Изучение конструкции основных типов подшипников качения

Учреждение образования

Республики Беларусь

Учреждение образования

Гомельский государственный технический университет

имени П.О. Сухого

Кафедра «Детали машин»

Лабораторная работа №2

«Изучение конструкции подшипников качения»

Выполнил студент группы Т-31

Корако Д.Т.

Принял преподаватель

Ковалева Н.В.

Гомель 2002

“Изучение конструкции подшипников качения”

Цель работы: ознакомление с классификацией,  характеристиками,  кон­струкцией, условными обозначениями и областями приме­нения основных типов подшипников качения.

Общие сведений.

Подшипники качения - это опоры валов и вращающихся осей,  ис­пользующие тела качения  (шарики или ролики)  и работающие на основе трения качения. Они состоят из наружного и внутреннего колец с дорожками качения,  тел качения и сепаратора. Причем одно или оба кольца или сепаратор могут отсутствовать. При этом дорожки качения выполняют на валу и в корпусе.

Основные достоинства подшипников качения    по сравнению с под­шипниками скольжения: меньше моменты сил трения и малая их зависи­мость от скорости,  меньше  (в 5-10 раз) пусковые моменты и теплообра­зование,  меньше требования к уходу и расход смазочных материалов, меньшая ширина при большей несущей способности на ее единицу, мень­ше требования к материалу и к термической обработке валов, значи­тельно меньший расход цветных металлов.

Недостатки: повышенные диаметральные габариты, высокие кон­тактные напряжения и поэтому ограниченный срок службы при большом его рассеивании,  высокая стоимость при мелкосерийном производстве уникальных подшипников, меньшая демпфирующая способность,  чем у подшипникове скольжения.

Подшипники качения стандартизованы и централизовано изготов­ляются в массовом производстве с наружными диаметрами от 1,5 мм до 2,6 м и массой от 0,5 гр. до 3,5 т. В настоящее время подшипники качения - это основные опоры в машиностроении и приборостроении. Однако они неприменимы в качестве  (применяются подшипники скольжения ) :

1.  разъемных опор, необходимых по условиям сборки,  например, для коленчатых валов;

2.  опор, работающих со скоростями больше 30 м/c, при которых долговечность подшипников качения мала;

3.  опор прецизионных машин, от которых требуется особо точное нап­равление валов и возможность регулировки зазоров;

4.  опор, подверженных значительным толчкам,  ударам и вибрационным нагрузкам;

5.  опор очень малых диаметральных размеров, например, для близко расположенных валов;

6.  спор, работающих в особых условиях  (вода, агрессивные среды,  загрязненная смазка и т.д.),  в которых подшипники качения нерабо­тоспособны;

7.  опор тихоходных вспомогательных малоответственных механизмов и др.

Работоспособность подшипника существенно зависит от точности изготовления и качества сепаратора.

ГССТом 620-71 установлено 5 классов точности: 0 – нормальный, применяют для валов общего назначения; 6, 5, 4, 2 – применяют для валов, требующих точного вращения  (станки, приборы и др.)  и для валов с особо высокими скоростями вращения.

С повышением класса точности стоимость подшипника существенно воз­растает.

В подшипнике без сепаратора тела качения набегают друг на дру­га. При этом кроме трения качения возникает и трение скольжения, поэтом;  увеличиваются потери на трение и износ подшипников. Сепа­ратор разделяет и направляет тела качения. При этом снижаются поте­ри и износ. Сепараторы массовых подшипников изготовляют штампован­ными из стальной ленты, для высокоскоростных подшипников применяют массивные сепараторы из латуни,  бронза, дюралюминия или пластмассы.

Основной материал колец и тел качения – это шарикоподшипниковые высокоуглеродистые хромистые стали 12X15,  иХ15СТ  (15-0,15% хрома,  1-1,1 - углерода). Применяют цементуемые легированные ста­ли 18ХГТ и 20А2Н4А. Для работы при высоких температурах применяют теплостойкие стали 56X18, ЭК347& и др., при требовании немагнитности – бериллиевую бронзу.  Твердость колец и роликов   HRC60-65, ша­риков – HRC62-65.

По форме тел качения подшипники делят на роликовые с роликами:  цилиндрическими короткими и длинными, витыми, коническими, бочкообразными и игольчатыми (рис. 1).

Размерные серии подшипников на рис. 2.

            

                 Рис. 2 Размерные серии подшипников.

                           а) особо легкая; б) легкая;

                           в) легкая широкая; г) средняя;

По числу рядов тел качения различают подшипники одно-, двух- и многорядные.

По признаку самоустанавливаемости подшипники делят на:

1.  радиальные, воспринимающие радиальную и небольшую осевую нагрузку;

2.  радиально-упорные, воспринимающие комбинированную радиальную и осевую нагрузку:

3.  упорно-радиальные, предназначенные для большой осевой и небольшой радиальной нагрузки;

4.  упорные, воспринимающие только осевую нагрузку.

Основные типы подшипников на рис. 3.

а) шарикоподшипник радиальный однорядный;

б) роликоподшипник радиальный с коротким цилиндрическим роликом;

в) роликоподшипник радиальный двухрядный с коротким цилиндрическим роликом;

г) шарикоподшипник радиальный двухрядный сферический;

д) роликоподшипник радиальный сферический двухрядный;

е) роликоподшипник игольчатый;

ж) шарикоподшипник радиально-упорный;

и) роликоподшипник радиально-упорный с коническим роликом;

к) шарикоподшипник упорный;

л) роликоподшипник упорный.

                                          Практическая часть

При предварительной конструктивной проработке по рекомендации 3 были выбраны тип подшипника и класс точности, намечена схема установки подшипников.

Данный роликовый двухрядный сферический подшипник 3509 (серия легкая) выбран по диаметру 95=45 (мм).

b=22.9 мм

d=45 мм

D=84.8 мм

Схема подшипника на рис. 4.