Подшипник для чего предназначен. Подшипники: стандарты, размеры, типы, классификация, назначение, маркировка
Подшипники можно классифицировать по самым разнообразным признакам, однако для упрощения понимания вопроса в данном материале рассмотрим самую простую систему классификации, основанную на двух признаках:
- Тип воспринимаемой нагрузки;
- Тела качения, за счет которых работает подшипник (или их отсутствие).
Типы подшипников по характеру действующей нагрузки
По типу воспринимаемой нагрузки подшипники можно разделить на
- радиальные подшипники (основной тип действующей нагрузки - радиальная);
- упорные подшипники (тип действующей нагрузки - осевая);
- радиально-упорные подшипники (воспринимают нагрузки обоих типов);
- упорно-радиальные (воспринимают нагрузки обоих типов, но преимущественно осевые);
Все иллюстрации смотрите ниже.
Типы подшипников по телам качения и количеству их рядов
По этому признаку подшипники можно разделить на
- шариковые подшипники (одно- или двухрядные);
- роликовые подшипники (одно- и двухрядные, с коническими или цилиндрическими роликами);
- игольчатые подшипники (их можно рассматривать как разновидность роликовых);
- подшипники скольжения (тела качения отсутствуют).
Кроме этого, выделяют группы подшипников по их размеру - крупногабаритные и малые (или миниатюрные). Мы не будем заострять внимание на редких для основной массы потребителей линейных подшипниках, комбинированных и более экзотических типах, например, проволочных, а рассмотрим только самые основные.
Как определить тип подшипника по его номеру
Проще всего определить тип подшипника, маркировка которого соответствует ГОСТ (отечественные, маркируемые по системе обозначений, принятой еще в советском союзе. Нужно просто посмотреть на четвертую от конца цифру, которая и кодирует тип (первая и вторая кодирует внутренний диаметр, третья - ширину). Типы импортных подшипников смотрите в описании серий (см. ниже).
| 4-я цифра справа | Фото | Тип подшипника и основные особенности |
| 0 |
Шариковый радиальный (пример: 1000905, 408, 180206, 1680205). Универсальные. Обычно однорядные. |
|
| 1 |
|
Шариковый радиальный сферический двухрядный (самоустанавливающийся) (пример: 1210, 1608, 11220). Используются при несоосности валов. |
| 2 |
|
Роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами однорядный или двухрядный (пример: 42305, 2210, 3182120). Высокая грузоподъемность и скорость вращения. |
| 3 |
|
Роликовый радиальный сферический двухрядный (самоустанавливающийся) (пример: 3514, 3003124). Высокие нагрузки, перекосы колец. |
| 4 |
Роликовый радиальный игольчатый (пример: 954712, 504704, 834904). Малые габариты. Одно- или двухрядный. |
|
| 5 |
|
Роликовый радиальный с витыми роликами (пример: 5210, 65908). Высочайшая грузоподъемность, работа в загрязненных узлах, медленное вращение. Редкие. |
| 6 |
|
Шариковый радиально-упорный (пример: 36205, 66414, 3056206, 256907). Высокая скорость и точность вращения, комбинированные нагрузки. Качество для этого типа критично. Однорядные и двухрядные. |
| 7 |
|
Роликовый конический (одно-, двух-, многорядный) (пример: 7516, 807813, 537908, 697920). Совместно действующие радиальные и односторонние осевые нагрузки. Удобство монтажа. Обычно 1 ряд роликов, но может быть и 2, и 4. |
| 8 |
|
Шариковый упорный (одно- или двухрядный) (пример: 8109, 688811). Осевые нагрузки при высокой скорости вращения. Двухрядные - осевые нагрузки в обе стороны. |
| 9 |
|
Роликовый упорный (пример: 9039320, 9110). Высокие осевые нагрузки. |
После определения типа подшипника важное значение играет серия (кодируются 5, 6 и 7 цифрами от конца), которая определяет дополнительные конструктивные особенности.
Подшипники скольжения
Работают за счет скольжения поверхностей относительно друг друга.
Закрытые подшипники
Кроме указанных особенностей подшипники можно классифицировать также по тому, закрыты ли они дополнительными заглушками или нет. В закрытые смазка вносится заранее и они не нуждаются в дополнительном уходе, открытые обычно работают в жидком масле или даже смазываются при помощи масляного тумана. Заглушки бывают из каучука или металла, устанавливаются обе сразу или только с одной стороны.
Подшипниковые узлы
Подшипниковые узлы можно выделить в отдельный тип - они представляют собой подшипник, работающий в корпусе. Такая конструкция имеет массу преимуществ. В последнее время они получают все большее распространение из-за ввоза в страну импортного оборудования (наша промышленность их не выпускает).
По степени точности
Подшипники можно разделить по степени точности изготовления, подшипники более высоких степеней Т, 2 и 4 стоят в разы дороже, чем низких - 5, 6, 0 (нулевая степень точности обычно не указывается в номере).
