5.2.2. Подшипники качения
Подшипники качения состоят из внутренних и наружных колец, тел качения и сепараторов, отделяющих тела качения друг от друга.
Классификация подшипников качения
Подшипники качения классифицируют по форме тел качения –шариковые и роликовые; по числу рядов тел качения – однорядные и двухрядные; по направлению воспринимаемой нагрузки – радиальные, радиально-упорные, упорные; по конструктивным особенностям – с канавками на наружном кольце, с одной или двумя защитными шайбами и другими особенностями.
Области применения подшипников качения
В настоящее время подшипники качения являются основными видами опор во всех машинах. Они используются в широком диапазоне воспринимаемых нагрузок и скоростей вращения.
Достоинства подшипников качения:
по сравнению с подшипниками скольжения в подшипниках качения трение значительно меньше, КПД подшипников выше;
выше несущая способность;
простота обслуживания;
малый расход цветных металлов;
малый расход смазочных материалов;
малые осевые размеры;
высокая степень взаимозаменяемости.
Основные недостатки подшипников качения:
чувствительность к ударам и вибрациям;
большие габаритные размеры в радиальном направлении;
малая долговечность и надежность при высоких скоростях.
Быстроходность подшипников качения ограничивается:
– повышением температуры, которое может снизить стойкость смазки и вызвать отпуск тел качения;
– прочностью и долговечностью сепараторов;
– ускоренным усталостным разрушением.
Наиболее быстроходными являются подшипники с малым трением на площадке контакта – шариковые и роликовые с короткими цилиндрическими роликами.
На рис. 5.6 представлены основные типы подшипников качения.
Рис. 5.6. Подшипники качения:
а – шариковый радиальный; б – шариковый радиальный сферический; в – роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами без бурта на наружном кольце; г – роликовый конический; д – роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами с буртом на наружном кольце; е – роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами с одним буртом на внутреннем кольце и плоским упорным кольцом; ж – шариковый радиально-упорный; з – роликовый радиальный сферический; и – роликовый игольчатый; к – шариковый упорный; л – шариковый упорный двойной; м – шариковый радиально-упорный с разъемным внутренним или наружным кольцом и контактом в трех или четырех точках
Шариковые подшипники
Шариковые радиальные подшипники (рис. 5.6, а) могут воспринимать значительную радиальную нагрузку и небольшую осевую нагрузку в обоих направлениях при недоиспользованной радиальной. Они наиболее дешевы и широко распространены.
Шариковые радиальные сферические подшипники (рис. 5.6, б) предназначены для восприятия радиальных нагрузок, допускают значительные перекосы (до 4°) колец, применяются в конструкции с нежесткими валами или где невозможно обеспечить соосность отверстий в корпусах.
Шариковые радиально-упорные подшипники (рис. 5.6, ж) отличаются большей грузоподъемностью, предназначены для восприятия комбинированных радиальных и осевых нагрузок только одного направления. Работать только при радиальной нагрузке они не могут, под действием радиальных нагрузок из-за наклона контактных линий возникают внутренние осевые силы.
Шариковые упорные подшипники (рис. 5.6, к, л) воспринимают только осевые нагрузки, лучше работают на вертикальных валах.
Роликовые подшипники
Роликовые радиальные подшипники (рис. 5.6, в) выпускают с коротким цилиндрическим роликом, с длинным цилиндрическим роликом (игольчатый подшипник см. рис. 5.6, д,). Такие подшипники не воспринимают осевые нагрузки, допускают раздельный монтаж колец. Роликовые подшипники обладают большой радиальной грузоподъемностью, допускают только осевое смещение колец.
Кроме перечисленных выпускают подшипники с витыми цилиндрическими роликами.
Роликовые радиальные сферические подшипники (рис. 5.6, з) обладают большей грузоподъемностью, чем шариковые, но они сложнее и дороже.
Роликовые конические подшипники (рис. 5.6, г) необходимо регулировать при сборке. Подшипники этого типа допускают раздельный монтаж наружного кольца, воспринимают радиальную и осевую нагрузки, обладают большой нагрузочной способностью.
Упорные подшипники могут быть и роликовыми. Они обладают большой несущей способностью, практически не допускают перекоса колец.
Роликовые подшипники выполняют с роликами различной формы (цилиндрической, конической, бочкообразной). Иногда для уменьшения габаритных размеров дорожки качения выполняют прямо на валу или в корпусе машины, а подшипник изготовляют без внутреннего кольца. Некоторые подшипники изготовляют без сепараторов.
Серии подшипников
Для одного и того же диаметра выпускают подшипники разных серий (рис. 5.7), отличающиеся габаритными размерами и грузоподъемностью.
Рис. 5.7. Некоторые типоразмеры подшипников
Серии диаметров и ширин: особо легкая – 100; легкая – 200; легкая широкая – 500; средняя – 300; средняя широкая – 600; тяжелая – 400.