Подшипники качения

ФГБОУ ВПО «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»КАФЕДРА «МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ»

Вольнов А.С.

ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ

Оренбург 2015

Оренбургский государственный университет


СОДЕРЖАНИЕ

1 Общие сведения о подшипниках качения

2 Нормативные документы

3 Классы точности подшипников качения

4 Условные обозначения подшипников качения

5 Расчет и выбор посадок подшипников качения

Подшипник качения (видео)

6 Классификация подшипников качения

Список использованных источников

1 Общие сведения о подшипниках качения• Подшипник качения – подшипник, работающий по принципу

трения качения. • Подшипник качения готовое стандартное изделие

(изготавливаемое на специализированном заводе), которое устанавливается в механизм или машину без дополнительной доработки.

• Конструктивно подшипник качения, как правило, включает 4 основных элемента:

• 1) наружное кольцо, устанавливаемое обычно в корпусе;• 2) внутреннее кольцо, обычно насаживаемое на цапфу вала; • 3) тела качения (шарики или ролики), обкатывающиеся при работе

подшипника по беговым дорожкам наружного и внутреннего колец, и • 4) сепаратор, разделяющий тела качения друг от друга. • Они обладают полной внешней взаимозаменяемостью по

присоединительным размерам: D - наружный диаметр наружного кольца и внутреннему диаметру - d внутреннего кольца, и неполной внутренней взаимозаменяемостью между телами качения и кольцами.

• Полная взаимозаменяемость по присоединительным поверхностям позволяет быстро заменять и монтировать изношенные подшипники качения при со хранении их хорошего качества.


Достоинства и недостатки подшипников каченияДостоинства подшипников качения:1. малые потери на трение (приведённый к цапфе

вала коэффициент трения подшипников качения f = 1,510-3…610-3);2. малые габариты в осевом направлении;3. низкая стоимость при высокой степени

взаимозаменяемости;4. малый пусковой момент сопротивления,

практически одинаковый с моментом, действующим в процессе установившегося движения;

5. малый расход смазочных материалов и, следовательно, малый объём работ по обслуживанию;

6. пониженные требования к материалу и качеству обработки цапф.Недостатки подшипников качения:1. высокая чувствительность к ударным и

вибрационным нагрузкам вследствие малых площадей контакта между телами качения и беговыми дорожками колец подшипника;

2. большие габариты в радиальном направлении;3. малая надёжность в высокоскоростных приводах.


2 Нормативные документы• Термины и определения подшипников качения и их

элементов регламентирует ГОСТ 24955-81;• Допуски и отклонения размеров, формы, точности

вращения и зазоров ненагруженных подшипников - ГОСТ 25256-2013;

• Основные размеры подшипников устанавливает ГОСТ 3478-2012; • ГОСТ 520-2011 регламентирует методы контроля

точности отдельных колец и собранных подшипников, а также показатели обязательного ресурса, технические требования на материалы и термообработку, шероховатость присоединительных поверхностей, тел качения и дорожек качения.


3 Классы точности подшипников качения3 Классы точности подшипников качения

• В зависимости от указанных показателей точности по ГОСТ 520-2011 установлены следующие классы точности, указанные в порядке повышения их точности:

• 0, 6, 5, 4, 2, Т - для шариковых и роликовых радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников.

• 0, 6, 5, 4, 2 - для упорных, упорно-радиальных подшипников (без изменения как в ГОСТ 520-2011).

• 0, 6Х, 6, 5, 4, 2 - для роликовых конических.• Установлены дополнительные классы точности подшипников - 8 и 7 - ниже

класса точности 0 для применения по заказу потребителей в неответственных узлах.

• В зависимости от наличия требований по уровню вибрации или уровня других дополнительных требований установлены три категории подшипников - А, В, С.

• При выборе следует ориентироваться на 0 класс точности для большинства механизмов общего назначения.

• Более высокие классы точности применяют при больших частотах вращения и в случаях, когда требуется высокая точность вращения вала (например, для шпинделей шлифовальных и других прецизионных станков, для авиационных двигателей, приборов).