Материалы для ознакомления
Дополнительно с ознакомлением с различными типами подшипников Вам наверняка будет полезна и следующая информация:
Дополнительные обозначения в номерах подшипников
Часто подшипники, имеющие один и тот же номер (ссответственно одинаковую конструкцию и размеры) могут кардинально отличаться друг от друга из-за разницы в применяемых материалах, классе точности, дополнительных требований. Таким образом, цена, казалось бы одного и того же подшипника, даже одного производителя, может отличаться в разы.
Маркировка на подшипниках
Данный материал подробно рассказывает, из чего складывается номер того или иного подшипника, причем не только отечественного, но и импортного производства. Условно говоря - какие цифры кодируют его тип, какие - серию, какие - размер.
Марки подшипников
В этой статье можно ознакомиться с наиболее распространенными в настоящее время марками подшипников. Разные производители выпускают продукцию настолько разного качества, что тут неуместно будет даже распространенное сравнение Мерседес - Жигули. Разница еще больше. Соответственно, цена и срок службы могут различаться в десятки раз.
Функционал подшипников очень широк. Они незаменимы для обеспечения надежной фиксации, легкого вращения или качения, уменьшения трение между двумя частями конструкции. Простое изобретение является одним из ведущих в промышленности и используется повсеместно. От его качества во многом зависит работоспособность и износостойкость машины. Многообразие таких сборочных узлов также велико, как и назначение. Что это такое - подшипник, какие виды существуют и их классификация по основным признакам, мы расскажем в этой статье и покажем фотографии.
Что представляет собой опора
По своей сути деталь является основой узла сбора. Ее основная функция состоит в том, чтобы обеспечивать надежный упор и поддерживать определенную подвижную часть конструкции. То, насколько жесткой будет такая фиксация, зависит от устройства, материала и многих других факторов.
Закрепление положения в пространстве позволяет обеспечить вращательные движения, качение при минимальном сопротивлении. Так нагрузка передается от подвижной части агрегата к другим, сохраняя износостойкость.
Какие бывают виды и типы подшипников
Все сборочные узлы можно классифицировать по принципу работы. Две основные группы составляют приборы, обеспечивающие покачивание и скольжение. Именно их чаще всего используют в машиностроении. Первая может быть представлена шариковыми и роликовыми устройствами.
Отдельное внимание заслуживают магнитные конструкции. Принцип их работы отличен от остальных, и используют их реже. К тому же в силу функциональных особенностей они должны сопровождаться запасными узлами.
Подшипники - это детали, помогающие получать от машины максимальный КПД, сохраняя ее работоспособность без специального ремонта и обслуживания.
Опоры скольжения
Эта группа деталей позволяют свободно скользить при трении двух соприкасающихся поверхностей. При этом используются разные смазки - масла, вода, химические вещества, графит и некоторые газы. Конструктивно такие приспособления могут быть как целостными, так и разборными. Производятся в комплекте со втулкой и соединяющей частью.
Устройства по типу качения
Такие узлы делают в виде двух колец, тел, обеспечивающих эффект покачивания, и сепаратора. Изготавливаются согласно установленной стандартизации, что позволяет использовать их в большинстве автомобилей, сложной технике и самолетах.
Шарикоподшипники
Функционально входят в группу узловых частей, работающих по принципу качения. Шариковые тела располагаются на поверхности наружных колец деталей. Во время работы создают небольшой момент трения, а значит практически не ограничивают скорость вращения.
Роликоподшипники
Входят в группу качения, но в их основе шарики заменены на . Это позволяет им выдерживать гораздо большие нагрузки. Такая работоспособность высоко ценится при конструировании промышленных станков и железнодорожном строении.
Магнитные опоры
Работают по принципу левитации притяжения, обеспечивая полную бесконтактность двух соседних частей. Могут использоваться в условиях агрессивной окружающей среды, но пока не так распространены, как уже перечисленные виды. Если не подстраховывать такую конструкцию другой, более традиционной, можно в одночасье потерять всю машину.
Подшипники скольжения
Основная задача таких деталей - обеспечивать свободное трение между двумя сопряженными участками. Использовать их можно как для подвижных, так и для неподвижных поверхностей, что значительно увеличивает функциональные возможности применения.
Разновидности опорных узлов скольжения
Этот тип узловой части может быть разъемным и целостным. Первый состоит из двух вкладышей, установленных в полуотверстия основания и крышки. Они могут иметь толстую или тонкую стенку относительно наружного диаметра. Толщину определяет используемый материал. Например, тонкостенные чаще всего делают из легкой малоуглеродистой стали. Конструкция неразъемного предполагает особую сборку, при которой в детали высверливается отверстие, в которое запрессовывается металлическая втулка.
Разновидности
Наиболее распространенной является классификация, основанная на способности восприятия нагрузки по направлению. В этом случае устройства разделяют на 3 группы:
- . Радиальные - принимающие перпендикулярную нагрузку с оси.
