Классификация подшипников качения по размерам таблица

Использование в механизмах подшипников качения дает возможность производить машины более высокого класса точности. Машины на этих конструктивных элементах более надежны и имеют больший срок службы. Кроме того, их применение делает ниже эксплуатационные расходы.

Возможности узла, в котором применен подшипник качения, определяется тем, насколько точно установлена эта деталь. Расстояние от базы до оси вращения и от базы до торца вала, а также радиальное и торцовое биение должны быть в определенных пределах точности.

Отличия от подшипников скольжения

В механизмах встречаются два вида подвижных деталей: опоры, основанные на трении скольжения, и опоры, базирующиеся на трении качения.

При втором варианте опор в промежуток между поверхностями, которые взаимно перемещаются, помещаются тела качения (это могут быть ролики или шарики). При этом опоры работают с использованием трения качения. В таких случаях вместо бронзовых, баббитовых или пластиковых вкладышей в опорах, где применяется трение качения, задействованы шариковые или роликовые подшипники из стали.

В соответствии с характером нагрузки опор вращения они бывают радиальные, когда на опору действуют радиальная нагрузка, упорные, когда опора подвергается лишь осевым нагрузкам, и радиально-упорные, когда на опору действуют оба вида нагрузок вместе.

Для каждого типа опоры характерен свой размер, конструкция, технические условия на производство, монтаж и обслуживание.

У подшипников качения и подшипников скольжения различный механизм сопротивления движению и определения изнашивания деталей подвижных опор. Вид необходимого узла определяется на основании оценки порядка эксплуатации механизма или его отдельных узлов.

Преимущества и недостатки

Когда использован подшипник качения, улучшается качество смазки деталей и узлов машин, качество их обслуживания, продляется срок жизни посадочных поверхностей шеек цилиндров и валов. Таким образом, для подавляющего большинства опор оборудования они подходят наилучшим образом.

Правда, кроме преимуществ, подшипники качения имеют и ряд минусов.

Очень сложно правильно их подобрать, когда высокие скорости вращения сочетаются действием высоких нагрузок. Общеизвестно, что при увеличении нагрузки и скорости вращения узла снижается его долговечность. Допустим, если нагрузку увеличить на четверть по сравнению с прежней, то срок службы уменьшается в два раза, а при увеличении нагрузки в два раза, долговечность становится меньше в 10 раз.

Маркировка и размеры по ГОСТу

Требования к узлам и деталям формулирует ГОСТ. Подшипники качения описывает ГОСТ 520-2002.

В основу условных обозначений легли следующие их параметры:

• диаметр, который имеет отверстие подшипников;
• серии ширин (или высот) и серии диаметров;
• типы подшипников;
• техническая реализация.

Все приведенные выше параметры обозначаются знаками (или цифрами). То, из каких цифр состоит маркировка подшипника, зависит от занимаемых ими мест в его условном обозначении, если читать слева направо:

Первая и вторая цифры обозначают диаметр отверстия (если речь идет о диаметре отверстия больше или равном 10 мм).

Третья цифра указывает серию диаметров.

Четвертая цифра определяет тип подшипника.

Пятая и шестая цифры дают представление о конструктивном исполнении.

Седьмая цифра указывает серию ширин (или высот).

Размеры

Узнать, как зависят размеры подшипников от их серий, позволяет таблица размеров подшипников. Она позволяет увязать серию с внешним и внутренним диаметром и шириной.

Размеры подшипников качения. Таблица 1.

Это таблица подшипников качения, одна из многих таблиц, описывающих данный вид конструктивных элементов.

Классификация

Одним из признаков, по которому происходит классификация подшипников качения, является форма тел качения. В соответствии с ней подшипники могут быть шариковые и роликовые. Шариковые тела качения, как следует из названия, имеют исключительно шарообразную форму. Роликовые тела качения могут быть цилиндрическими, а также иметь форму бочек или форму конусов.

Следующий признак классификации – направление нагрузки, воспринимаемое подшипником качения. По данному признаку различают подшипники:

• радиальные, которые воспринимают лишь радиальные или в основном радиальные нагрузки;
• радиально-упорные, могущие воспринимать и радиальные, и осевые нагрузки.

Следует отметить, что, регулируемые подшипники не в состоянии функционировать без нагрузки на ось. Упорные способны воспринимать лишь осевые силы. Упорно-радиального типа работают как при осевых, так и при небольших радиальных нагрузках.

Существует также классификация подшипников качения в зависимости от того, из какого количества рядов тел качения они состоят. Они бывают однорядные и двухрядные.

В соответствии с такой характеристикой, как чувствительность к перекосам, выделяют самоустанавливающиеся подшипники. Они способны нормально функционировать даже при возникновении перекоса до 3°.

Система допусков и посадок

Подшипники качения получили широкое распространение. Они производятся на специальных заводах и имеют полную взаимозаменяемость по поверхностям, которые определяются диаметрами колец: D — внешним диаметром внешнего кольца и d — внутренним диаметром внутреннего кольца.

Взаимозаменяемость подшипников качения зависит от требований к точности:

• точность ширины кольца В;
• точность диаметров колец d, D;
• точность поверхностей колец;
• радиальное и осевое биение дорожек качения, определяющее точность вращения;
• точность зазора, который образуется при рабочих параметрах между дорожками качения и телами качения.