4 Условные обозначения подшипников качения


Стандартом установлены классы точности 0, 6,5,4,2 (в

порядке повышения точности), класс 0 не

маркируется

Класс точности Основное условное обозначениеДругие конструктивные

особенности

Серия по ширине

Характеризуют диаметр подшипника на вал

Обозначение 00 01 02 03 Частное от деления диаметра посадки на 5

Диаметр посадки, мм

10 12 15 17 15<d<495

Незначащие нули слева в основном условном обозначении подшипника не указываются

Серия по наружному диаметру

Конструктивные особенности

Характеризует тип подшипника

Обозна-чение

Тип

0 Шариковый радиальный однорядный

1 Шариковый радиальный двухрядный сферический

2 Роликовый радиальный однорядный с короткими цилиндрическими роликами

3 Роликовый радиальный двурядный сферический

4 Роликовый радиальный с длинными цилиндрическими роликами или иглами

5 Роликовый с витыми роликами

6 Шариковый радиально-упорный

7 Роликовый радиально-упорный

8 Шариковый упорный

9 Роликовый упорный

Серии подшипников каченияСерии подшипников качения • Для каждого типа подшипника при одном и том же внутреннем диаметре

имеются различные серии, отличающиеся размерами колец и тел качения.В зависимости от размера наружного диаметра подшипники бывают:• сверхлегкие;• особо легкие (1);• легкие (2);• средние (3);• тяжелые (4).В зависимости от ширины

подшипника серии подразделяются на:• особо узкие;• узкие;• нормальные;• широкие;• особо широкие.Подшипники качения маркируют нанесением на торец колец ряда цифр и букв, условно обозначающих внутренний диаметр, серию, тип, конструктивные разновидности, класс точности и др.


ОбозначениеОбозначение подшипников каченияподшипников качения Две первые цифры справа обозначают его внутренний диаметр d.

Для подшипников с d=20..495 мм размер внутреннего диаметра определяется умножением указанных двух цифр на 5. Третья цифра справа обозначает серию диаметров от особо легкой серии (1) до тяжелой (4). Четвертая цифра справа обозначает тип подшипника:

Пятая или пятая и шеста цифры справа обозначают отклонение конструкции подшипника от основного типа. Седьмая цифра справа обозначает серию ширин. Цифры 2, 4, 5, 6, стоящие через тире впереди цифр у основного обозначения подшипника, указывают его класс точности. Нормальный класс точности обозначается цифрой 0, которая не проставляется. Сверхвысоким классом точности является 2, а затем в порядке понижения точности следует 4, 5, 6 и 0. В условном обозначении подшипников могут быть дополнительные знаки, характеризующие изменение металла деталей подшипника, специальные технологические требования и т. д. В качестве примера рассмотрим подшипник 7309. Он имеет диаметр d=45 мм, среднюю серию диаметров. Приведенный в качестве примера подшипник является роликовым коническим и имеет нормальный класс точности.


5 Расчет и выбор посадок подшипников качения

• 5.1 Для данного в задании подшипника производят расшифровку его условного обозначения и по ГОСТ 8338-75 определяют его номинальные размеры: внутренний диаметр внутреннего кольца d, мм; наружный диаметр наружного кольца D, мм; ширину подшипника В, мм;

ширину фаски r, мм. • 5.2 Производится анализ условий работы подшипникового узла (нагружения колец

подшипника, перегрузки подшипника) и определяется вид нагружения. Виды нагружения также могут быть указаны в задании.

• 5.3 В случае циркуляционного нагружения кольца подшипника посадка выбирается по интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности:

где FR – радиальная нагрузка на опору, кН; b – рабочая ширина посадочной поверхности кольца подшипника за вычетом фасок (b = B – 2r), м;

k1 – динамический коэффициент посадки. Зависит от характера нагрузки:

- k1=1 при перегрузке до 150 %, умеренных толчках и вибрации;

- k1=1,8 при перегрузке до 300 %, сильных толчках и вибрации;

k2 - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (если вал сплошной, то k2 = 1).

k3 - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки FR между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки Fa на опору.


,kkkb

FP 321

RR

Расчет и выбор посадок подшипников качения

Таблица - Значение коэффициентов k2, k3

Fa/Fr ctg dв/d или

D/Dk

Коэффициент k2

k3Для вала Для корпуса

свыше до D/d<1,5 D/d=1,5÷2,0 D/d>2÷3Для всех

подшипниковсвыше до

-0,40,70,8

0,40,70,8-

1,01,21,52,0

1,01,41,72,3

1,01,62,03,0

1,01,11,41,8

-0,20,40,61,0

0,20,40,61

1,01,21,41,62,0

Примечание: d и D- соответственно диаметры отверстия и наружной поверхности подшипника; dв- диаметр отверстия полового вала; Dk- диаметр наружной поверхности

тонкостенного корпуса.



