Надежность подшипников качения: Методические указания к лабораторным работам по дисциплинам «Теория надежности», «Надежность и диагностика», страница 2

III. По числу тел качения подшипники делятся на одно-, двух- и четырехрядные.

IV. В зависимости от соотношений габаритных размеров – наружного диаметра, внутреннего диаметра и ширины подшипника различают серии: особо легкую, легкую, легкую широкую, среднюю, среднюю широкую, тяжелую. Подшипники различных серий отличаются друг от друга в основном предельным числом оборотов в минуту, допускаемой радиальной или осевой нагрузкой и коэффициентом работоспособности.

1.2. Достоинства и недостатки

          Достоинства подшипников качения перед подшипниками скольжения: малые потери на трение в пусковые периоды; большая надежность против заедания и пожарная безопасность; пониженный расход смазочных материалов; относительная дешевизна подшипников массовых стандартных типов; простота обслуживания.

Основными недостатками являются: большая жесткость вследствие малой площади контакта рабочих элементов; ограниченный срок службы; особенно при больших нагрузках и скоростях; большое рассеивание сроков службы подшипников одной партии, работающих при одинаковых режимных параметрах; непригодность для монтажа, например, на шатунных и промежуточных коренных шейках коленчатых валов, так как кольца подшипников качения неразъемные.

1.3. Виды повреждений

Подшипники качения выходят из строя вследствие повреждения рабочих поверхностей элементов подшипника.

При правильном монтаже и нормальной эксплуатации размеры элементов стандартных подшипников обеспечивают прочность. При перегрузке, как правило, выходит из строя наружное кольцо, плоскость излома кольца шарикоподшипника  обычно проходит вдоль желоба перпендикулярно оси подшипника.

При перекосах подшипников нагрузка, приходящаяся на некоторые тела качения, резко увеличивается, в результате чего они могут оказаться раздавленными.

Чаще других элементов выходит из строя сепаратор. Тонкостенные штампованные сепараторы разрушаются по сечению, ослабленному отверстиями под заклепки, а массивные – по перемычкам между элементами качения.

Основной причиной разрушения сепараторов является большое давление со стороны тел качения в результате центробежных сил, которые тем больше, чем выше окружная скорость. По этой причине сепараторы быстроходных подшипников изготовляют из материалов, обладающих большой прочностью и малым удельным весом (текстолит, алюминиевые сплавы и др.).

В подавляющем большинстве случаев выход из строя подшипников качения происходит вследствие повреждения рабочих поверхностей их деталей. Основные виды поверхностных повреждений деталей подшипника следующие.

Абразивное изнашивание происходит при работе плохо защищенного подшипника в среде, загрязненной абразивной пылью. В результате возникают большие зазоры между кольцами и телами качения.

Образование вмятин (бринеллирование) вследствие превышения предела текучести материала на опорной поверхности тела качения с кольцом обычно происходит при динамических и больших статических нагрузках без вращения.

Выкрашивание рабочих поверхностей деталей подшипника в результате циклического контактного нагружения является основной причиной выхода подшипников качения из строя. Механизм контактного выкрашивания беговых дорожек колец и тел качения такай же, как у зубчатых колес.

1.4. Виды нагружения колец

Условия работы внутренних и наружных колец зависят главным образом от того, вращается или неподвижно данное кольцо относительно действующей  на подшипник радиальной нагрузки. В соответствии с этим различают следующие виды нагружения колец (по ГОСТу 3325–55): местное, циркуляционное и колебательное.

Местное нагружение – кольцо воспринимает радиальную нагрузку, постоянную по направлению, лишь ограниченным участком окружности дорожки качения и передает ее соответствующему ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса.

Циркуляционное нагружение – кольцо воспринимает радиальную нагрузку последовательно всей окружностью дорожки качения и передает ее всей посадочной поверхности вала или корпуса. Такой характер нагружения кольца получается при его вращении и постоянно направленной нагрузке или, наоборот, при радиальной нагрузке, вращающейся относительно рассматриваемого кольца.