Точность сборочных единиц задает ГОСТ. Подшипники качения должны соответствовать требованиям к точности ГОСТ 520–89, согласно которому имеется 5 классов их точности: 0; 6; 5; 4; 2. Большая часть механизмов использует узлы класса точности 0. Узлы классов точности выше нуля используют на высоких скоростях вращения и в ситуациях, требующих высокой точности вращения вала (например, в прецизионных станках). Класс точности указывается перед маркировкой через тире.

Чтобы сохранить взаимозаменяемость подшипников качения, средняя конусность и овальность отверстия и поверхности колец не должны быть больше половины допуска на средние диаметры Dc, dc. Эти параметры вычисляют как среднее арифметическое от максимального и минимального диаметров, которые замерены в 2 крайних сечениях кольца.

Поэтому допуски подшипников качения назначаются на размеры:

Допуски колец определяются лишь классом точности подшипника и его размерами, независимо от свойств соединения с валом и корпусом. Так достигается уменьшение номенклатуры подшипников. Параметры соединения колец с валом и корпусом определяются путем изменения полей допуска вала и отверстия.

Посадки подшипников качения нужно определять таким образом, чтобы кольцо, которое вращается, сидело с натягом, который исключал бы обкатку и проскальзывание кольца вдоль посадочной поверхности в ходе работы в нагруженном режиме.

Посадки зависят от таких факторов:

• класс точности;
• тип и размер нагрузок;
• вид нагружения.

Нагружение может быть местным, циркуляционным и колебательным.

В случае местного нагружения работает только радиальная нагрузка постоянной величины и направления в единственной точке посадочной поверхности подшипника, передающаяся единственной точке поверхности корпуса или вала.

Кольцо, нагруженное таким образом, нужно устанавливать, чтобы был зазор, а затем постепенно проворачивать кольцо, избегая местной выработки кольца, вала и корпуса.

Если имеет место циркуляционное нагружение, воздействие оказывает только радиальная нагрузка, передаваемая всей окружности дорожки подшипника, и она воспринимается последовательно поверхностью корпуса или вала. Кольцо, которое испытывает циркуляционное нагружение, устанавливают на корпус или вал с натягом.

Когда происходит колебательное нагружение, в действие вступают две различные радиальные нагрузки. Одна из них имеет постоянную величину и направление, а другая – вращающаяся. На ограниченный участок беговых дорожек колец влияет равнодействующая этих нагрузок, передаваясь некоторой части на посадочной поверхности корпуса или вала.

Расчет

Расчет подшипников качения на долговечность производится по методу усталостного выкрашивания и на предупреждение пластических деформаций.

Грузоподъемность подшипников характеризуют такие параметры, как базовая динамическая грузоподъемность С и базовая статическая грузоподъемность С0.
Первая — радиальная или осевая нагрузка, выдерживаемая при сроке службы в 1 миллион оборотов. Базовая долговечность – долговечность в условиях надежности 90%.

Расчетную долговечность можно определить как число оборотов в миллионах или часы работы, если в результате на поверхностях 90% деталей партии нет свидетельств усталости металла в виде отслаивания или выкрашивания.

Шарикоподшипники радиальные однорядные

Самая популярная разновидность подшипников качения. Часто используются в конструкциях самой разнообразной аппаратуры. В ее числе валики картонных машин, редукторы, электромоторы. Используются для противодействия радиальным нагрузкам, но могут быть готовы также к восприятию двусторонних осевых нагрузок. Часто их используют исключительно для осевых нагрузок, в особенности если число оборотов вала велико и упорные подшип­ники использовать нельзя. Если радиальный зазор увеличивается, то возможности осевой грузоподъемности подшипника также становятся больше, поскольку в этой ситуации подшипники обретают характеристики радиально-упорных. Возможна работа подшипников, в случае если относительный перекос внутреннего и наружного колец не больше 20°.

Конструктивные виды радиальных подшипников однорядных:

• имеющие одну защитную шайбу;
• имеющие две защитных шайбы;
• имеющие канавку на наружном кольце и уста­новочное кольцо;
• имеющие установочное кольцо и защитную шайбу;
• имеющие одностороннее и двустороннее уплотнение;
• имеющие канавку для ввода шариков без сепаратора.

Шарикоподшипники с одной защитной шайбой

Производятся исключительно с сепараторами, выполненными методом штамповки. Их использование на высоких скоростях нежелательно. При работе с такими подшипниками используются консистентные смазки. Защитная шайба из металла, которая запрессована в канавку на наружном кольце, может удерживать смазку только с од­ной стороны. С обратной стороны смазка, которая заложена в подшипник, ограничена крышкой или уплотнением в узле. Появляющееся пространство отчасти заполняют смазками, выбранными для особых условий работы. Такой вариант конструкции детали всегда дает возможность осмотреть ее (в месте крышки или уплотнения) и по ходу работы провести добавочную смазку.