Таблица - Посадки подшипников качения (соединение: корпус - наружное кольцо)

Вид нагружения наружного кольца

Режим работы подшипника Поле допуска отверстия

Местное Нормальный или лёгкийНормальный или тяжёлыйНаружное кольцо может перемещаться в осевом

направлении

Н7Н8Js6Js7

Циркуляционное Нормальный или тяжёлый М7N7

Колебательное Нормальный или тяжёлыйНормальное кольцо не

перемещается в осевом направлении

Наружное кольцо легко перемещается в осевом

направлении

К7



Схема распределения нагрузки

между телами качения в подшипнике

Примечание: В процессе работы тела качения катятся по дорожкам качения колец, одно из которых в большинстве случаев неподвижно. Распределение нагрузки между несущими телами качения неравномерно и зависит от величины радиального зазора в подшипнике и от точности геометрической формы его деталей.

5.4 После определения интенсивности нагрузки РR кольца, испытывающего циркуляционное нагружение определяется поле допуска сопрягаемой с данным кольцом детали (вала или отверстия корпуса).

Для данного поля допуска по ГОСТ 25347-82 определяются предельные отклонения (либо es и ei или ES и EI) размеров посадочных поверхностей вала и отверстия (корпуса).

Отклонения диаметров d или D внутреннего или наружного кольца подшипника принимаются в соответствии с ГОСТ 520-2011.


Таблица - Допускаемые интенсивности нагрузок на посадочных поверхностях валов и корпусов

Диаметр dотверстия внутреннего

кольца подшипника, мм

Допускаемые значения PR, кН/м

Поле допуска для вала

js6, js5 k6, k5 m6, m5 n6, n5

Св. 18 до 80» 80 » 180» 180 » 360»360 » 630

До 300» 600» 700» 900

300-1400600-2000700-3000900-3500

1400-16002000-25003000-35003500-5400

1600-30002500-40003500-60005400-8000

Диаметр D наружного кольца, мм

Поле допуска для корпуса

K7, K6 M7, M6 N7, N6 P7

Св. 50 до 180» 180 » 360» 360 » 630» 630 »1600

До 800» 1000» 1200» 1600

800-10001000-15001200-20001600-2500

1000-13001500-20002000-26002500-3500

1300-25002000-33002600-40003500-5500

Примечание - Допускаемые значения PR рассчитаны по средним значениям посадочных натягов.Далее рассчитываются значения наибольшего натяга и наибольшего зазора, строится схема полей допусков.


НагружениеПосадочные

диаметры, мм

Посадка

Типподшипникана вал

в корпус стальной иличугунный

неразъемный разъемный

Спокойное или с умеренными толчками и вибрацией;

перегрузка до 150 %

До 80 h5, h6, g5 H6, H7

H6, H7, H8*Все, кроме

штампованных игольчатых

Св. 80 до 260 g6,f6*, js6 G6, G7

Св. 260 до 500500 » 1600

f6, js6 F7, F8

С ударами и вибрацией;

перегрузка до 300 %

До 80h5, h6

Js6, Js7

Js6, Js7

Все, кроме штампованных игольчатых и

роликовых конических двухрядных

Св. 80 до 260

H6, H7Св. 260 » 500» 500 » 1600

g5, g6

* Применять при частоте вращения подшипника не более 0,6nпр (nпр - предельно допускаемая частота вращения).

Таблица - Рекомендуемые посадки для колец при местном нагружении

5.5 В случае местного нагружения подшипникового кольца рекомендуемые поля допусков вала и отверстия корпуса под внутренние и наружные кольца подшипников приведены в таблице. По данной таблице определяется поле допуска сопрягаемой с данным кольцом детали (вала или отверстия корпуса).


5.6 В случае колебательного нагружения подшипникового кольца рекомендуемые поля допусков вала и отверстия корпуса под внутренние и наружные кольца подшипников приведены в таблице. По данной таблице определяется поле допуска сопрягаемой с данным кольцом детали (вала или отверстия корпуса).

Шариковые и роликовые радиальные подшипники

Вид нагружения кольца

Поле допуска Посадка

вала отверстия на валу в отверстии

Колебательное js4; js5; js6 JS4; JS5; JS7L2/js4; L4/js5; L5/js5;

L6/js6; L0/js6JS4/I2; JS5/I4; JS5/I5;

JS7/I6; JS7/I0

Примечания - 1. При частотах вращения, превышающих предельные, для местнонагруженных колец подшипника следует использовать в посадках поля допусков с основными отклонениями jS и JS. 2. Допускается применение в

посадках при необходимости полей допусков ограниченного применения j5; j6; J6; j7.

