины более высокого класса точности. Машины на этих конструктивных элементах более надежны и имеют больший срок службы. Кроме того, их применение делает ниже эксплуатационные расходы.
Возможности узла, в котором применен подшипник качения, определяется тем, насколько точно установлена эта деталь. Расстояние от базы до оси вращения и от базы до торца вала, а также радиальное и торцовое биение должны быть в определенных пределах точности.
В процессе сборки необходимо стремиться, чтобы обоймы подшипников не деформировались. Форма посадочных мест в корпусе подшипника и на валу должна по форме и шероховатости удовлетворять техническим требованиям, без царапин и заусенцев.
В механизмах встречаются два вида подвижных деталей: опоры, основанные на трении скольжения, и опоры, базирующиеся на трении качения.
При использовании первых рабочие поверхности корпуса и вала взаимно перемещаются и взаимодействуют, разделяясь чаще всего смазочными материалами и вкладышем скольжения. Опора работает, когда в деталях, пришедших в соприкосновение, имеет место чистое скольжение.
При втором варианте опор в промежуток между поверхностями, которые взаимно перемещаются, помещаются тела качения (это могут быть ролики или шарики). При этом опоры работают с использованием трения качения. В таких случаях вместо бронзовых, баббитовых или пластиковых вкладышей в опорах, где применяется трение качения, задействованы шариковые или роликовые подшипники из стали.
В соответствии с характером нагрузки опор вращения они бывают радиальные, когда на опору действуют радиальная нагрузка, упорные, когда опора подвергается лишь осевым нагрузкам, и радиально-упорные, когда на опору действуют оба вида нагрузок вместе.
Для каждого типа опоры характерен свой размер, конструкция, технические условия на производство, монтаж и обслуживание.
У подшипников качения и подшипников скольжения различный механизм сопротивления движению и определения изнашивания деталей подвижных опор. Вид необходимого узла определяется на основании оценки порядка эксплуатации механизма или его отдельных узлов.
Подшипники качения и скольжения имеют как плюсы, так и минусы. Подшипникам качения можно отдать предпочтение перед подшипниками скольжения благодаря меньшему уровню трения на малых скоростях и при старте с места. Также подшипники качения размеры по осям имеют меньше, что позволяет проще компоновать конструкции самоустанавливающихся опор, не требуя длительного времени на трудную индивидуальную подгонку вкладышей и их приработку. Это особенно важно для цапф, имеющих большие диаметры, работающих под большими нагрузками, с высокими скоростями вращения и температурами.
Когда использован подшипник качения, улучшается качество смазки деталей и узлов машин, качество их обслуживания, продляется срок жизни посадочных поверхностей шеек цилиндров и валов. Таким образом, для подавляющего большинства опор оборудования они подходят наилучшим образом.
Правда, кроме преимуществ, подшипники качения имеют и ряд минусов.
Например, крупные габариты. Такие конструктивные элементы широко представлены в машиностроительном оборудовании, производятся малыми сериями и очень дорого стоят. Подшипник качения уступает конкурентам по таким параметрам как радиальные размеры, вес и жёсткость.
Очень сложно правильно их подобрать, когда высокие скорости вращения сочетаются действием высоких нагрузок. Общеизвестно, что при увеличении нагрузки и скорости вращения узла снижается его долговечность. Допустим, если нагрузку увеличить на четверть по сравнению с прежней, то срок службы уменьшается в два раза, а при увеличении нагрузки в два раза, долговечность становится меньше в 10 раз.
Требования к узлам и деталям формулируетГОСТ. Подшипники каченияописывает ГОСТ 520-2002.
В основу условных обозначений легли следующие их параметры:
Как правильно по маркировке определить размеры подшипников качения? Таблица обозначений поможет справиться с этой задачей.
Все приведенные выше параметры обозначаются знаками (или цифрами). То, из каких цифр состоит маркировка подшипника, зависит от занимаемых ими мест в его условном обозначении, если читать слева направо:
Узнать, как зависят размеры подшипников от их серий, позволяет таблица размеров подшипников. Она позволяет увязать серию с внешним и внутренним диаметром и шириной.
Размеры подшипников качения. Таблица 1.