Шарикоподшипники с двумя защитными шайбами

Обладают такими же сепараторами и скоро­стными параметрами, что и предыдущая деталь, но рабочая смазка подшипников качения, закладывается между шайбами в процессе сборки на заводе. Применяется этот вид сборочного узла в ситуациях, когда невозможно сделать уплотнение в узле. Так конструкция становится проще и уменьшается общий вес узла. Внутренние детали такого подшипника осмотру в ходе работы не поддаются.

Шарикоподшипники с канавкой на наружном кольце

Посредством разрезного установочного кольца, входящего в канавку на кольце с наружной стороны, имеется возможность фиксации подшипника внутри корпуса, не требующего упора наружного кольца, в заплечики корпуса для опоры. Однако их способность к восприятию радиальных нагрузок значительно больше, чем для осевых. Использование установоч­ных колец делает конструкцию проще, уменьшает размеры узлов и дает возможность сквозной расточки отверстий корпусов.

Шарикоподшипники с уплотнением

Широко используются подшипники, имеющие двустороннее уплот­нение. Оно представляет собой резиновую мембра­ну. Узлы, где применено это уплотнение, характеризуются неплохой герметичностью. Как следствие, заводская смазка не вытекает и исключается попадание в нее сторонних частиц. Сепараторы таких шарикоподшипников обычно точеные текстолитовые или бронзовые. Хотя уплотнение их и контактного типа, они имеют возможность работы на повышенных скоро­стях вращения.

Шарикоподшипники с уплотнением часто используются в опорах электродвигателей. В этих узлах щеточная пыль выделяется настолько интенсивно, что способна быстро приводить к поломке шарикоподшипников других типов.

Шарикоподшипники с канавкой для ввода шариков без сепаратора

Их отличие от прочих подшип­ников классической конструкции в наличии профрезерованных канавок в бортах колец. Через эти канавки происходит вставка шариков. Поскольку шариков такой подшипник качения имеет больше, чем сепараторный, это дает выигрыш в грузоподъемности. Их назначение — работа на небольших скоростях вращения из-за чрезмерного трения соприкасающихся тел качения. Там, где имеются осе­вые нагрузки, лучше отказаться от их применения, поскольку под их действием шарики часто смещаются по отношению к осям дорожек качения.

Как конструктивный вариант таких шарикоподшипников встречаются узлы, где есть и канавка для вставки шари­ков, и защитные шайбы.

Данные узлы используются без применения смазки в сушильных камерах и узлах, применяющих качательное движение.

Классификация подшипников качения

Выпускаемые в СНГ подшипники качения классифицируют по направлению воспринимаемой нагрузки, в соответствии с ГОСТ3395-75 — радиальные, радиально-упорные, упорно-радиальные и упорные.

Рис. 1. Подшипники качения: а, б, в, г, д, е — радиальные подшипники; ж, з — радиально-упорные подшипники; и, к — упорные подшипники;
1 — внутреннее кольцо; 2 — тело качения; 3 — наружное кольцо; 4- сепаратор

Радиальные подшипники (см. рис. 1, а-е) воспринимают (в основном) радиальную нагрузку, т. е. нагрузку, направленную перпендикулярно к геометрической оси вала.

Упорные подшипники (см. рис. 1, и, к) воспринимают только осевую нагрузку.

Радиально-упорные (см. рис. 1, ж, з) и упорно-радиальные подшипники могут одновременно воспринимать как радиальную, так и осевую нагрузку. При этом упорно-радиальные подшипники предназначены для преобладающей осевой нагрузки.

В зависимости от соотношения радиальных габаритных размеров (рис. 2) наружного и внутреннего диаметров подшипники делят на серии (7 серии, при d — const, D- var): сверхлегкую, особо легкую, легкую, среднюю, тяжелую, легкую широкую, среднюю широкую. Основное распространение имеют легкие и средние узкие серии.

Рис. 2. Размерные серии подшипников качения: а — особо легкая; б — легкая;в — легкая широкая; г- средняя; д — средняя широкая; е -тяжелая

по ширине (5 серии, при d и D — const, B(T) — var): особоузкие, узкие, нормальные, широкие и особо широкие.

В зависимости от серии при одном и том же внутреннем диаметре кольца подшипника наружный диаметр кольца и его ширина изменяются.

Точность подшипников качения определяется:

а) точностью основных размеров;

б) точность вращения.

Точность основных размеров определяется отклонениями размеров внутреннего и наружного диаметров и ширины кольца. Отклонения размеров диаметров определяет характер посадки.

Точность вращения характеризуется радиальным и боковым биением дорожки качения. В РФ подшипники качения выпускаются следующих классов в порядке возрастания точности:

По классам точности подшипники различают следующим образом (по ГОСТ 520-89):

"0" — нормального класса (радиальное биение внутреннего кольца 20 мкм);

"6" — повышенной точности (радиальное биение внутреннего кольца 10 мкм);

"5" — высокой точности (радиальное биение внутреннего кольца 5 мкм);

"4" — особовысокой точности (радиальное биение внутреннего кольца 3 мкм);

"2" — сверхвысокой точности (радиальное биение внутреннего кольца 2,5 мкм);

8 и 7 — грубые ниже 0;

6Х — только для роликовых конических подшипников.