- . Упорные - берут на себя весь груз.
- . Радиально-упорные - сочетают свойства тех и других.
Существуют и еще несколько вариантов разделения узлов, но они являются скорее второстепенными.
Стандарты опор скольжения
Качество изготовления деталей, используемый в работе материал и другие условия производства описаны в Межгосударственном стандарте ISO и ГОСТе. Первый - соответствует международным требованиям, действующим в 165 странах мира. Второй - является внутренним для Российской Федерации. Все узловые части, представленные компанией «МПласт», проходят обязательную сертификацию на соответствие заявленным правилам.
Смазки подшипников скольжения
Этот вид призван обеспечивать свободное трение между двумя частями конструкции. Для нормальной работы используется один из 4-х типов смазочных материалов:
- . Жидкие - различные синтетические и минеральные масляные жидкости для металлических опор или вода для неметаллических.
- . Пластичные - изготавливаются из базового масла и загустителя.
- . Твердые - используются в условиях сухого и граничного соприкосновения. В качестве материала чаще всего выбирается графит и дисульфид молибдена.
- . Газообразные - требуются, когда конструкция работает под слабой нагрузкой, но в жарких условиях и с большим количеством оборотов.
Преимущества и недостатки
Среди плюсов можно выделить их высокую надежность при работе на большой скорости и небольшие размеры. Что касается минусов, то отметим необходимость постоянной регулировки количества смазки, пониженный КПД и производство из дорогих материалов.
Где применяются устройства
Сфера применения приборов широка. Довольно часто их используют в высокоскоростной аппаратуре, паровых и турбинных установках, в оборудовании систем навигации и других точных приборах.
Подшипники качения
Эти узловые опоры состоят из двух колец, но кроме них, в основе всегда есть тела, обеспечивающие покачивание, и сепаратор. На внутренней поверхности расположены желоба, выполняющие роль дорожек. В редких случаях сепаратор может отсутствовать, но тогда и уровень сопротивления становится выше.
Назначение
Основная цель устройств - служить упором для вращающихся частей механизмов. Именно поэтому они являются более популярными, чем узлы, обеспечивающие скольжение. Используются в электрических машинах и других конструкциях, где необходимо обеспечить износостойкость, длительную работу без смазки.
Классификация
Такие детали могут разделяться по нескольким признакам, но самым распространенным является деление по форме тел и приему нагрузки. К первой группе относятся уже упоминаемые ранее шариковые и роликовые узловые опоры. Вторая схожа с делением подшипников скольжения по типу нагрузки.
Технические характеристики
Для выбора того или иного устройства необходимо учесть несколько основных параметров. Самыми важными являются:
- . Габаритные размеры, установленные стандартом ISO.
- . Базовое и полное обозначение, включающее в себя буквенно-цифровой код, указывающий на тип, размер и конструкцию.
- . Допуски, соответствующие классам.
- . Зазор, общее расстояние, на которое одно кольцо может переместиться относительно другого.
Подобрать необходимую деталь в соответствии со всеми характеристиками предлагает компания «МПласт». В нашем ассортименте представлены самые разные , подходящие для любых механизмов.
Преимущества и недостатки
Главными плюсами являются: небольшая стоимость и массовое производство. При необходимости их легко можно заменить, а значит монтаж и обслуживание машин станет более удобным. Смазочные материалы используются в небольших количествах, что позволяет не тратить много времени на уход за механизмами.
К недостаткам относят:
- . Излишнюю чувствительность к вибрации и ударным нагрузкам.
- . Чрезмерный нагрев и опасность разрушения на высоких скоростях.
- . Большие радиальные размеры.
- . Шум во время работы.
Несмотря на существенные недостатки, сегодня они являются самыми популярными во всем мире.
Шарикоподшипник
В качестве тела, обеспечивающего покачивание, в этом типе деталей используются шарики, свободно перемещающиеся по дорожкам. Применяются для вращающихся конструкций, в которых не нужно сильное трение между двумя движущимися частями.
Описание
Узел состоит из 2 колец, изготовленных из стали. Вместе они образуют некое «ложе» для шариковых тел. При этом внутренняя часть устройства фиксируется на валу, а наружная - на опоре. При всей простоте конструкции, они широко распространены в промышленности.
Разновидности
Какие бывают типы подшипников с шариковыми телами, можно предположить исходя из общей классификации. Как и большинство деталей качения их разделяют на: радиальные, упорные и с 4-х точечным контактом. Особенность последних заключается в способности воспринимать нагрузку в двух направлениях оси или одновременную комбинированную и осевую с одной стороны.
Применение
Разные виды применяют в электродвигателях и различной бытовой технике, в станках для обработки дерева, в медицинском оборудовании, станочных шпинделях и насосах. Шариковые с 4-х точечным контактом широко распространены в редукторах.
Роликовые подшипники и их разновидности
По своему строению эти опоры схожи с предыдущим типом, но вместо шариков здесь используется тело, по форме напоминающее ролик. Так прибор может принимать на себя более серьезную нагрузку.