Ширина | Внешний диаметр | Внутренний диаметр | |
Это таблица подшипников качения, одна из многих таблиц, описывающих данный вид конструктивных элементов.
Одним из признаков, по которому происходит классификация подшипников качения, является форма тел качения. В соответствии с ней подшипники могут быть шариковые и роликовые. Шариковые тела качения, как следует из названия, имеют исключительно шарообразную форму. Роликовые тела качения могут быть цилиндрическими, а также иметь форму бочек или форму конусов.
Следующий признак классификации - направление нагрузки, воспринимаемое подшипником качения. По данному признаку различают подшипники:
Следует отметить, что, регулируемые подшипники не в состоянии функционировать без нагрузки на ось. Упорные способны воспринимать лишь осевые силы. Упорно-радиального типа работают как при осевых, так и при небольших радиальных нагрузках.
Существует также классификация подшипников качения в зависимости от того, из какого количества рядов тел качения они состоят. Они бывают однорядные и двухрядные.
В соответствии с такой характеристикой, как чувствительность к перекосам, выделяют самоустанавливающиеся подшипники. Они способны нормально функционировать даже при возникновении перекоса до 3°.
Подшипники качения получили широкое распространение. Они производятся на специальных заводах и имеют полную взаимозаменяемость по поверхностям, которые определяются диаметрами колец: D - внешним диаметром внешнего кольца и d - внутренним диаметром внутреннего кольца.
Взаимозаменяемость подшипников качения зависит от требований к точности:
Точность сборочных единиц задает ГОСТ. Подшипники качения должны соответствовать требованиям к точности ГОСТ 520-89, согласно которому имеется 5 классов их точности: 0; 6; 5; 4; 2. Большая часть механизмов использует узлы класса точности 0. Узлы классов точности выше нуля используют на высоких скоростях вращения и в ситуациях, требующих высокой точности вращения вала (например, в прецизионных станках). Класс точности указывается перед маркировкой через тире.
Чтобы сохранить взаимозаменяемость подшипников качения, средняя конусность и овальность отверстия и поверхности колец не должны быть больше половины допуска на средние диаметры Dc, dc. Эти параметры вычисляют как среднее арифметическое от максимального и минимального диаметров, которые замерены в 2 крайних сечениях кольца.
Поэтому допуски подшипников качения назначаются на размеры:
Допуски колец определяются лишь классом точности подшипника и его размерами, независимо от свойств соединения с валом и корпусом. Так достигается уменьшение номенклатуры подшипников. Параметры соединения колец с валом и корпусом определяются путем изменения полей допуска вала и отверстия.
Посадки подшипников качения нужно определять таким образом, чтобы кольцо, которое вращается, сидело с натягом, который исключал бы обкатку и проскальзывание кольца вдоль посадочной поверхности в ходе работы в нагруженном режиме.
Посадки зависят от таких факторов:
Нагружение может быть местным, циркуляционным и колебательным.
В случае местного нагружения работает только радиальная нагрузка постоянной величины и направления в единственной точке посадочной поверхности подшипника, передающаяся единственной точке поверхности корпуса или вала.
Кольцо, нагруженное таким образом, нужно устанавливать, чтобы был зазор, а затем постепенно проворачивать кольцо, избегая местной выработки кольца, вала и корпуса.
Если имеет место циркуляционное нагружение, воздействие оказывает только радиальная нагрузка, передаваемая всей окружности дорожки подшипника, и она воспринимается последовательно поверхностью корпуса или вала. Кольцо, которое испытывает циркуляционное нагружение, устанавливают на корпус или вал с натягом.
Когда происходит колебательное нагружение, в действие вступают две различные радиальные нагрузки. Одна из них имеет постоянную величину и направление, а другая - вращающаяся. На ограниченный участок беговых дорожек колец влияет равнодействующая этих нагрузок, передаваясь некоторой части на посадочной поверхности корпуса или вала.
Расчет подшипников качения на долговечность производится по методу усталостного выкрашивания и на предупреждение пластических деформаций.