При выборе класса точности подшипника необходимо помнить о том, что "чем точнее, тем дороже". Для иллюстрации соотношения точности подшипников разных классов и их стоимости ниже приведены максимальные величины радиальных биений внутренних колец подшипников с посадочными диаметрами 50. 80 мм и относительная стоимость подшипников.

В связи с тем, что при повышении точности изготовления подшипников резко возрастает их стоимость, для большинства редукторов общего назначения применяют подшипники 0 класса точности.

Подшипники более высоких классов точности назначают для валов, требующих особой точности вращения (шпинделей металлорежущих станков, валов и осей приборов и т.п.), или при наличии жестких требований к уровню их шума.

По форме тел качения подшипники делят на шариковые (см. рис. 1, а, б, ж, и), с цилиндрическими роликами (см. рис. 1, в), с коническими роликами (см. рис. 1, з, к), игольчатые (см. рис. 1, д), с витыми роликами (см. рис. 1, е), с бочкообразными роликами (сферическими) (см. рис. 1, г).Тела качения игольчатых подшипников тонкие ролики — иглы диаметром 1,6-5 мм. Длина игл в 5-10 раз больше их диаметра. Сепараторы в игольчатых подшипниках отсутствуют.

По числу рядов тел качения различают однорядные (см. рис. 1, а, в, д-к) (имеющие основное применение), двухрядные (см. рис. 1, б, г), четырехрядные, многорядные подшипники качения.

По конструктивным и эксплуатационным признакам подшипники делят на самоустанавливающиеся (тип 1000 — шариковые; тип 3000 — роликовые) (см. рис. 1, б, г) ), допускающие перекос валов на опорах до 2-3 град., и несамоустанавливающиеся (все шарико- и роликоподшипники, кроме сферических) (см. рис. 1, а, в, д-к).

По способу изготовления сепараторов различают подшипники со штампованными и литыми сепараторами.

По конструктивным особенностям (с контактным уплотнением, с защитной шайбой, с фланцем на наружном кольце и т.д.).

В зависимости от требований по уровню вибрации, шума и других дополнительных требований установлено три категории ПК: A (самая высокая), B и C. Также введены дополнительные ряды радиальных зазоров и ряды моментов трения.

Обозначение подшипников качения

Под типом подшипника понимают его конструктивную разновидность, определяемую по признакам классификации.

Каждый подшипник качения имеет условное клеймо, обозначающее тип, размер, класс точности, завод-изготовитель.

На неразъемные подшипники клеймо наносят на одно из колец, на разборные — на оба кольца, например, на радиальный подшипник с короткими цилиндрическими роликами (см. рис. 1, в), где наружное кольцо без бортов и свободно снимается, а внутреннее кольцо с бортами составляет комплект с сепаратором и роликами.

На один и тот же диаметр шейки вала предусматривается несколько серий подшипников, которые отличаются размерами колец и тел качения и соответственно величиной воспринимаемых нагрузок.

В пределах каждой серии подшипники равных типов взаимозаменяемы в мировом масштабе. В стандартах указываются: номер подшипника, размеры, вес, предельное число оборотов, статическая нагрузка и коэффициент работоспособности.

Подшипники имеют условные обозначения, составленные из цифр и букв (ГОСТ 3189-89). Условные обозначения разделяют на основное и дополнительное.

Основное условное обозначение подшипника характеризует его размер внутреннего диаметра, серию, тип и конструктивные разновидности. Очерёдность знаков в основном обозначении — справа налево.

Первая и вторая цифрысправа условно обозначают его номинальный внутренний диаметр d(диаметр вала). Для определения истинного размера d(в миллиметрах) необходимо указанные две цифры умножить на пять. Например, подшипник . 04 имеет внутренний диаметр 04∙5 = 20 мм. Это правило распространяется на подшипники с цифрами . 04 и выше, до . 99, т. е. для подшипников с внутренним посадочным диаметром 20≤dd- 10 мм; . 01 d= 12 мм; . 02 d= 15 мм; . 03 d= 17 мм.

Третья цифра справа обозначает серию подшипника, определяя его наружный диаметр D: сверхлегкая (цифры обозначения 8; 9), особолегкая (1; 7), легкая (2 или 5), средняя (3 или 6) и тяжелая (4), а по ширине B — особоузкая (8), узкая (0; 7), нормальная (1), широкая (2), особоширокая (3; 4; 5; 6). На практике наибольшее распространение имеют подшипники легкой и средней серий. На рис. 3 приведены сравнительные параметры подшипников некоторых типов и серий для номинального внутреннего диаметра d = 80 мм.

Рис. 3. Сравнительные параметры подшипников различных типов и серий при внутреннем диаметре d=80 мм:
1- масса m; 2- динамическая грузоподъемность С_r; 3- предельная частота вращения n

Четвертая цифра справа обозначает тип подшипника. Если эта цифра 0, то это означает, что подшипник радиальный шариковый однорядный; шариковый однорядный (если левее 0 нет цифр, то 0 не указывают); 0 — радиальный шариковый; 1 — радиальный шариковый двухрядный сферический; 2 — радиальный с короткими цилиндрическими роликами; 3 — радиальный роликовый двухрядный сферический; 4 — игольчатый или роликовый с длинными цилиндрическими роликами; 5 — радиальный с витыми роликами; 6 — радиально-упорный шариковый; 7 — роликовый конический (радиально-упорный); 8 — упорный шариковый; 9 — упорный роликовый.