Описание
Конструкция разработана таким образом, что она показывает стойкость к радиальному давлению, но при этом скорость прохождения ролика по дорожке ничуть не уступает шарикоподшипникам. Единственное, на что следует обратить внимание - осевая нагрузка. Чтобы сделать устройство более устойчивым к ней, элемент качения заменяют на конический.
Виды
Классифицируют этот тип по используемому телу. Отдельно выделяют:
- . Цилиндрические.
- . Конические.
- . Игольчатые.
- . Сферические.
Применение
Роликоподшипники часто используют в насосах, мощных редукторах, в железнодорожной промышленности и автопроме..
Магнитные опорные узлы
В отличие от других, такое устройство работает на принципе магнетической левитации. Это обеспечивает полную бесконтактность между двумя частями конструкции.
Описание
Элементы выполнены таким образом, что вал парит, не соприкасаясь с другими поверхностями. Для обеспечения надежной работы предусмотрено большое количество датчиков, координирующих все движения.
Разновидности
Выделяют две группы: активные и пассивные. В первый состав входит непосредственно подшипник и электронная система. Работа второй группы строится за счет присутствия постоянных магнитов. Они менее устойчивы, чем в случае с электронной системой контроля, поэтому применяются гораздо реже.
Применение
Использовать такие устройства можно в газовых центрифугах, турбомолекулярных насосах, в различных электромагнитных подвесах, в криогенной технике, в вакуумных приборах и других сложных механизмах.
Преимущества и недостатки
В качестве плюсов выделим износостойкость деталей и возможность их использования в агрессивной окружающей среде, в том числе в космосе. Минусы проявляются в нестабильности магнитного поля, из-за которого дополнительно в механизм встраиваются традиционные устройства качения или скольжения.
Другие виды
Рассмотрим еще несколько типов узловых опор, отличающихся некоторыми функциональными особенностями.
Конические подшипники
Это разновидность роликовых, но тело здесь изготавливается в виде конуса и устанавливается на дорожку под углом. Прекрасно справляются как с радиальными, так и с осевыми нагрузками.
Самоустанавливающиеся двухрядные
Отличаются от других низким трением, что делает возможным их эксплуатацию на самых высоких скоростях. Устанавливаются на коническую или цилиндрическую шейку вала.
Игольчатый тип
Здесь в качестве тела качения выступает тонкий и длинный ролик. Элементы выглядят более компактными, но при этом обеспечивают большую производительность и надежность, экономичны в использовании.
Упорные шарикоподшипники
Основное назначение - восприятие осевых нагрузок. Относится к группе шариковых опор, поэтому внешне полностью соответствует именно им.
Сферические
Обеспечивают слабое трение. В конструкцию входит одновременно два ряда роликов, расположенных симметрично.
Термостойкие
Предназначены для работы в жарких условиях. Отличаются надежностью и простотой эксплуатации.
Плавающая узловая опора
Позволяет валу перемещаться линейно. Воспринимает на себя только радиальную нагрузку. Легко регулируется и прост в эксплуатации.
Скоростные устройства
Обеспечивает нормальное качение на высоких оборотах. Отличаются отлчным качеством и износостойкостью.
Шпиндельный
Имеет хорошую грузоподъемность. Часто используется в вентиляторах, мощных насосах и станках, поскольку хорошо работает на значительных оборотах.
Высокоточные
Имеют высокие эксплуатационные характеристики, благодаря которым часто используются в авиастроении, космонавтике и военной промышленности.
Закрытые
Оснащается уплотнителями, закрывающими открытое пространство. Это позволяет увеличить износостойкость в сложных условиях.
Фланцевые подшипники
Встроенный фланец повышает надежность крепления, чтобы деталь выдерживала большие нагрузки.
Опорные
Воспринимают тяжесть вдоль оси вращения. Сфера применения сильно ограничена, поэтому встречается реже, чем другие варианты.
Устройства линейного перемещения
Обладают высокими рабочими качествами при минимальном трении.
Маркировка
Код состоит из 3-х частей, каждая из которых представляет информацию о детали. Первая дает представление о конструкции узла, вторая - о размере, а третья - о диаметре. Маркируются приборы в соответствии с установленным международным стандартом.
Классы точности
В России все опорные узлы имеют маркировку в соответствии с одним из классов, соответствующих требованиям ГОСТ. Каждый тип изделий имеет собственную классификацию.
В этой статье Вы узнали обо всех видах подшипников, их назначениях и посмотрели фото изделий..
Подшипники качения — это два кольца, имеющие разнообразную форму и осуществляющие функцию качения тел. В конструкции подшипник качения имеет сепаратор, разделяющий между собой тела, при этом направляющий их движение и выполняющий контроль наличия одинакового между кольцами расстояния. Имеются на кольцах особые желоба, которые являются дорожками качения, по которым в процессе функционирования происходит перемещение тела качения.
