Особливості розрахунку конструювання та надійної експлуатації - опори валів і осей

Підшипники бувають: 1) підшипники ковзання; 2) підшипники кочення.

Підшипник ковзання є парою вра-щення, він складається з опорного ділянки вала (цапфи) 1 і відповідно підшипника 2, в якому ковзає цапфа (рис. 5.1).

Підшипники кочення є основним видом опор обертових (гойдаються) деталей. Підшипник складається із зовнішнього 1 і внутрен-него 2 колін, між якими розташовані тіла кочення 3. Для пре-дохраненія тіл кочення від дотику між собою їх відділяють один від одного сепаратором 4, який суттєво зменшує втрати на тертя (рис. 5.2).

Підшипники кочення стандартизовані, їх виготовляють в умов-ях високоспеціалізованого масового виробництва підшипникові заводи. Тому інженеру вкрай рідко доводиться проектувати підшипники кочення. Незрівнянно частіше потрібно підібрати подшип-ник для вузла опори, спроектувати корпус опори, забезпечуючи тих-нологічность, контроле- і ремонтопридатність вузла, а також оце-нить залишкову довговічність підшипника при модернізації або

форсуванні режиму роботи обладнання.

Класифікація. Підшипники кочення класифікують по нижче перерахованих ознак.

I. За формою тіл кочення поділяють на:

роликові: з короткими циліндричними, конічними, бочкоподібними, голчастими і крученими роликами.

Мал. 5.2. Шарикопідшипники

Мал. 5.3. Роликопідшипники

II. У напрямку сприймаються щодо осі вала сил розділяють на типи:

радіальні (рис.5.2 а, 5.3 а), що сприймають переважно радіальні навантаження, що діють перпендикулярно осі обертання підшипника;

радіально-наполегливі (рис.5.2 б, 5.3 б), що сприймають одночасним-аме діючі радіальні і осьові навантаження;

упорно-радіальні. сприймають осьові навантаження при одночасній дії незначною радіального навантаження;

наполегливі, що сприймають тільки осьові сили.

Ш. За здатністю самоустановки поділяють на несамоустанавлівающіеся і самоустановлювальні, що допускають поворот осі внутрен-него кільця по відношенню до осі зовнішнього кільця.

IV. За кількістю рядів тіл кочення, розташованих по ширині, ділять

не є однорідним (ріе.5.2; 5.3). дворядні, чотирирядні і багаторядні.

Основними споживчими (зовнішніми) характеристиками підшипників є вантажопідйомність, швидкохідні, маса, габа-рити, втрати енергії.

Підшипники одного і того ж діаметру отвору поділяють по зовнішньому діаметру і ширині на серії: надлегку, особливо легку. легку, легку широку, середню, середню широку і важку.

Для особливо високої частоти обертання і легких навантажень це-лесообразно використовувати під-шіпнікі надлегкої і особливо легкої серій. Для сприйняття підвищених і важких навантажень при високій частоті обертання використовують підшипники легкої серії, а при недостатній їх вантажопідйомності розміщують в одній опорі по два підшипника.

Крім стандартних під-шіпніков, за спеціальним обо-снованіі виготовляють особливі підшипники.

Переваги та недоліки підшипників. Підшипники кочення мають ряд переваг в порівнянні з підшипниками ковзання при проходженні-ня: менші (в 2-3 рази) осьові розміри; менше тертя і опору-тивление пуску під навантаженням і обертанню при невеликих і середніх частотах обертання, сталість опору обертанню; простоту технічного обслуговування і подачі мастильного матеріалу; низьку вартість і взаємозамінність.

Недоліки підшипників кочення в порівнянні з підшипниками ковзання наступні: великі радіальні розміри; мала радіальна жорсткість і, як наслідок, схильність до виникнення коливань вала через ритмічного прокатування через навантажену зону опори; складніший монтаж; більший опір обертанні (через тертя між тілами кочення, кільцями, сепаратором і гід-равліческіх втрат) при високих частотах обертання і, як наслідок, низька довговічність (через перегрів).

Промисловість виготовляє підшипники кочення п'яти класів точності: 0, 6; 5; 4 і 2. Позначення дані в порядку підвищення точності, яка визначається допусками на виготовлення елементів, а також нормами плавності обертання (ходу).

Основні розміри підшипників встановлені ГОСТ 3478-79 (СТ РЕВ 402-76). У них входять: внутрішній d і зовнішній D діа-метри, ширина B (висота Н) і радіус r фасок кілець.

Матеріали деталей підшипників. Кільця і ​​тіла кочення подшип-ників виготовляють в основному з шарікоподшипникових високоуглеро-дист хромистих сталей ШХ15 і ШХ15СГ, ШХ20СГ, а також цементу-ваних легованих сталей 18ХГТ, 20Х2Н4А та ін. При робочої темпе-ратурі до 100 ° С тіла кочення і кільця мають зазвичай твердість 60-64 HRC, кульки - 62-65 HRC.

Кільця і ​​тіла кочення підшипників, що працюють при підвищених температурах (до 500 ° С), в агресивних середовищах, виготовляють з жароміцних і корозійностійких сталей.

Сепаратори підшипників схильні до інтенсивного зношування через тертя ковзання з тілами кочення і кільцями, тому се-паратори виготовляють з антифрикційних матеріалів. Сепаратори масових підшипників виготовляють штампуванням з м'якою углеродіс-тій стали, яка має непогані антифрикційними властивостями. Се-паратори високошвидкісних підшипників виконують масивними з текстоліту, фторопласту, дуралюмина, латуні і бронзи (матеріали перераховані в порядку збільшення швидкохідності підшипника).

Основні типи підшипників і їх характеристики наведені в довідниках.