Так, например, подшипник 7208 является роликовым коническим.

Пятая и шестая цифры справа характеризуют конструктивные особенности подшипника, так называемое "исполнение" подшипника, не влияющие на основные характеристики (ГОСТ 3395-89) (неразборный, с защитной шайбой, с закрепительной втулкой, величину угла контакта α, наличие стопорной канавки на наружном кольце, наличие уплотнений с заложенной смазкой, наличие канавки на наружном кольце шарикоподшипника, предназначенной для стопорного пружинного кольца, на наличие встроенных уплотнений и т.п.).

50312 — радиальный однорядный шарикоподшипник средней серии со стопорной канавкой на наружном кольце;

150312 — тот же подшипник с защитной шайбой;

36312 — радиально-упорный шариковый однорядный подшипник средней серии, неразборный.

60 205 — подшипник шариковый (0 — четвертая цифра) радиальный однорядный с одной защитной шайбой (6) — пятая цифра. Внутренний диаметр d = 05 x 5 = 25 мм. Цифры 6, 5, 4, 2, которые ставятся перед обозначением через тире (5-60205) обозначающий класс точности. Нормальный класс точности обозначается цифрой "0", которая не указывается.

Седьмая цифра справа характеризует серию подшипника по ширине.

ГОСТом установлены следующие классы точности подшипников качения: 0 — нормальный класс (как правило, 0 в обозначении не указывают); 6 — повышенный; 5 — высокий, 4 — особо высокий, 2 — сверхвысокий. Цифру, обозначающую класс точности, ставят слева от условного обозначения подшипника и отделяют от него знаком тире; например, 206 означает шариковый радиальный подшипник легкой серии с номинальным диаметром 30 мм, класса точности 0.

Кроме цифр основного обозначения слева и справа от него могут дополнительные буквенные или цифровые знаки, характеризующие специальные условия изготовления данного подшипника.

Дополнительное условное обозначение проставляют слева и справа от основного условного обозначения. Так, класс точности маркируют цифрой слева через тире от основного обозначения. В порядке повышения точности классы точности обозначают: 0, 6, 5, 4, 2. Класс точности, обозначаемой цифрой 0 и соответствующей нормальной точности, не проставляют, так как это позволяет сократить обозначения для часто употребляемых подшипников. В общим машиностроение применяют подшипники классов 0 и 6. В изделиях высокой точности или работающей высокой частотой вращения (шпиндельные узлы скоростных станков, высокооборотный электродвигатели и др.) применяют подшипники класса 5 и 4. подшипники класса точности 2 используют в гироскопических приборах. Помимо приведенных выше имеются и дополнительные (более высокие и более низкие) классы точности.

Так, например, подшипник 7208 — класса точности 0.

Диаметральный зазор подшипника обозначают номером ряда и указывают перед классом точности подшипника.

Дополнительное обозначение справа от основного характеризует повышенную грузоподъёмность, изменения металла колец и сепаратора, температуру отпуска деталей, марку смазки в подшипниках закрытого типа и другие специальные технические требования (ГОСТ 590-89) и помещают (слитно с основной частью) буквенно-цифровую маркировку. Например, у подшипников закрытого типа, заполненных смазочным материалом, отличным от ЦИАТИМ-201, справа помещают следующее дополнительное обозначение: С2 — если применяется ЦИАТИМ-221; С5 — ЦИАТИМ 202; С17 — Литол-24.

Более подробно расшифровка символов маркировки подшипников приводится, например, в каталоге подшипников НИИАВТОПРОМа.

Пример обозначения: 3-5-180109-С17 — подшипник шариковый радиальный однорядный с d = 45 мм, где 09 — внутренний диаметр; 1 — серия диаметра D; 0 — тип подшипника; 18 — конструктивная разновидность; 3 — номер ряда диаметрального (радиального) зазора; 5 — класс точности; С17 — пластичный смазочный материал ЛИТОЛ-24.

В зависимости от наличия дополнительных требований к уровню вибраций, отклонениям формы и расположения поверхностей качения, моменту трения и др. установлены три категории подшипников: А — повышенные регламентированные нормы; В — регламентированные нормы; С — без дополнительных требований.

Возможные знаки справа от основного обозначения:

все или часть деталей из коррозионно-стойкой стали — Ю;

детали подшипников из теплостойких сталей — Р;

сепаратор из черных металлов — Г;

сепаратор из пластических материалов — Е;

специальные требования к подшипнику по шуму — Ш;

подшипник закрытого типа при заполнении смазочным материалом ЦИАТИМ-221 — С1.

температура отпуска колец — Т (при t=200 град. C); Т1 (при t=255 град. C) и т.д.