Для постоянного режима эти конструктивные элементы рассчитываются по эквивалентной динамической нагрузке с учетом характера и направления сил, действующих на узел. Эквивалентная нагрузка принимается такой, которая обеспечивает тот же срок службы, что и в условиях реальных нагрузок.
Грузоподъемность подшипников характеризуют такие параметры, как базовая динамическая грузоподъемность С и базовая статическая грузоподъемность С0.
Первая - радиальная или осевая нагрузка, выдерживаемая при сроке службы в 1 миллион оборотов. Базовая долговечность - долговечность в условиях надежности 90%.
Расчетную долговечность можно определить как число оборотов в миллионах или часы работы, если в результате на поверхностях 90% деталей партии нет свидетельств усталости металла в виде отслаивания или выкрашивания.
Самая популярная разновидность подшипников качения. Часто используются в конструкциях самой разнообразной аппаратуры. В ее числе валики картонных машин, редукторы, электромоторы. Используются для противодействия радиальным нагрузкам, но могут быть готовы также к восприятию двусторонних осевых нагрузок. Часто их используют исключительно для осевых нагрузок, в особенности если число оборотов вала велико и упорные подшип-ники использовать нельзя. Если радиальный зазор увеличивается, то возможности осевой грузоподъемности подшипника также становятся больше, поскольку в этой ситуации подшипники обретают характеристики радиально-упорных. Возможна работа подшипников, в случае если относительный перекос внутреннего и наружного колец не больше 20°.
Что касается корпуса подшипников качения, то выполняется он чаще всего из серого чугуна. Материалом для сепараторов подшипников однорядных является стальная штамповка или антифрикционные материалы типа текстолита, латуни, бронзы, дюралюминия. В последние время для производства сепараторов используют полиамидные смолы. Если подшипники имеют высокий класс точности и массивные точеные сепараторы, центровка которых происходит по наружному кольцу при использовании эффективных режимов смазки, тогда возможна их работа даже на скоростях вращения, которые превосходят предельные, описанные в справочниках.
Конструктивные виды радиальных подшипников однорядных:
Производятся исключительно с сепараторами, выполненными методом штамповки. Их использование на высоких скоростях нежелательно. При работе с такими подшипниками используются консистентные смазки. Защитная шайба из металла, которая запрессована в канавку на наружном кольце, может удерживать смазку только с од-ной стороны. С обратной стороны смазка, которая заложена в подшипник, ограничена крышкой или уплотнением в узле. Появляющееся пространство отчасти заполняют смазками, выбранными для особых условий работы. Такой вариант конструкции детали всегда дает возможность осмотреть ее (в месте крышки или уплотнения) и по ходу работы провести добавочную смазку.
Обладают такими же сепараторами и скоро-стными параметрами, что и предыдущая деталь, но рабочая смазка подшипников качения, закладывается между шайбами в процессе сборки на заводе. Применяется этот вид сборочного узла в ситуациях, когда невозможно сделать уплотнение в узле. Так конструкция становится проще и уменьшается общий вес узла. Внутренние детали такого подшипника осмотру в ходе работы не поддаются.
Посредством разрезного установочного кольца, входящего в канавку на кольце с наружной стороны, имеется возможность фиксации подшипника внутри корпуса, не требующего упора наружного кольца, в заплечики корпуса для опоры. Однако их способность к восприятию радиальных нагрузок значительно больше, чем для осевых. Использование установоч-ных колец делает конструкцию проще, уменьшает размеры узлов и дает возможность сквозной расточки отверстий корпусов.
Широко используются подшипники, имеющие двустороннее уплот-нение. Оно представляет собой резиновую мембра-ну. Узлы, где применено это уплотнение, характеризуются неплохой герметичностью. Как следствие, заводская смазка не вытекает и исключается попадание в нее сторонних частиц. Сепараторы таких шарикоподшипников обычно точеные текстолитовые или бронзовые. Хотя уплотнение их и контактного типа, они имеют возможность работы на повышенных скоро-стях вращения.
Шарикоподшипники с уплотнением часто используются в опорах электродвигателей. В этих узлах щеточная пыль выделяется настолько интенсивно, что способна быстро приводить к поломке шарикоподшипников других типов.
