Подшипники качения диаметром 50 мм характеристики. Справочник подшипников качения

Лабораторная работа №10.Разработка программного модуля на примере расчета и построения подшипников качения

Расчёт подшипников на долговечность производится исходя из их динамической грузоподъёмности.

Динамической грузоподъёмностью радиальных и радиально-упорных подшипников называется постоянная радиальная нагрузка, которую группа идентичных подшипников с неподвижным наружным кольцом сможет выдержать в течение расчетного срока службы, исчисляемого в часах.

Долговечность подшипника определяется как срок службы до появления признаков контактной усталости металла на любом из колец или тел качения.

Под расчётным сроком службы понимают срок службы партии подшипников, в которых не менее 90% одинаковых подшипников, при одной и той же нагрузке и частоте вращения должны обработать без появления на рабочих поверхностях раковин и отслаивания.

Зависимость между номинальной долговечностью (расчётным сроком службы), динамической грузоподъёмностью и действующей на подшипник нагрузкой определяется формулой

где: L — номинальная долговечность, млн.оборотов;

C — динамическая грузоподъёмность;

P – эквивалентная динамическая нагрузка;

p – показатель степени в формуле долговечности (для шариковых подшипниковp=3, для роликовыхp= 10/3 или 3,33).

Эквивалентной динамической нагрузкой для радиальных шариковых и радиально – упорных подшипников называется постоянная радиальная нагрузка, которая при приложении её к подшипнику с вращающимся внутренним кольцом и неподвижным наружным обеспечивает такой же расчётный срок службы, как при действительных условиях нагружения и вращения. Для этих типов подшипников эквивалентная динамическая нагрузка определяется по формуле:

где: F r – постоянная по величине и направлению радиальная нагрузка, Н;

F a — постоянная по величине и направлению осевая нагрузка, Н;

X — коэффициент радиальной нагрузки;

Y — коэффициент осевой нагрузки;

V – коэффициент вращения (V=1);

К б – коэффициент безопасности;

К T – температурный коэффициент.

Эквивалентная динамическая нагрузка для подшипников, не обладающих осевой или

радиальной нагрузкой может быть определена по формулам (3.3) и (3.4):

3.1.2. Обозначение нормальных габаритных размеров подшипников качения

Рис.3.1. Изображение подшипников качения в разрезе:

а). подшипник шариковый радиальный;

б). подшипник шариковый радиально-упорный;

в). подшипник шариковый двухрядный сферический;

г). подшипник роликовый радиальный;

д). подшипник роликовый радиально-упорный.

d – диаметр отверстия внутреннего кольца радиального и радиально-упорного подшипника и «тугого» кольца одинарного упорного подшипника;

d 1 – диаметр отверстия свободного кольца упорного подшипника;

D – внешний диаметр наружного кольца радиального и радиально-упорного подшипника и свободного кольца упорного подшипника;

B – ширина колец радиальных и радиально-упорных подшипников или ширина внутреннего кольца, если ширины колец не одинаковы;

T – монтажная высота роликового радиально-упорного конического подшипника;

H — высота упорного подшипника.

Размеры тел качения для основных типов подшипников можно определить по следующим формулам:

d Т = 0,3*(D —d ) для радиальных и радиально-упорных шарикоподшипников;

d Т = 0,25*(D —d );

l = (1,5+1,7)*d Т для серий лёгкой, широкой и средней широкой иl =d Т у всех остальных серий радиальных подшипников с короткими цилиндрическими роликами,

где d Т — диаметр тела качения (шарика или ролика);

l – длина ролика.

Для шарикоподшипников:

S – толщина кольцаS = 0,15*(D —d ),

d 1 – ось шарикаd 1 = 0,5*(D +d ) .

Таблица 3.2

Подшипники шариковые радиальные однорядные (гост 8338-75)

Легкая серия

Средняя серия

Обоз­наче­ние

Размеры, мм

Грузоподъем­ность, кН

Обоз­наче­ние

Размеры, мм

Грузоподъем­ность, кН

d

D

В

r

С

С 0

d

D

В

r

С

С 0

Подшипником называют особый узел, представляющий собой часть опоры для поддержки вала и предназначенный для вращения или качения последнего без потери энергии на трение. Существует несколько разновидностей подобных конструктивных элементов. При этом размеры подшипников в большинстве случаев регулируются ГОСТ.

Разновидности

Узлы этого типа используются в промышленности и других отраслях народного хозяйства очень широко. Существуют гидростатические, газостатические, магнитные и другие группы подшипников. Однако самыми распространенными разновидностями являются узлы скольжения и качения. По воспринимаемой нагрузке обе этих группы подразделяются на:

радиальные;

• радиально-упорные.

Подшипники качения

Основными элементами узлов этого типа являются шарики или ролики, расположенные на определенном расстоянии друг от друга в специальной обойме, называемой сепаратором. В процессе работы подшипника они катятся по беговым дорожкам двух колец, одно из которых в большинстве случаев статично. Узлы этого типа используются в промышленности чаще всего. Дело в том, что в сравнении с подшипниками скольжения они имеют целый ряд преимуществ. К таковым можно отнести в первую очередь небольшое трение и незначительный расход смазки. Простота эксплуатации и монтажа — это также то, чем отличаются такие подшипники. Стандарты (размеры их регулирует ГОСТ) таких узлов представлены в специальных таблицах. Поэтому найти подходящий в том или ином случае подшипник особого труда не составит. Узел этого типа можно подобрать абсолютно к любой типовой конструкции.

