2) Принципы подбора подшипников качения

Подшипники, в зависимости от строения, обладают характерными свойствами, определяющими условия, в которых они оптимально исполняют поставленные перед ними задачи. Свойства подшипников определяют также условия, в которых следует их эксплуатировать, чтобы максимально использовать их возможности. Основные ограничения при проектировании подшипникового узла или при подборе подшипника к уже применяемому конструкционному решению:

• пространство встройки узла подшипников

• значения и направления нагрузок

• достигаемые вращательные скорости и изменение направления вращения

• нивелирование ошибок соосности

• точность исполнения и требуемый уровень тихого хода

• жесткость подшипникового узла

При проектировании и подборе подшипника, по крайней мере один из его основных размеров определен конструкцией машины или самым конструктором. Чаще всего это диаметр внутреннего отверстия подшипника. В зависимости от таких факторов, как вид нагрузок, ошибки соосности

или жесткость, рекомендуется подбор соответствующего подшипника.

Категории подшипников качения

Шариковые подшипники обычно применяются в подшипниковых узлах небольших валов, которые, как правило, работают при больших вращательных скоростях. Они могут в некоторой степени принимать осевые нагрузки, особенно при увеличенном радиальном зазоре.

Если диаметр вала большой, что влияет на возрастание нагрузок, то применяются цилиндрические подшипники, однако только при радиальных нагрузках.

Одновременно с возрастанием сложности нагрузок появлятся необходимость применения подшипников со специфическими свойствами, напр., качающихся или бочкообразных роликоподшипников.

На небольших пространствах встройки, что в эру миниатюризации имеет все большее значение, все шире применяются различные виды подшипников с игольчатыми роликами. Несмотря на простую конструкцию, они могут переносить значительные нагрузки, сохраняя при этом большую жесткость подшипникового узла.

В зависимости от угла исполнения дорожки качения, скошенные или конусные шарикоподшипники могут переносить любые комбинации случайных сил.

Для приведение в соответствие со сложными конструкционными требованиями в одной системе часто совместно работают подшипники различных типов. Аналогичный эффект, а к тому же, значительную экономность места можно получить, применяя готовые для встройки комбинированные подшипники.

Этапы подбора подшипников

Условия работы и среды

Следует учесть следующие факторы:

• функциональность и конструкцию корпуса подшипникового узла

• расположение подшипникового узла

• нагрузка подшипникового узла и направление и значение сил

• вращательную скорость

• колебания и ударные нагрузки

• темпепратуру работу подшипникового узла

• условия работы: влияние коррозии, степень загрязнения

подшипникового узла, метод смазки и т.п.

Выбор типа подшипника и конфигурации

На выбор подшипника влияют:

• ограничения по размерам

• нагрузка на подшипник – величина и направление нагрузки,

колебания и ударные нагрузки

• вращательная скорость – постоянная, изменчивая, имеющиеся

изменения направления вращения

• точность изготовления подшипника

• допустимая несоосность подшипника

• момент трения

• жесткость подшипникового узла

• фиксация подшипникового узла (фиксированный подшипник – свободный

подшипник)

• требования по монтажу - демонтажу

• доступность подшипника, наклады

Подбор подшипника с учетом нагрузки

Выбор подшипника определяет соответствующее

проектирование всего подшипникового узла, поэтому

следует учесть следующие факторы:

• соответствующее проектирование элементов наружного корпуса

подшипникового узла

• равномерное распределение динамической - статической нагрузки

• коэффициент безопасности

• допустимую вращательную скорость

• допустимую нагрузку

• доступность для встройки

Подбор класса точности подшипника

При подборе точности изготовления подшипника следует учитывать:

• допуск биения вала

• вращательную скорость

• изменчивость вращательного момента

Подбор внутренних зазоров подшипника

При подборе зазоров подшипника следует обратить внимание на:

• материал и толщину стенок наружного корпуса

• соответствие: вала - внутреннего кольца и корпуса

- внутреннее кольцо

• градиент температуры между наружным и внутренним

кольцами

• допустимое перемещение между кольцами, осевой

зазор

• нагрузка – величина и характер нагрузки

• значение начального напряжения

• вращательную скорость