Их отличие от прочих подшип-ников классической конструкции в наличии профрезерованных канавок в бортах колец. Через эти канавки происходит вставка шариков. Поскольку шариков такой подшипник качения имеет больше, чем сепараторный, это дает выигрыш в грузоподъемности. Их назначение - работа на небольших скоростях вращения из-за чрезмерного трения соприкасающихся тел качения. Там, где имеются осе-вые нагрузки, лучше отказаться от их применения, поскольку под их действием шарики часто смещаются по отношению косям дорожек качения.
Как конструктивный вариант таких шарикоподшипников встречаются узлы, где есть и канавка для вставки шари-ков, и защитные шайбы.
Данные узлы используются без применения смазки в сушильных камерах и узлах, применяющих качательное движение.
Как определить размер подшипника?
Информация о посадочных размерах подшипника пригодится, когда нужно будет заменить устаревшую деталь на новую. Справиться с этой задачей поможет маркировка.
1. Первые две цифра справа содержат информацию о диаметре отверстия внутри детали. Если диаметр не превышает 2 см, то цифры обозначают: 00 – O 10 мм; 01 – O 12 мм; 02 – O 15 мм и 03 – O 17 мм.
2. Когда значение диаметра отверстия находится в диапазоне от 2 см до 49,5 см две цифры справа необходимо помножить на 5. Полученный результат и есть посадочный размер подшипника.
3. Третья и седьмая цифры содержат информацию о серии подшипников качения. Третья – по наружному диаметру, седьмая – по ширине или высоте.
4. Четвертая цифра указывает на тип рассматриваемой детали: роликовая или шариковая, двухрядная или однорядная, радиальная или упорная.
5. Пятая и шестая цифры указывают на конструкцию, в которой выполнен подшипник.
6. В левой части также содержится информация о том, к какому классу точности можно отнести деталь.
Внимание! На удовлетворительный класс точности указывают цифры от 0 до 5. Лучший вариант при соотношении цены и качества – 6 класс точности. Цифры 7 и 8 обозначают, что вы держите в руках фактически отходы производства.
Как определить диаметр отверстия?
Чтобы определить диаметр отверстия понадобится линейка, нутрометр, микрометрический нутрометр и штангенциркуль.
1. Если измерения не должны быть восокоточными, можно обойтись обычной линейкой. Такой способ, чаще всего, используется в быту. Измеритель нужно приложить к отверстию подшипника на уровне диаметра и сосчитать количество делений, которые вмещаются в диаметре.
2. Чтобы определить размер неточных отверстий, используйте нутрометр. Инстурмент необходимо ввести в отверстие, прижать дужку к стенке отверстия и закрепить нутрометр так, чтобы вторая дужка соприкасалась со стенкой отверстия. Измерить величину раствора нутрометра можно также с помощью обычной линейки.
Внимание! Неточность полученного результата составит от 0,2 до 0,5 мм.
3. Измерить диаметр отверстий больше 10 мм с высокой точностью можно с помощью штангенциркуля. Прибор нужно поместить в отверстие и развести его губки так, чтобы они уперлись в края. Диаметр отобразится на шкале с точностью до десятых долей миллиметра. Этот способ подходит только для измерения диаметра отверстия возле торца подшипника.
4. Справиться с задачей поможет и микрометрический нутрометр. Главное, чтобы инструмент находился перпендикулярно оси отверстия. Для этого нужно, чтобы один конец уперся в поверхность отверстия, а второй – перемещался в диаметральной плоскости.
Использование в механизмах подшипников качения дает возможность производить машины более высокого класса точности. Машины на этих конструктивных элементах более надежны и имеют больший срок службы. Кроме того, их применение делает ниже эксплуатационные расходы.
Возможности узла, в котором применен подшипник качения, определяется тем, насколько точно установлена эта деталь. Расстояние от базы до оси вращения и от базы до торца вала, а также радиальное и торцовое биение должны быть в определенных пределах точности.
В процессе сборки необходимо стремиться, чтобы обоймы подшипников не деформировались. Форма посадочных мест в корпусе подшипника и на валу должна по форме и шероховатости удовлетворять техническим требованиям, без царапин и заусенцев.