Таблица - Рекомендуемые поля допусков и посадки шариковых и роликовых радиальных, радиально- упорных и упорных подшипников для колебательного нагружения колец по ГОСТ 3325-85

По форме тел качения подшипники качения классифицируют на:


Шариковые предпочтительно применять при высоких скоростях и малых нагрузках

Тела качения подшипников


ШарикРолик

цилиндрическийкороткий

Ролик цилиндрический

длинный

Игла

Ролик витой Ролик конический

Ролик бочкообразныйсимметричный

Ролик сфероконический

Разновидности роликовых подшипников качения


- Роликоподшипники применяют при средних и малых скоростях и повышенных нагрузках;- Подшипники с витыми роликами применяют при динамических нагрузках;- Подшипники с бочкообразными и сфероконическими роликами применяют в условиях несоосности внутреннего и наружного колец.

Классификация подшипников качения

• По количеству рядов тел качения – однорядные, двух-, трёх- и более рядные;

• По направлению воспринимаемой нагрузки – радиальные (нагрузка, перпендикулярная оси вращения), радиально-упорные (радиальная и осевая нагрузки, причём радиальная нагрузка больше осевой), упорно-радиальные (радиальная и осевая нагрузки, но радиальная нагрузка меньше осевой), упорные (только под осевую нагрузку), комбинированные (радиальная и осевая нагрузки воспринимаются разными телами качения);

• По самоустанавливаемости – несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся;

Роликовый радиальный сферический подшипник

Роликовый радиальный подшипник с короткими цилиндрическими роликами

Роликовый конический подшипник (радиально-упорный роликоподшипник)


Типы подшипников каченияОренбургский государственный университет

ШАРИКОВЫЕ РОЛИКОВЫЕ

шариковый радиальный

шариковый сферический

шариковый радиально-упорный

шариковый упорный

роликовый радиальный

роликовый радиально-упорный

роликовый сферический

роликовый игольчатый






шариковый упорный









роликовый игольчатый




Схемы установки радиально-упорных подшипников

Регулировка подшипников осуществляется

подбором металлических прокладок между

крышкой подшипника и стаканом

Регулировка подшипников осуществляется перемещением внутреннего кольца одного из

подшипников посредством гайки


Перед монтажом подшипникового узла подшипник промывают в горячем минеральном масле или бензине. Посадочные поверхности вала и корпуса чисто протирают и слегка смазывают. Для облегчения посадки подшипника на вал с натягом подшипник предварительно нагревают до 80…90°С в горячем минеральном масле. Сила напрессовки прикладывают к тому кольцу, которое монтируется с натягом. Передача монтажных сил через тела качения недопустима. Во избежание появления вмятин на дорожках качения при демонтаже подшипник захватывают за внутреннее кольцо при удалении с вала и за наружное при удалении из корпуса.

Крепление наружных колец подшипников качения в корпусе


ЗаплечникамиТорцевой крышкой

Крышкой и заплечником

Стаканом икрышкой

Упорным бортом подшипника

Врезнойкрышкой

Пружиннымкольцом

Гайкой и заплечником

ПОВРЕЖДЕНИЯ ПОДШИПНИКОВ При разрушении подшипника бывает сложно точно определить причину.

Наиболее распространёнными причинами разрушения подшипников являются: Износ; Уменьшение или истирание слоя смазки; Слишком высокая температура окружающей среды; Перегрузка двигателя; Коррозия; Неправильный монтаж; Повреждение при транспортировке; Вибрации

55

5

10

20

55

Повреждения при транспортировке

Некорректная установка

Загрязнение рабочей жидкости

Неправильный выбор подшипника когдаизвестна рабочая нагрузка и рабочая зона

Загрязнения твёрдыми включениями

Повряждения, связанные со смазкой(недостаточная, неподходящая или стараяконсистентная смазка)


Подшипник качения (видео)


Список использованных источников

1 ГОСТ 24955-81 Подшипники качения. Термины и определения

2 ГОСТ 25256-2013 Подшипники качения. Допуски. Термины и определения

3 ГОСТ 3478-2012 Подшипники качения. Присоединительные размеры

4 ГОСТ 520-2011 Подшипники качения. Общие технические условия


Тест


Верно!Верно!

Подумайте еще!Подумайте еще!


По форме тел качения подшипники разделяют на :

а) Шариковые, роликовые

б) Радиальные, упорные

в) Роликовые, упорные

г) Шариковые, радиальные


Благодарю за внимание!


Подшипники качения

Engineering