10.2.2.Условные обозначения подшипников

Условные обозначения подшипников состоят из цифр и букв. Две первые цифры, считая справа, указывает посадочный диаметр подшипника на вал, то есть внутренний диаметр подшипника. Для подшипника с внутренним диаметром от 20 до 495 мм эти цифры соответствуют внутреннему диаметру, делённому на 5. Для подшипников с внутренним диаметром от 10 до 17 мм цифры, обозначающие диаметр, соответствуют:

00 - диаметр посадки на вал 10 мм

01 - диаметр посадки на вал 12 мм

02 - диаметр посадки на вал 15 мм

03 - диаметр посадки на вал 17 мм

Третья цифра справа совместно с седьмой обозначают серию подшипников всех диаметров, кроме малых (до 9 мм) - см. табл.6.1.

Четвертая цифра справа указывает тип подшипника:

0 - радиальный шариковый однорядный, (рис.10.7 а);

1 - радиальный шариковый сферический двухрядный (рис. 10.7 б);

2 - радиальный с короткими цилиндрическими роликами (рис. 10.7 в);

3 - радиальный роликовый сферический (рис. 10.7 г);

4 - радиальный роликовый с длинными цилиндрическими роликами и иглами (игольчатый) (рис. 10.7 д);

5 - радиальный роликовый с витыми роликами;

6 - радиально-упорный шариковый (рис. 10.7 ж);

7 - радиально-упорный роликовый (конический) (рис. 10.7 з);

8 - упорный шариковый (рис. 10.7 и);

9 - упорный роликовый (рис. 10.7 к);

Пятая и шестая цифры справа указывают конструктивные особенности подшипника, такие как угол -контакта тел качения с обоймой, наличие встроенных уплотнений, стопорные канавки на наружном кольце и т.п. Цифры 6, 5, 4,5; 4,3 и 2, стоящие через тире перед условным обозначением подшипника, обозначают его класс точности. Нормальный класс точности обозначается цифрой 0 , которая не указывается. Если нет особых обоснований следует применять нулевой класс точности, как самый дешевый. Буквенные обозначения могут стоять перед и после цифрового обозначения. Они характеризуют материал сепаратора, материалы деталей подшипников, специальные требования по шуму и т.п.

Подшипниковые кольца и тела качения изготавливают из высококачественных сталей марок ШХ15, ШХ15СГ, а также специальных сталей марок 9Х18Ш, ЭН347Ш, Н36ХТЮ. Для уменьшения трения и износа тела качения и поверхность беговой дорожки колец должны обладать большой твердостью (HRC 61-65).

Рис.1

Рис.1

а) б) в) г)

д) е) ж) з)

и) к)

Рис.10.7

Грузоподъемность роликоподшипников при тех же габа­ритных размерах значительно выше, чем шарикоподшипников, однако потери на трение в роликоподшипниках больше, чем в шариковых: значение коэффициента трения для шарико­под­шипников ƒ=0,001-0,004, для роликоподшипников ƒ=0,0025-0,01. Роликоподшипники более чувствительны к перекосу валов.

Подшипники с витыми роликами хорошо противостоят ударным радиальным нагрузкам и менее чувствительны к перекосам, чем подшипники с длинными цилиндрическими роликами.

Игольчатые подшипники предназначены для восприятия больших радиальных нагрузок в опорах, размеры которых ограничены по диаметру. Тела качения игольчатых подшипников представляют собой длинные ролики диаметром не свыше 5 мм и длинной от 4 до 12 диаметров. В подшипниках они укладываются без сепараторов, почти вплотную друг к другу. Могут работать как при малых, так и при больших оборотах.

Радиальные подшипники качения предназначены для восприятия главным образом радиальных нагрузок. Однорядные радиальные шарикоподшипники кроме радиальной нагрузки могут воспринимать осевую нагрузку в пределах до 35 % от недоиспользованной радиальной. Допускаемый угол пере­коса Являются наиболее массовыми, наиболее быстроходными, наиболее массовыми. Радиальные роликовые (с короткими цилиндрическими роликами) подшипники: дороже шариковых, уступают им по скорости, но выше по нагрузочной способности. Осевую нагрузку - не воспринимают, требуют повышенной точности посадочных мест:

Радиальные шариковые сферические двухрядные: уступают шариковым радиальным ПК по быстроходности, хуже воспринимают осевую нагрузку (один ряд тел качения – нагружается, другой – разгружается; обладают наибольшим допускаемым углом перекоса: Радиальные роликовые сферические: обладают большей нагрузочной способностью; меньшей предельной частотой вращения n_max,

Роликовые игольчатые ПК: обладают наибольшей нагрузочной способностью (по радиальной нагрузке), осевую силу – не воспринимают; из-за отсутствия сепаратора имеют повышенные потери на трения; предъявляют высокие требования к точности посадочных мест и практически не допускают перекосов; малые диаметральные габариты (+); для уменьшения габаритов иногда используются без колец;

Радиальные роликовые с витыми роликами: полые ролики в виде навитой ленты; обладают низкой нагрузочной способностью и повышенными упругими свойствами, что способствует улучшению динамических свойств системы; менее чувствительны к загрязнению (+); обладают ограниченной чпстотой вращения и сложностью изготовления. В настоящее время имеют ограниченной применение.