В механизмах встречаются два вида подвижных деталей: опоры, основанные на трении скольжения, и опоры, базирующиеся на трении качения.
При использовании первых рабочие поверхности корпуса и вала взаимно перемещаются и взаимодействуют, разделяясь чаще всего смазочными материалами и вкладышем скольжения. Опора работает, когда в деталях, пришедших в соприкосновение, имеет место чистое скольжение.
При втором варианте опор в промежуток между поверхностями, которые взаимно перемещаются, помещаются тела качения (это могут быть ролики или шарики). При этом опоры работают с использованием трения качения. В таких случаях вместо бронзовых, баббитовых или пластиковых вкладышей в опорах, где применяется трение качения, задействованы шариковые или роликовые подшипники из стали.
В соответствии с характером нагрузки опор вращения они бывают радиальные, когда на опору действуют радиальная нагрузка, упорные, когда опора подвергается лишь осевым нагрузкам, и радиально-упорные, когда на опору действуют оба вида нагрузок вместе.
Для каждого типа опоры характерен свой размер, конструкция, технические условия на производство, монтаж и обслуживание.
У подшипников качения и подшипников скольжения различный механизм сопротивления движению и определения изнашивания деталей подвижных опор. Вид необходимого узла определяется на основании оценки порядка эксплуатации механизма или его отдельных узлов.
Подшипники качения и скольжения имеют как плюсы, так и минусы. Подшипникам качения можно отдать предпочтение перед подшипниками скольжения благодаря меньшему уровню трения на малых скоростях и при старте с места. Также подшипники качения размеры по осям имеют меньше, что позволяет проще компоновать конструкции самоустанавливающихся опор, не требуя длительного времени на трудную индивидуальную подгонку вкладышей и их приработку. Это особенно важно для цапф, имеющих большие диаметры, работающих под большими нагрузками, с высокими скоростями вращения и температурами.
Когда использован подшипник качения, улучшается качество смазки деталей и узлов машин, качество их обслуживания, продляется срок жизни посадочных поверхностей шеек цилиндров и валов. Таким образом, для подавляющего большинства опор оборудования они подходят наилучшим образом.
Правда, кроме преимуществ, подшипники качения имеют и ряд минусов.
Например, крупные габариты. Такие конструктивные элементы широко представлены в машиностроительном оборудовании, производятся малыми сериями и очень дорого стоят. Подшипник качения уступает конкурентам по таким параметрам как радиальные размеры, вес и жёсткость.
Очень сложно правильно их подобрать, когда высокие скорости вращения сочетаются действием высоких нагрузок. Общеизвестно, что при увеличении нагрузки и скорости вращения узла снижается его долговечность. Допустим, если нагрузку увеличить на четверть по сравнению с прежней, то срок службы уменьшается в два раза, а при увеличении нагрузки в два раза, долговечность становится меньше в 10 раз.
Требования к узлам и деталям формулируетГОСТ. Подшипники каченияописывает ГОСТ 520-2002.
В основу условных обозначений легли следующие их параметры:
Как правильно по маркировке определить размеры подшипников качения? Таблица обозначений поможет справиться с этой задачей.
Все приведенные выше параметры обозначаются знаками (или цифрами). То, из каких цифр состоит маркировка подшипника, зависит от занимаемых ими мест в его условном обозначении, если читать слева направо:
Узнать, как зависят размеры подшипников от их серий, позволяет таблица размеров подшипников. Она позволяет увязать серию с внешним и внутренним диаметром и шириной.
Размеры подшипников качения. Таблица 1.
Ширина | Внешний диаметр | Внутренний диаметр | |
Это таблица подшипников качения, одна из многих таблиц, описывающих данный вид конструктивных элементов.
Одним из признаков, по которому происходит классификация подшипников качения, является форма тел качения. В соответствии с ней подшипники могут быть шариковые и роликовые. Шариковые тела качения, как следует из названия, имеют исключительно шарообразную форму. Роликовые тела качения могут быть цилиндрическими, а также иметь форму бочек или форму конусов.
Следующий признак классификации - направление нагрузки, воспринимаемое подшипником качения. По данному признаку различают подшипники:
Следует отметить, что, регулируемые подшипники не в состоянии функционировать без нагрузки на ось. Упорные способны воспринимать лишь осевые силы. Упорно-радиального типа работают как при осевых, так и при небольших радиальных нагрузках.