Примеры обозначений подшипников:

305 — подшипник с внутренним посадочным диаметром d=25 мм, средней серии, радиальный шариковый однорядный, без конструктивных особенностей, нулевого класса точности, с диаметральным зазором по основному ряду, из обычных подшипниковых сталей, без специальных требований;

311 — подшипник шариковый радиальный однорядный, средней серии диаметров 3, серии ширин 0, с внутренним диаметром d = 55 мм, основной конструкции (см. рис. 14.5, а), класса точности 0;

67210 — подшипник с внутренним посадочным диаметром d=50 мм, легкой серии, радиально-упорный роликовый однорядный с наружным кольцом, имеющим упорный борт, нулевого класса точности, с диаметральным зазором по основному ряду, из обычных подшипниковых сталей, без специальных требований;

6-206 — подшипник шариковый радиальный однорядный, внутренний диаметр d= 30 мм (06 х 5): легкой серии: класс точности — 6:

2311 — подшипник роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами: внутренний диаметр d = 55 мм (11 х 5); средней узкой серии; класс точности — 0.

6-36209 — подшипник шариковый радиально-упорный однорядный, легкой серии диаметров 2, серии ширин 0, с внутренним диаметром d = 45 мм, с углом контакта а = 12 град., класса точности 6;

4-12210 — подшипник роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами, легкой серии диаметров 2, серии ширин 0, с внутренним диаметром d = 50 мм, с одним бортом на наружном кольце (см. рис. 14.9, б), класса точности 4;

4-3003124Р — подшипник роликовый радиальный сферический двухрядный особолегкой серии диаметров 1, серии ширин 3, с внутренним диаметром d=120 мм, основной конструкции (см. рис. 14.8), класса точности 4, детали подшипника изготовлены из теплостойких сталей;

3-0-180209С17 — подшипник с внутренним посадочным диаметром d=45 мм, легкой серии, радиальный шариковый однорядный, со встроенными двухсторонними уплотнениями, заполненный смазочным материалом Литол-24, из обычных подшипниковых сталей, без специальных требований, нулевого класса точности, с диаметральным зазором по 3-у дополнительному ряду.

6-7310А: радиально-упорный роликовый конический (7) повышенной грузоподъемности (А) средней узкой серии (3) диаметром d = 50мм (10) 6-го класса точности;

А75-180208С17Ш2: радиальный шариковый (0) однорядный с двусторонним уплотнением (18) и постоянной смазкой "Литол-24" (С17) со специальными требованиями по шуму (Ш2) легкой узкой серии (2) диаметром d= 40 мм (08), 5-го класса точности категории А с радиальным зазором по 7-му ряду.

Характеристики подшипников качения

Наибольшее распространение получили шариковые радиальные однорядные подшипники(см. рис. 1, а). Шариковый однорядный радиальный (тип 0000) является базовым для сравнения с ним других типов; это наиболее быстроходный и дешевый подшипник, но с меньшей грузоподъемностью. Эти подшипники допускают сравнительно большую угловую скорость, особенно с сепараторами из цветных металлов или из пластмасс, допускают небольшие перекосы вала (от 15′ до 30′) и могут воспринимать незначительные осевые нагрузки. Допустимая осевая нагрузка для радиальных несамоустанавливающихся подшипников не должна превышать 70% от неиспользованной радиальной грузоподъемности подшипника. По сравнению с подшипниками других типов имеют минимальные потери на трение; фиксируют положение вала относительно корпуса в двух осевых направлениях. Радиальные однорядные шарикоподшипники с двумя защитными шайбами заполняются на заводе-изготовителе пластичным смазочным материалом и в дополнительном смазывании не нуждаются.

Роликовые радиальныеподшипники с короткими роликами (см. рис. 1, в) (типы 2000, 32000, 52000 — без бортов на том или ином кольце) по сравнению с аналогичными по габаритным размерам шарикоподшипниками обладают увеличенной грузоподъемностью, хорошо выдерживают ударные нагрузки. Однако они совершенно не воспринимают осевых нагрузок и не допускают перекоса вала (ролики начинают работать кромками, и подшипники быстро выходят из строя). Нагрузочная способность таких подшипников по сравнению с однорядными шариковыми больше примерно в 1,5 раза, а долговечность в 3,5 раза. Конструктивные разновидности этих подшипников зависят от наличия и расположения бортов на наружных и внутренних кольцах. Подшипники без бортов на наружном или внутренних кольцах дают возможность валу перемешаться относительно корпуса в осевом направлении (также подшипники широко используются как плавающие опоры).

Роликовые радиальные подшипники с витыми роликами(см. рис. 1, е) применяют при радиальных нагрузках ударного действия; удары смягчаются податливостью витых роликов. Эти подшипники менее требовательны к точности сборки и к защите от загрязнений, имеют незначительные радиальные габаритные размеры.

Игольчатые подшипники(см. рис. 1, д) (тип 4000) отличаются малыми радиальными габаритными размерами, находят применение в тихоходных (до 5 м/с) и тяжелонагруженных узлах, так как выдерживают большие радиальные нагрузки. В настоящее время их широко используют для замены подшипников скольжения. Эти подшипники воспринимают только радиальные нагрузки и не допускают перекоса валов. Для максимального уменьшения размеров применяют подшипники в виде комплекта игл, непосредственно опирающихся на вал, с одним наружным кольцом.

