Подшипники качения. Выбор типа подшипников. Выбор схемы расположения подшипников. Расчёт подшипников качения. Конструирование подшипниковых узлов

1.  ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ

                     1.1. Выбор типа подшипников

Подшипниковые узлы комплектуются из деталей высокой точности изготовления и монтажа, которые требуют строгого выполнения правил эксплуатации. Первым ответственным шагом конструктора является назначение типа подшипника, пользуясь исходными данными и предварительно принятыми конструктивными решениями.

На выбор типоразмера подшипника влияют:

1)  величина и направление нагрузок (радиальные F_r1и F_r2и осевая F_a в Н);

2) диаметр шейки вала d, мм, совпадающий с диаметром отверстия внутреннего кольца подшипника;

3)  частота вращения одного из колец подшипника п в об/мин; для подшипников сателлитов планетарных редукторов – относительная частота вращения;

4)  сведения о наличии или отсутствии вращения наружного кольца подшипника, влияющие на выбор кинематического коэффициента V;

5) необходимый ресурс L_hв часах;

6) характер нагрузки (спокойная, умеренные толчки и др.), учитываемый коэффициентом режима нагрузки K_б;

7)  температура окружающей среды;

8) особые требования к подшипнику, предъявляемые конструкцией узла машины или механизма и условиями его эксплуатации (самоустанавливаемость для компенсации перекосов вала или корпуса, плавающие валы или опоры, повышение жёсткости и точности вращения, класс точности подшипника и т.п.).

Несущая способность подшипника, выражаемая динамической С и статической С₀ грузоподъёмностью (в ньютонах), зависит от следующих факторов:

1)  формы тел качения (роликоподшипники  имеют  бóльшую площадку контакта и соответственно бóльшую грузоподъёмность);

2)  числа тел качения, размещаемых между кольцами;

3)  числа рядов; два ряда и более могут нести, естественно, бóльшую нагрузку;

4)  ширины подшипника В, наружного диаметра D, диаметра тел качения d_wпри неизменном внутреннем диаметре d; с ростом номера серии они увеличиваются и повышают несущую способность;

5)  точности изготовления подшипника; с повышением точности уменьшается разница в диаметрах тел качения и распределение нагрузки по ним приближается к теоретической; при отсутствии особых требований принимают класс точности 0 (нормальный) по ГОСТ 520.

Условные обозначения подшипников качения содержат информацию о вну-треннем диаметре подшипника d, его серии, типе, конструктивных особенностях и классе точности. Все перечисленные характеристики обозначаются цифрами. В общем обозначении:

цифры, отсчитываемые справа, обозначают:

1-я и 2-я, помноженные на 5, дают d(см. пример ниже);

3-я и 7-я (чаще только 3-я) – серию подшипника; например, 2 – легкая серия, 3 – средняя и т.д.,

4-я – тип подшипника (см. ниже);

5-я и 6-я – конструктивные особенности;

8-я – класс точности, который указывают перед обозначением подшипника через черточку: 0 – нормальный класс, 6 – повышенный, 5 – высокий и т.д. Нули, стоящие в обозначении слева, в том числе класс точности, не показывают.

Тип подшипника зашифрован цифрой (четвёртой справа):

тип 0000 - шарикоподшипник радиальный однорядный; например, в обозначении подшипника 180208  цифра 0 на четвёртом месте справа соответствует радиальному шарикоподшипнику легкой серии (2) с внутренним диаметром d = 40 мм (последние две цифры 08 × 5)  с двумя защитными шайбами (8) и двусторонним уплотнением (1); класс точности – нормальный (0 слева опущен);

тип 1000 - шариковый радиальный двухрядный сферический подшипник;

тип 2000 - роликоподшипник с короткими цилиндрическими роликами (например, буксовые подшипники подвижного состава);

      тип 3000 - роликоподшипник радиальный сферический двухрядный;        тип 4000 - роликоподшипник игольчатый;

тип 5000 - роликоподшипник с витыми роликами;

тип 6000 - шарикоподшипник радиально-упорный;

тип 7000 - конический роликоподшипник (радиально-упорный);

тип 8000 - упорный шарикоподшипник; тип 9000 - упорный роликоподшипник.

В общем случае без обоснований можно принимать шарикоподшипник радиальный однорядный типа 0000, выпускаемый как изделие массового производства и наиболее дешёвый. Такие подшипники следует принимать для цилиндрических редукторов и в конструкциях с небольшими осевыми нагрузками. Относительные характеристики подшипников наиболее распространённых типов приведены в табл. 1.

  Таблица 1. Сравнительная характеристика подшипников качения

1.2.Выбор схемы расположения подшипников