Существует также классификация подшипников качения в зависимости от того, из какого количества рядов тел качения они состоят. Они бывают однорядные и двухрядные.
В соответствии с такой характеристикой, как чувствительность к перекосам, выделяют самоустанавливающиеся подшипники. Они способны нормально функционировать даже при возникновении перекоса до 3°.
Подшипники качения получили широкое распространение. Они производятся на специальных заводах и имеют полную взаимозаменяемость по поверхностям, которые определяются диаметрами колец: D - внешним диаметром внешнего кольца и d - внутренним диаметром внутреннего кольца.
Взаимозаменяемость подшипников качения зависит от требований к точности:
Точность сборочных единиц задает ГОСТ. Подшипники качения должны соответствовать требованиям к точности ГОСТ 520-89, согласно которому имеется 5 классов их точности: 0; 6; 5; 4; 2. Большая часть механизмов использует узлы класса точности 0. Узлы классов точности выше нуля используют на высоких скоростях вращения и в ситуациях, требующих высокой точности вращения вала (например, в прецизионных станках). Класс точности указывается перед маркировкой через тире.
Чтобы сохранить взаимозаменяемость подшипников качения, средняя конусность и овальность отверстия и поверхности колец не должны быть больше половины допуска на средние диаметры Dc, dc. Эти параметры вычисляют как среднее арифметическое от максимального и минимального диаметров, которые замерены в 2 крайних сечениях кольца.
Поэтому допуски подшипников качения назначаются на размеры:
Допуски колец определяются лишь классом точности подшипника и его размерами, независимо от свойств соединения с валом и корпусом. Так достигается уменьшение номенклатуры подшипников. Параметры соединения колец с валом и корпусом определяются путем изменения полей допуска вала и отверстия.
Посадки подшипников качения нужно определять таким образом, чтобы кольцо, которое вращается, сидело с натягом, который исключал бы обкатку и проскальзывание кольца вдоль посадочной поверхности в ходе работы в нагруженном режиме.
Посадки зависят от таких факторов:
Нагружение может быть местным, циркуляционным и колебательным.
В случае местного нагружения работает только радиальная нагрузка постоянной величины и направления в единственной точке посадочной поверхности подшипника, передающаяся единственной точке поверхности корпуса или вала.
Кольцо, нагруженное таким образом, нужно устанавливать, чтобы был зазор, а затем постепенно проворачивать кольцо, избегая местной выработки кольца, вала и корпуса.
Если имеет место циркуляционное нагружение, воздействие оказывает только радиальная нагрузка, передаваемая всей окружности дорожки подшипника, и она воспринимается последовательно поверхностью корпуса или вала. Кольцо, которое испытывает циркуляционное нагружение, устанавливают на корпус или вал с натягом.
Когда происходит колебательное нагружение, в действие вступают две различные радиальные нагрузки. Одна из них имеет постоянную величину и направление, а другая - вращающаяся. На ограниченный участок беговых дорожек колец влияет равнодействующая этих нагрузок, передаваясь некоторой части на посадочной поверхности корпуса или вала.
Расчет подшипников качения на долговечность производится по методу усталостного выкрашивания и на предупреждение пластических деформаций.
Для постоянного режима эти конструктивные элементы рассчитываются по эквивалентной динамической нагрузке с учетом характера и направления сил, действующих на узел. Эквивалентная нагрузка принимается такой, которая обеспечивает тот же срок службы, что и в условиях реальных нагрузок.
Грузоподъемность подшипников характеризуют такие параметры, как базовая динамическая грузоподъемность С и базовая статическая грузоподъемность С0.
Первая - радиальная или осевая нагрузка, выдерживаемая при сроке службы в 1 миллион оборотов. Базовая долговечность - долговечность в условиях надежности 90%.
Расчетную долговечность можно определить как число оборотов в миллионах или часы работы, если в результате на поверхностях 90% деталей партии нет свидетельств усталости металла в виде отслаивания или выкрашивания.