Преимущества и назначение
Имеющиеся у подшипника качения особенности конструкции, дают возможность достигать хорошего трения качения, обеспечивая тем самым уменьшение потерь энергии, расходуемой на само трение, а так же способствует сокращению износа. Существует два типа подшипников качения:
- Открытые.
- Закрытые с крышкой защитной, не нуждающиеся в замене смазки.
Основное назначение таких деталей — это фиксация положения в плоскостях пространства, с созданием качения минимально возможного сопротивления, принимая и передавая на элементы конструкции нагрузки от подвижных узлов.
Существует несколько различных видов соединений с подшипниками данного типа. Достигается оно за счет того, что являются они опорой для элементов находящихся в движении, определяя расположение их в строении всего механизма и принимая значительные нагрузки. Как раз за счет этого гарантированно обеспечиваются преимущества данных деталей:
- уменьшение коэффициента трения;
- центрирование максимально точно вала;
- небольшие осевые габариты.
Область использования
Все упомянутые выше достоинства и особенности конструкции обуславливают обширнейшую сферу использования этих подшипников. Так, к примеру, использоваться они могут в узлах конструкций авиационных для:
- роторов двигателей;
- несущих и рулевых винтов вертолёта;
- воздушных винтов самолёта.
Подшипники качения справляются великолепно с радиальными и осевыми нагрузками, в том случае если не превышает скорость вращения средних показателей, что в свою очередь дает возможность использовать их для колёс шасси самолёта. Некоторые модели так же выполнять могут опорную функцию для валов со значительной длиной, при этом они непременно будут перекошены.
Подшипники, которые непригодны для работы со средними и повышенными скоростями вращения вала, использоваться могут в рычагах поршневых клапанов двигателя. Некоторые модели даже приспособлены для использования их со значительными нагрузками оси на малых скоростях. Это дает возможность применять такие подшипники в винтовых втулках, где при изменении шага винта с их помощью осуществляется поворот лопасти.
Подшипник качения (жирный) используется в качестве опоры вращающихся частей механизмов или машин.
Конструкция этого типа подшипника включает в себя два кольца – внутреннее, которое надевается на цапфу вала, и наружное, тела качения и сепаратор, который разделяет между собой тела качения и направляет их движение.
По форме тел качения, которые применяются, подшипник качения (жирный) может быть шариковым или роликовым.
Подшипники качения и скольжения имеют между собой принципиальное различие: в подшипнике качения (жирный) (см. рис. 1) работа происходит в условиях трения качения, а в подшипнике скольжения преобладающим видом трения является трение скольжения.
На наружной стороне внутреннего кольца и на внутренней стороне наружного кольца выполнены дорожки качения, при этом их геометрическая форма зависит от типа тел качения, применяемых в данном подшипнике. В некоторых случаях подшипник изготавливается с использованием одного кольца, тогда дорожка качения находится прямо на валу или на поверхности детали. Иногда конструкция подшипников качения не предусматривает наличия сепаратора. Применение подшипников качения без сепаратора (см. рис. 2) предпочтительно в тех случая, когда необходимы малые радиальные габариты.
Такие подшипники имеют большее количество тел качения, за счёт этого сила трения увеличивается, таким образом, происходит снижение предельной частоты вращения и обеспечивается большая грузоподъёмность подшипника качения.
Назначение по типу нагрузки
В зависимости от назначения подшипники качения подразделяются на четыре группы. Подбор подшипников качения должен происходить с учётом типа нагрузки. Радиальные однорядные подшипники используются для восприятия радиальных осевых нагрузок. Радиально-упорные используются в случае комбинированных нагрузок, т. е. радиальных и осевых. Упорно-радиальные используются в тех случаях, когда преобладают в основном осевые нагрузки и присутствуют незначительные радиальные.
Этот вид подшипника качения используется сравнительно редко. Упорный подшипник качения (жирный) применяется только для осевых нагрузок.
Выбор подшипников качения должен проводиться с учётом множества параметров, в числе которых – точность подшипника качения, величина fnp, долговечность и статическая грузоподъёмность.
Наряду со многими другими характеристиками, грузоподъёмность подшипника качения, пожалуй, один из наиболее важных параметров. При выборе подшипников инженерные работники руководствуются обычно специальными изданиями, например, очень полная номенклатура с указанием особенностей применения, множеством характеристик приведена в издании «Подшипники качения. Справочник», издательство «Металлург», год 1984.
Есть ещё один очень хороший каталог подшипников качения авторов Черменского и Федотова. Здесь рассмотрено все характеристики подшипников качения, маркировка подшипников качения, рассмотрены тела качения, особенности проектирования подшипникового узла, рекомендации по выбору подшипника качения, приведены таблицы условных обозначений подшипников качения, рассмотрены новые перспективные направления в разработке, вопросы выбора посадки подшипников качения, в том числе подшипники качения бейзельман. В общем, книга является неоценимым пособием, как для инженеров, так и для тех, перед кем встала необходимость подобрать подшипники качения.