Самоустанавливающиеся радиальные двухрядные сферическиешариковые (рис. 1, б) и роликовые (см. рис. 1, г) подшипники применяют в тех случаях, когда перекос колец подшипников может составлять до 2-3 град.. Эти подшипники допускают незначительную осевую нагрузку (порядка 20% от неиспользованной радиальной) и осевую фиксацию вала. Подшипники имеют высокие эксплуатационные показатели, но они дороже, чем однорядные.

Конические роликоподшипники(см. рис. 1, з) находят применение в узлах, где действуют одновременно радиальные и односторонние осевые нагрузки. Эти подшипники могут воспринимать также и ударные нагрузки. Радиальная грузоподъемность их в среднем почти в 2 раза выше, чем у радиальных однорядных шарикоподшипников. При чисто радиальной нагрузке в подшипнике возникает осевая составляющая, которую компенсируют осевой нагрузкой противоположного направления: поэтому для фиксации вала в обе стороны подшипники устанавливают попарно. Подшипники допускают регулирование осевой игры и радиального зазора; перекос вала относительно оси конуса недопустим. Их рекомендуется устанавливать при средних и низких угловых скоростях вала (до 15 м/с).

Аналогичное использование имеют радиально-упорные шарикоподшипники (см. рис. 1, ж), применяемые при средних и высоких угловых скоростях. Радиальная грузоподъемность у этих подшипников на 30-40% больше, чем у радиальных однорядных. Их выполняют разъемными со съемным наружным кольцом и неразъемными.

Шариковые и роликовые упорные подшипники(см. рис. 1, и. к) предназначены для восприятия односторонних осевых нагрузок. Применяются при сравнительно невысоких угловых скоростях, главным образом на вертикальных валах. Упорные подшипники радиальную нагрузку не воспринимают. При необходимости установки упорных подшипников в узлах, где действуют не только осевые, но и радиальные нагрузки, следует дополнительно устанавливать радиальные подшипники. Подшипники очень чувствительны к несоосности и перекосам осей; их не следует устанавливать в опорах горизонтальных валов, имеющих высокие частоты вращения, так как под действием центробежных сил шарики могут выйти из беговых дорожек, при этом возрастает сила трения, увеличивается нагрев.

В некоторых конструкциях, где приходится бороться за уменьшение радиальных габаритов, применяются т.н. "бескольцевые" подшипники, когда тела качения установлены непосредственно между валом и корпусом. Однако нетрудно догадаться, что такие конструкции требуют сложной, индивидуальной, а, следовательно, и дорогой сборки-разборки.

Подшипники качения классифицируются по следующим признакам:

а) по направлению нагрузки, для восприятия которой они предназначены:

радиальные (рис. 5 а-ж) (несущие, в основном радиальную нагрузку, направленную перпендикулярно к геометрической оси подшипника);

упорные (рис. 5 л, м, н) (несущие осевую нагрузку направленную вдоль оси подшипника);

радиально-упорные (рис. 5 з, и, к) (воспринимающие одновременно усилия, направленные как в радиальном, так и в осевом направлениях);

упорно-радиальные (рис. 5, о) (воспринимающие в основном осевую нагрузку и значительно меньшую радиальную);

б) по форме тел качения (рис. З):

роликовые (с короткими или длинными цилиндрическими (б), коническими (в), бочкообразными, симметричными или несимметричными (г), игольчатыми (д), витыми (е) роликами);

Рис. 3. Тела качения подшипников

в) по числу рядов тел качения;

г) по способности компенсировать перекосы вала:

д) по соотношению габаритов размеров.

В зависимости от отношений размеров – наружного диаметра D и ширины В к внутреннему диаметру d подшипника – существуют габаритные серии:

по радиальным размерам – сверхлегкая, особолегкая, легкая, средняя и тяжелая;

по ширине – особо узкие, узкие, нормальные, широкие, особо широкие.

Серии отличаются предельной частотой вращения, допускаемой радиальной или осевой нагрузкой и грузоподъемностью (рис. 4).

Сравнительные параметры подшипников различных типов и серий при внутреннем диаметре d = 80 мм: – масса;– динамическая грузоподъемностьС; – предельная частота вращенияп.

2.2. Основные типы подшипников качения

Обладают наибольшей быстроходностью. Предназначены, в основном, для восприятия радиальной нагрузки, но способны воспринимать и ограниченную осевую нагрузку, действующую в обе стороны (до 0,7 от неиспользованной радиальной нагрузки). Допускают перекосы колец до 10-15′ за счет зазоров. Характеризуются сравнительно малыми радиальной и осевой жестокостью, не рекомендуются для применения в узлах, требующих точной фиксации валов. При проектировании новых машин в первую очередь следует ориентироваться на применение шариковых радиальных однорядных подшипников в связи с их относительно невысокой стоимостью, распространенностью, простотой монтажа и способностью воспринимать комбинированные нагрузки.

Основные виды подшипников качения

Имеют сферическую рабочую поверхность наружного кольца. Предназначены для восприятия радиальной нагрузки, но могут воспринимать и ограниченные осевые нагрузки любого направления (до 0,2 от неиспользованной радиальной нагрузки). Допускают значительные (до 2-3°) перекосы внутреннего кольца (вала) относительно наружного. Применяются в узлах с нежесткими валами и конструкциях, в которых не может быть обеспечена надлежащая соосность отверстий корпусов. При установке в одной опоре двух подшипников самоустанавливаемость их теряется.