Самая популярная разновидность подшипников качения. Часто используются в конструкциях самой разнообразной аппаратуры. В ее числе валики картонных машин, редукторы, электромоторы. Используются для противодействия радиальным нагрузкам, но могут быть готовы также к восприятию двусторонних осевых нагрузок. Часто их используют исключительно для осевых нагрузок, в особенности если число оборотов вала велико и упорные подшип-ники использовать нельзя. Если радиальный зазор увеличивается, то возможности осевой грузоподъемности подшипника также становятся больше, поскольку в этой ситуации подшипники обретают характеристики радиально-упорных. Возможна работа подшипников, в случае если относительный перекос внутреннего и наружного колец не больше 20°.
Что касается корпуса подшипников качения, то выполняется он чаще всего из серого чугуна. Материалом для сепараторов подшипников однорядных является стальная штамповка или антифрикционные материалы типа текстолита, латуни, бронзы, дюралюминия. В последние время для производства сепараторов используют полиамидные смолы. Если подшипники имеют высокий класс точности и массивные точеные сепараторы, центровка которых происходит по наружному кольцу при использовании эффективных режимов смазки, тогда возможна их работа даже на скоростях вращения, которые превосходят предельные, описанные в справочниках.
Конструктивные виды радиальных подшипников однорядных:
Производятся исключительно с сепараторами, выполненными методом штамповки. Их использование на высоких скоростях нежелательно. При работе с такими подшипниками используются консистентные смазки. Защитная шайба из металла, которая запрессована в канавку на наружном кольце, может удерживать смазку только с од-ной стороны. С обратной стороны смазка, которая заложена в подшипник, ограничена крышкой или уплотнением в узле. Появляющееся пространство отчасти заполняют смазками, выбранными для особых условий работы. Такой вариант конструкции детали всегда дает возможность осмотреть ее (в месте крышки или уплотнения) и по ходу работы провести добавочную смазку.
Обладают такими же сепараторами и скоро-стными параметрами, что и предыдущая деталь, но рабочая смазка подшипников качения, закладывается между шайбами в процессе сборки на заводе. Применяется этот вид сборочного узла в ситуациях, когда невозможно сделать уплотнение в узле. Так конструкция становится проще и уменьшается общий вес узла. Внутренние детали такого подшипника осмотру в ходе работы не поддаются.
Посредством разрезного установочного кольца, входящего в канавку на кольце с наружной стороны, имеется возможность фиксации подшипника внутри корпуса, не требующего упора наружного кольца, в заплечики корпуса для опоры. Однако их способность к восприятию радиальных нагрузок значительно больше, чем для осевых. Использование установоч-ных колец делает конструкцию проще, уменьшает размеры узлов и дает возможность сквозной расточки отверстий корпусов.
Широко используются подшипники, имеющие двустороннее уплот-нение. Оно представляет собой резиновую мембра-ну. Узлы, где применено это уплотнение, характеризуются неплохой герметичностью. Как следствие, заводская смазка не вытекает и исключается попадание в нее сторонних частиц. Сепараторы таких шарикоподшипников обычно точеные текстолитовые или бронзовые. Хотя уплотнение их и контактного типа, они имеют возможность работы на повышенных скоро-стях вращения.
Шарикоподшипники с уплотнением часто используются в опорах электродвигателей. В этих узлах щеточная пыль выделяется настолько интенсивно, что способна быстро приводить к поломке шарикоподшипников других типов.
Их отличие от прочих подшип-ников классической конструкции в наличии профрезерованных канавок в бортах колец. Через эти канавки происходит вставка шариков. Поскольку шариков такой подшипник качения имеет больше, чем сепараторный, это дает выигрыш в грузоподъемности. Их назначение - работа на небольших скоростях вращения из-за чрезмерного трения соприкасающихся тел качения. Там, где имеются осе-вые нагрузки, лучше отказаться от их применения, поскольку под их действием шарики часто смещаются по отношению косям дорожек качения.
Как конструктивный вариант таких шарикоподшипников встречаются узлы, где есть и канавка для вставки шари-ков, и защитные шайбы.
Данные узлы используются без применения смазки в сушильных камерах и узлах, применяющих качательное движение.