Смазочные материалы
Очень важно учитывать такой момент, как смазка подшипников качения. Недостаточная смазка, или смазка некачественным смазочным материалом может стать причиной того, что любой подшипник качения выйдет из строя очень скоро.
В настоящее время существует очень большой ассортимент смазок для самых разных типов подшипников качения. Применяются как жидкие, так и твёрдые и пластичные смазочные материалы, но наиболее широко применяются пластичные, так как они обеспечивают наиболее благоприятные возможности для работы механизма.
Существуют разные смазки для различных условий работы подшипников:
- Смазки универсальные пластичные;
- Смазки для высоких и экстремально высоких температур;
- Смазки пластичные для низких температур;
- Смазки пластичные для высокооборотных подшипников;
- Смазки, предназначенные для подшипников, работающих в условиях высоких и экстремально высоких нагрузок;
- Смазки для пищевой промышленности;
- Смазки специально для химически агрессивной среды;
- Смазки пластичные противошумные;
Использование правильно подобранных масел обеспечивает хорошее отведение тепла, стабильность работы, способствует очищению подшипника качения (жирный) от продуктов, образующихся в процессе износа.
Классификация
Классификация подшипников качения по точности регламентируется классами. Во всех странах мира для обозначения класса точности подшипников качения используется единый стандарт, при этом класс указывают слева через тире.
Разработанный в нашей стране на подшипники качения ГОСТ 3395 обозначает типы подшипников качения и их конструктивные особенности.
По техническим требованиям роликовые и шариковые подшипники качения должны соответствовать ГОСТу 520.
Допуски и посадки подшипников качения должны соответствовать ГОСТ 3325-85
Таблица 1.
Поля допуска на диаметры отверстий корпусов подшипников качения и посадочных валов
| Квалитеты | Поля допусков для отклонений | |||||||||||
| e | f | g | H | J s | j | K | m | n | p | r | ||
| Для вала | ||||||||||||
| 3 | H 3 | J s 3 | ||||||||||
| 4 | g 4 | H 4 | J s 4 | k 4 | m 4 | n 4 | ||||||
| 5 | G*5 | H*5 | J s5 | (j*5) | K*5 | M*5 | N*5 | p5 | ||||
| 6 | f6 | G 6 | H 6 | J s6 | (j*6) | K6 | M6 | N6 | P*6 | R*6 | ||
| 7 | f7 | H*7 | r7 | |||||||||
| 8 | e8 | f8 | h8 | |||||||||
| 9 | (e9) | f9 | h9 | |||||||||
| 10 | (h10) | |||||||||||
| Квалитеты | Поля допусков для отклонений | |||||||||||
| e | f | g | H | J s | j | K | m | n | p | |||
| Для отверстия корпуса | ||||||||||||
| 3 | ||||||||||||
| 4 | g 4 | H 4 | J s 4 | K* 4 | M* 4 | |||||||
| 5 | G*5 | H *5 | Js5 | K*5 | M*5 | n5 | ||||||
| 6 | F*6 | G 6 | H 6 | J s 6 | (j6) | k6 | m6 | N6 | P*6 | |||
| 7 | F7 | G7 | h7 | J s 7 | (j*7) | K7 | M7 | N7 | P*7 | |||
| 8 | E* 8 | H*8 | ||||||||||
| 9 | (e 9) | H*9 | ||||||||||
| 10 | ||||||||||||
Диагностика и ремонт
В роторных механизмах подшипники качения (жирный) являются одним из самых уязвимых механизмов (см. рис. 3). Подшипник осуществляет пространственную фиксацию ротора, соответственно, большая часть нагрузок, возникающих в механизме, как статических, так и динамических, воспринимается именно подшипником, поэтому диагностика подшипников качения должна проводиться своевременно, чтобы не допускать снижения работоспособности механизма.
Оценка технического состояния проводится с помощью нескольких методов:
- Метод ПИК-фактора; данный метод заключается в измерении уровня вибрации с помощью виброметра, затем вычисляются значения пиковой амплитуды вибрации и среднеквадратичное значение (СКВ). После вычисляется отношение этих двух значений. Достоинство данного метода заключается в его простоте, недостаток – в необходимости частых измерений в процессе эксплуатации.
- Контроль подшипников качения методом анализа спектра вибросигнала. Данный метод обладает высокой помехозащищённостью, так как маловероятно, что в механизме могут присутствовать источники, создающие вибрации той же частоты, что и дефекты подшипника качения. С помощью спектрального анализа можно диагностировать детали подшипника качения, а не только весь его целиком, так как кольца, тела вращения и сепаратор имеют свои частоты;
- Метод анализа спектра огибающей. Сложный и дорогостоящий метод, основанный на анализе модулирующих низких частот и высокочастотной составляющей. В случае, когда имеется дефект, даже зарождающийся, высокочастотная составляющая будет модулироваться низкочастотным сигналом. Таким образом, осуществляется более своевременный контроль, чем при использовании других методов, и можно вовремя выявить необходимость ремонта подшипника качения.