Роликовые радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами (тип 2000). (тип 32000) (рис. 5 в, г)

Предназначены для восприятия только радиальной нагрузки. Отличаются повышенной (в 1.7 — 2,0 раза) радиальной нагрузочной способностью, но тяжелее и дороже аналогичных шариковых. Чувствительны к перекосам осей колец. При отсутствии соосности возникает концентрация напряжений у краев роликов, что резко снижает долговечность подшипника.

Существует восемь стандартных разновидностей роликовых подшипников с короткими цилиндрическими роликами в зависимости от наличия и расположения бортов на наружном и внутреннем кольцах, например, подшипники с дополнительным буртом на внутреннем (тип 42000) (рис. 5 д) или наружном (тип 12000) кольце. Эти подшипники могут воспринимать кроме радиальной и ограниченную осевую нагрузку в одном направлении.

Роликовые подшипники следует применять с более жесткими валами и в корпусах, посадочные поверхности которых имеют малые отклонения от соосности.

Роликовые двухрядные сферические радиальные подшипники (тип 3000) (рис. 5 е).

Имеют два ряда бочкообразных роликов. Характеризуются наибольшей нагрузочной способностью (в два раза больше, чем у. аналогичных шариковых), а также способны работать при значительных углах перекоса (до 2-3°) и воспринимать действующую в обоих направлениях небольшую осевую нагрузку (до 0, 25 от неиспользованной радиальной). Значительно уступают по скоростным характеристикам сферическим шариковым и однорядным роликовым. Область применения — тяжелонагруженные многоопорные валы, а также двухопорные, подверженные значительным прогибам.

Роликовые радиальные подшипники с игольчатыми роликами (тип 4000) (рис. 5 ж)

Предназначены для восприятия только радиальной нагрузки. осевую не воспринимают и осевое положение вала не фиксируют. Могут применяться без внутреннего кольца. Эти подшипники имеют наименьшие радиальные размеры, способны воспринимать большие радиальные нагрузки. но удовлетворительно работают лишь при невысоких скоростях. Подшипники с сепаратором работают при более высоких скоростях, но обладают меньшей грузоподъемностью. Применяются в узлах, требующих малых радиальных размеров, и в узлах с качательным движением. Чувствительны к прогибам валов и несоосности посадочных мест.

Предназначены для восприятия радиальной и односторонней осевой нагрузок. По сравнению с чисто радиальными подшипниками обладают повышенной в 1,3 — 1,4 раза нагрузочной способностью и могут работать при повышенных оборотах. Допустимая осевая нагрузка для подшипника зависит от номинального угла контакта. В опорах, где преобладает радиальная нагрузка. применяют подшипники с небольшим углом контакта (α = 12° тип 36000). В опорах с превалирующей осевой нагрузкой целесообразнее применять подшипники с повышенными углами контакта (α =26°, тип 46000 и 36°, тип 66000). С увеличением повышается осевая жесткость и нагрузочная способность подшипников, но снижается быстроходность.

Радиально-упорные подшипники с коническими роликами (тип 7000) (рис. 5, u)

Предназначены для восприятия радиальной и односторонней осевой нагрузок. По сравнению с радиально-упорными шариковыми подшипниками имеют большую нагрузочную способность (примерно в 1,5 раза), но меньшую быстроходность. Подшипники разъемные, что позволяет производить раздельный монтаж внутреннего (вместе с роликами и сепаратором) и наружного колец. Обладают способностью воспринимать небольшие ударные нагрузки. Наряду с основной конструкцией (тип 7000) выпускаются подшипники с большим углом конусности наружного кольца α = 20 — 30° (27000).

С увеличением угла конусности возрастает осевая грузоподъемность, а радиальная уменьшается.

Конструктивная разновидность подшипников: двух- и четырехрядные подшипники (рис. 5, к). Они имеют повышенную грузоподъемность и способны воспринимать двухсторонние осевые нагрузки.

Конические роликовые подшипники обладают большой чувствительностью к несоосности и относительному перекосу колец, поэтому они требуют жестких валов, точной расточки корпусов и тщательного монтажа.

Упорные шарикоподшипники (тип 8000) (рис 5, л) и роликоподшипники (тип 9000) (рис. 5. м)

Предназначены для восприятия только осевой нагрузки. Применяются при средней и малой скоростях вращения во избежание заклинивания тел качения от действия центробежных сил.

Одно из колец ("тугое") устанавливается на валу с натягом, а другое — в корпус с зазором.

Разновидностью упорного подшипника является двойной подшипник (тип 38000) (рис. 5, н), предназначенный для восприятия осевых нагрузок в обоих направлениях. Этот подшипник имеет три кольца, среднее из которых устанавливается на вал с натягом.

Упорные подшипники чувствительны к перекосам и несоосности. Для уменьшения влияния перекосов под опорную поверхность свободного кольца рекомендуется подкладывать прокладки из материалов с низким модулем упругости.

Этих недостатков лишены упорные роликоподшипники с бочкообразными роликами (рис. 5, о), которые способны самоустанавливаться и воспринимать небольшую радиальную нагрузку. Они допускают более высокие скорости вращения.