Радиально - упорные шариковые и роликовые подшипники предназначаются для восприятия одновременно дейст­вующих радиальных и осевых нагрузок одного направления. Эти подшипники могут воспринимать кроме того только осевые нагрузки. Радиально - упорные шариковые ПК сложны в изго­товлении, дороги, у ступают по быстроходности шариковым радиальным ПК; сепараторы изготавливаются из латуни или текстолита. Роликовые конические ПК обладают высокой нагру­зочной способностью; съемное наружное кольцо (для удобства монтажа и регулировки зазоров); быстроходность – меньше, чем у шариковых;

Упорные шариковые и роликовые подшипники служат для восприятия только осевой нагрузки: однорядные - одностороннего действия, двухрядные - двухстороннего действия. Упорные шарикоподшипники при больших частотах вращения работают неудовлетворительно вследствие неблагоприятного влияния центробежных сил, действующих на тела качения. Они весьма чувствительны к несооосности и относительному перекосу осей вращающегося и неподвижного колец.

Основными причинами потери работоспособности подшипников качения являются:

1) Усталостное выкрашивание тел качения и беговых дорожек колец;

2) Абразивный износ вследствие плохой защиты подшипника от попадания пыли и грязи;

3) Пластические деформации на дорожках качения из-за ударных нагрузок;

4) Разрушение сепараторов от действия центробежных сил инерции и истирания;

5) Раскалывание колец и тел качения из-за перекосов при монтаже или при больших динамических нагрузках.

В связи с тем, что перечисленные факторы не поддаются точному учету, расчет подшипников качения производится на долговечность по динамической (при n › 10 об/мин) и статической нагрузке ( при n ≤ 1 об/мин).

Динамическая грузоподъемность подшипников устанавли­вается из условия контактной выносливости таким образом, чтобы 90% испытуемых подшипников выдержали при этой нагрузке не менее миллиона оборотов. Критерием для выбора подшипника служит неравенство:

С_тр ≤ С,

где С_тр - требуемая величина динамической грузоподъемности подшипника;

С - табличное значение динамической грузоподъемности.

Требуемая величина динамической грузоподъемности подшипника определяется по одной из формул:

С_тр=F(L)^1/p; или С_тр=Р(60nL_h/10⁶)^1/p,

где F – эквивалентная динамическая нагрузка подшипника; L – долговечность подшипника в миллионах оборотов; L_h – долговечность подшипника в часах р – коэффициент, зависящий от формы кривой контактной усталости:

для шарикоподшипников р=3;

для роликоподшипников р=10/3;

n – частота вращения кольца вала.

При постоянной частоте вращения между L и L_h существует простая зависимость:

L=(С/F)^р ; или L_h=10⁶/60n*(С/F)^р=10⁶ L/60n;

L=60n/ 10⁶* L_h или L_h=10⁶/60n*(С/F)^р.

Эквивалентная динамическая нагрузка F для радиальных и радиально-упорных подшипников (кроме роликовых радиальных) определяется по формуле:

F=(X*V*F_r+Y*F_a)*K_б*K_t ,

где F_r , F_a – радиальная и осевая нагрузка на подшипнике;

Х, Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок;

V – кинематический коэффициент (коэффициент вращения) (Если вращается внутреннее кольцо V=1,0, если вращается наружное кольцо, V=1,2); [По новому ГОСТ, в соответствие с ISO, коэффициент вращения принимается равным V=1,0 для всех случаев]

K_б – коэффициент безопасности (динамичности);

K_t – температурный коэффициент.

Значение коэффициента безопасности K_б выбирается по таблице в зависимости от характера нагрузки на подшипник. Для зубчатых передач 7^ой и 8^ой степеней точности для всех редукторов:

K_б= 1,31,5.

Температурный коэффициент выбирается в зависимости от рабочей температуры подшипника:

Т а б л и ц а 10. 6

t,0C	100	125	150	175	200	250
Kt	1.0	1.05	1.10	1.15	1.25	1.4

Значения коэффициентов Х и У определяются в зависимости от отношения осевой нагрузки F_a к статической грузоподъемности подшипника С₀ с учетом угла контакта ⁰ параметра е, который берется из таблицы, либо определяется по графику е=(R/C₀) при углах контакта от 12⁰ до 18⁰ , где С₀ – статическая грузоподъемность, статическая радиальная нагрузка, от действия которой возникает общая остаточная деформация тел качения и колец, не превышающая 0,0001 диаметр тела качения. С₀ выбирается по таблицам для каждого типа размера подшипника.

При отношении F_a/VF_r e для радиальных и радиально-упорных подшипников Х=1, а У выбирается в зависимости от е.

При F_a/VF_r е, величина Х зависит от угла контакта , а У от F_a/С_0. В приближённых расчётах можно принять Х=0,4, Y=0,4ctg

Оборудование и инструменты: набор подшипников, измерительный инструмент (штангенциркуль, металлическая линейка).

Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы мы изучили конструкции подшипников качения и их основные характеристики и получили навыки по выбору их для применения в конструкциях и механизмах, зная заданные параметры.