- Метод измерения ударных импульсов, для которого применяется пьезоэлектрический датчик, основан на измерении и анализе затухающего колебания. Достоинство метода в том, что он не зависит от внешних помех. Подшипниковые узлы после соударения дефектов испускают излучение определённой частоты, которое быстро затухает, на осциллографе колебания выглядят как импульсы, что и дало название методу. Существует один недостаток метода, связанный с особенностями конструкции подшипника качения: необходимо, чтобы между датчиком и наружным кольцом подшипника качения (жирный) присутствовал массив металла.
- Контроль подшипников качения проводится также методом прослушивания. Подшипник, находящийся в идеальном состоянии, обычно издаёт еле слышное жужжание. При наличии инородных частиц в дорожке наружного кольца может возникнуть неравномерный вибрирующий звук. Недостаточный зазор подшипника качения также может вызвать звенящий металлический шум. Причиной шума могут стать и усталостные раковины, и повреждения, возникшие во время монтажа, и недостаточная смазка подшипника качения. В каждом случае звук имеет особый характер, от стучащего или вибрирующего до громкого гула. Метод доступный и простой, но недостаток его в том, что повреждение выявляется слишком поздно, обычно уже тогда, когда требуется не ремонт подшипника качения, а его замена.
Подшипники, можно назвать как техническое устройство, которое служит в виде опоры, для вращающихся валов и осей. Подшипники способны принимать осевые и радиальные нагрузки, которые непосредственно воздействуют на вал или ось, с последующей передачей на корпус, раму или же иные части конструкции.
В тоже время, подшипник должен удерживать вал в пространстве, давать возможность валу свободно вращаться, качаться или способствовать свободному линейному перемещению и с минимальной, энергопотерей. Качество подшипника влияет на КПД (коэффициент полезного действия), работоспособность ну и конечно на долговечность самой машины.
В зависимости от принципа работы, подшипники делятся на такие типы как:
- газостатические подшипники;
- качения подшипники;
- газодинамические подшипники;
- подшипники скольжения;
- гидростатические подшипники;
- подшипники гидродинамические;
- подшипники магнитные.
Но в машиностроении, в основном, применяют подшипники качения и скольжения. Подшипник качения, состоит из двух колец и сепаратора, который и отделяет между собой кольца. По внутренней части наружного кольца и наружной части внутреннего кольца, выполнен желобок, — дорожка для качения, по которым катаются тела качения, в то время когда подшипник находиться в работе.
Классификация подшипников качения проводится на основе таких признаков:
Тела качения бывают:
- Шариковые;
- Роликовые;
По восприятию нагрузки:
- Радиальные подшипники;
- Подшипники Радиально-упорные;
- Упорно-радиальные подшипники;
- Подшипники упорные;
- Линейные подшипники;
По имеющему количеству рядов для тел качения:
- Однорядные подшипники;
- Двухрядные подшипники;
- Многорядные подшипники;
По возможной способности компенсировать имеющие перекосы валов:
- Самоустанавливающиеся;
- Несамоустанавливающиеся.
Машин, в которых бы не было вращающихся частей, очень мало. Части, такие как колеса, рычаги и барабаны, валы и оси и т.д., в любом случае присутствуют. Такими сведениями, должны обладать непременно те, кто имеет дело с автомобильным транспортом. Как уже известно, любая машина требует за собой достаточного ухода, ну и, наверное, многие, не догадываются, что опорные подшипники, в обязательном порядке нужно менять! Есть и другой вид — подшипники упорные, которые очень широко применяют в энергетике, металлургии, горнодобывающей промышленности. Особенность такого вида подшипников является конструкция, которая позволяет повысить скоростные качества, но и в тоже время, она не позволяет выдерживать более высокие нагрузки.
Упорные подшипники имеют свое целевое предназначение. Очень часто их используют в колёсах автомобилей и центрифугах, также используют в шпинделях и червячных редукторах, и не только. Радиально упорный подшипник, широко применяют в разных промышленных сферах, таких как: машиностроении и автомобилестроении, химической промышленности ну и в станкостроении. Радиально-упорный подшипник качения имеет конструкцию, которая состоит из: кольца внутреннего и наружного, тел качения. Тела качения у этого вида подшипников, могут иметь две формы, форму шара или конического ролика.
По самим телам качения, радиально-упорные подшипники, можно поделить на, роликовые (конические) и шариковые. Такой тип подшипников, отличается способностью воспринимать сразу два вида нагрузки (комбинированные нагрузки), а именно, радиальные и осевые. Максимально допустимая величина нагрузки, осевая или радиальная, зависит напрямую от угла точки соприкосновения тел качения, с дорожками качения. Наибольшее распространение, в общетехнических отраслях, имеют однорядные и двухрядные, возможно использования и подшипники шариковые радиально-упорные, которые имеют четырехточечный контакт.
Однорядные и двухрядные шариковые подшипники радиально-упорные, могут выпускаться как открытыми, так и на оборот, защитными шайбами металлическими ну или контактными уплотнениями. Подшипники, которые имеют четырехточечный контакт, имеют разъёмные внутренние или наружные кольца и предназначены они больше для восприятия нагрузок осевых. Обычно, шариковые радиально-упорные подшипники, сепараторы которых выполняют из стекло-наполненного полиамида, также вполне возможны выполнение со стальным штампованным сепаратором, ну или латунным точеным.
Роликовые конические радиально-упорные подшипники, имеют способность одновременно воспринимать два вида нагрузки, радиальные и осевые. Но, имеют значительно низкую допустимую частоту вращения, по отношению к подшипникам, которые имеют ролики, выполненные в виде цилиндра (цилиндрические). Способность принимать осевые нагрузки определяют углом конусности, которое имеет внешнее кольцо. При увеличении угла конусности, действующая осевая нагрузка, значительно увеличивается за счет того что радиальная уменьшается. При использовании таких подшипников категорически не допускается перекос оси вала и гнёзд опор, в которые они устанавливаются.
Роликовые подшипники радиально-упорные конические могут быть изготовлены таких типов как:
- 7000 – основная номенклатура;
- 27000 – с большим углом конусности;
- 97000 – двухрядные и
- 77000 – четырехрядные.
Типы 7000 и 27000, предназначены и применяются для восприятия осевых и радиальных нагрузок но, односторонних. Подшипники такого типа, требуют регулировку осевых зазоров и по одинокий монтаж внешних колец, не зависимо от того как при установке, так и во время процесса эксплуатации. Подшипники позволяют монтаж с предварительным натягом, но, монтаж производится при условии, что вал размещен на двух подшипниках, конических. Подшипники, принадлежащие типу 97000, имеют способность одновременно воспринимать осевые нагрузки, как двухсторонние, так и радиальные.
При необходимости изменения радиального толи осевого зазора, в подшипнике путём подшлифовывания дистанционного кольца, которое установлено посередине внутренних колец. Радиальная нагрузка, максимально допустимая превышает в 1,7 раз, по сравнению с радиальной нагрузкой у соответствующего однорядного подшипника. Радиальная осевая нагрузка подшипников такого типа, превышать 40% не должна, в отличие от неиспользованной допустимой нагрузки радиальной. Подшипники типа 77000 четырёхрядные, имеют назначение для восприятия небольших двусторонних осевых и больших радиальных нагрузок. Радиальная нагрузка такого подшипника в 3 раза превышает нагрузку у соответственного однорядного подшипника. Нагрузка осевая, превышать 20%, не должна, в отличие от неиспользованной допустимой нагрузки, радиальной.
Для конических подшипников, сепараторы изготавливаются из стали, видами штамповки или точением. По телам качения центрируют сепараторы, и придают форму конических роликов. Упорные подшипники принимают осевую нагрузку. Хорошей способностью принимать осевую нагрузку обладают, шариковые упорно одинарные подшипники, правда, что только, в одном направлении, но двойные подшипники воспринимают нагрузку, осевую, которая способна действовать в обоих направлениях. В тех случаях, когда действует комбинированная нагрузка, на подшипник, в первую очередь стоит выбирать из радиально-упорных роликовых и шариковых подшипников с коническими роликами. Тогда при этом, данная величина нагрузки осевой, воспринимаемой подшипником, полностью зависит от угла точки соприкосновения. Для повышения осевой грузоподъёмности, увеличивают угла контакта в подшипнике.
В тех случаях когда, нагрузка осевая превалирует над нагрузкой радиальной, в таких случаях стоит применять, подшипники радиально-упорные шариковые, которые имеют четырехточечный контакт, также возможно применение упорно-радиальных роликовых сферических. В тех случаях, когда возникает несоосность вала, либо корпуса, это может быть вызвано технологической погрешностью, либо прогибом валов под воздействием рабочих нагрузок, стоит применять шариковые сферические либо роликовые подшипники. Также возможен вариант применения, упорно-радиального подшипника. Для узлов, которые имеют неточности, иногда применяют радиальные шариковые подшипники, которые имеют сферическую поверхность наружного кольца, установленных в сферические отверстия корпуса.
Типы подшипников условное обозначения
| обозначения | |
| Радиальные шариковые | 0 |
| Радиальные шариковые само установочные (сферические) | 1 |
| Роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами | 2 |
| Радиальный роликовый со сферическими роликами | 3 |
| Радиальный роликовый с длинными цилиндрическими или игольчатыми роликами | 4 |
| Радиальный роликовый с витыми роликами | 5 |
| Радиально – упорный шариковый | 6 |
| Конический роликовый | 7 |
| Упорный шариковый и упорно – радиальный шариковый | 8 |
| Роликовый упорный и роликовый упорно — радиальный | 9 |