Чувствительность к вибрационным и ударным нагрузкам — единственный недостаток, которым отличаются такие подшипники. Стандарты при их изготовлении должны соблюдаться обязательно. Иначе слишком долго они не прослужат.

Виды подшипников качения

Помимо воспринимаемой нагрузки, узлы этого типа классифицируются на группы по следующим признакам:

Форме тел качения. В этом плане различают шариковые и роликовые подшипники. Тела качения последнего вида при этом могут быть коническими, цилиндрическими, игольчатыми, витыми, бочкообразными и т. д.

По способности самоустановления. В данном случае различают сферические и несамоустанавливающиеся подшипники.

По количеству тел качения. Существуют однорядные и двухрядные подшипники.

По размерам. Все выпускаемые на сегодняшний день подшипники по этому признаку подразделяются на несколько серий.

В зависимости от серии при одном и том же внутреннем диаметре, ширина подшипника и его наружный D могут меняться. Использоваться подшипники качения могут при сборке автомобилей, велосипедов, ветряков и т. д.

Размеры

Габариты узлов этого типа определяет ГОСТ 3478-79. При его соблюдении получаются очень прочные и долговечные подшипники. Стандарты эти распространяются на все разновидности узлов качения, за исключением моделей специального назначения, имеющих особую конструкцию. В последнем случае узлы могут изготавливаться самых разных габаритов, наиболее подходящих для той или иной конструкции.

Узнать стандартные размеры подшипников каждой серии можно, как уже упоминалось, по специальным таблицам, в которых указываются внешний и внутренний диаметры, наименьшие предельные габариты (Rmin), а также номинальная ширина внутреннего и наружного колец (В). В качестве примера ниже приводим вашему вниманию таблицу для серии подшипников диаметров 8 (сокращенную).

		Размер B для серий
									1 для серии 7, 1.5 — для серий 1-6

Более подробные таблицы можно найти в специализированной литературе. Также имеются стандарты подшипников в Компасе — графическом редакторе, предназначенном для автоматизированного проектирования (в конструкторской библиотеке). Существуют таблицы для разных диаметров узлов.

Классы точности

Стандартные размеры подшипников качения, таким образом, можно узнать из специальных таблиц. Однако в некоторых случаях допускаются некоторые отклонения в габаритах от ГОСТ. По классу точности подшипники качения подразделяются на:

нормальные «0»;

повышенной точности «6»;

высокой «5»;

особовысокой «4»;

сверхвысокой «2».

Узлы, предназначенные для разных конструкций, могут иметь строго определенные допустимые отклонения. Так, к примеру, стандарты подшипников для велосипеда (608 типа) такие:

допуски шариков — 0/-0.005;

внутренней дорожки — +0.0001/-0.0003;

внешней дорожки — +0.0001/-0.0005.

Обозначения

Стандарты подшипников качения при их изготовлении соблюдаются обязательно. Для того чтобы потребитель мог видеть, что за узел перед ним и для каких целей его можно использовать, применяются специальные маркировки. Обозначаются подшипники качения обычно гравированным набором цифр. Иногда стандартные маркировки включают в себя и буквы. При этом:

Первые цифра или буква указывают на тип подшипника.

Следующие две цифры определяют серии узла. Первая указывает на группу ширины или высоты, вторая — диаметра.

Последние две цифры представляют собой код диаметра отверстия. Если умножить его на 5, можно получить величину d в мм.

Стандартные размеры подшипников 66414 (посадки в данном случае выбирают по ГОСТ 3325-85), к примеру, такие:

• ширина — 42 мм;

  масса — 5.74 кг.

Подшипники скольжения

Узлы этого типа состоят из двух основных элементов: прочного корпуса и вкладыша, между которыми находятся специальные смазывающие вещества. К основным достоинствам таких подшипников относят прежде всего небольшие диаметры, а также возможность делать их разъемными и использовать для валов очень сложной конструкции. Недостатками узлов этой разновидности считаются не слишком долгий срок службы и необходимость применения дорогостоящих смазок.

Виды подшипников скольжения

На настоящий момент существуют узлы этой группы:

высокоскоростные;

разъемные (используются, к примеру, в коленчатых валах);

прецизионных машин, точно направляющие валы и дающие возможность регулировки зазора;

дешевых тихоходных механизмов;

предназначенные для работы в особых условиях (воде, агрессивных средах).

В зависимости от режима работы в подшипнике такого типа может быть жидкостное или полужидкостное трение. В первом случае рабочие поверхности корпуса и вала разделены довольно-таки толстым слоем масла. При полужидкостном трении к жидкостному добавляется граничное (через тончайшую масляную пленку, образованную молекулярными связями).

Размеры подшипников скольжения

Габариты узлов этой группы определяются ГОСТ 2795. Данные из специальных таблиц — это также то, что обязательно учитывают, изготавливая такие подшипники. Стандарты в данном случае распространяются на такие параметры, как:

наружный и внутренний диаметр;

• размер фаски (С);

  допуски (предельные отклонения).

В таблице ниже (сокращенной) представлены стандартные размеры подшипников скольжения разных рядов.

	D для рядов		L для рядов

Конструктивные особенности и материалы

Стандарты подшипников скольжения, таким образом, строго определены ГОСТ. Предъявляются некоторые требования и к качеству используемых для их изготовления материалов. скольжения, как уже упоминалось, может быть цельным или разъемным. В последнем случае для соединения частей используются специальные шпильки или болты. Вкладыш подшипника скольжения выполняется в виде втулки. В неразъемном узле он может быть изготовлен из двух половинок. На валы, подверженные деформациям, монтируют обычно самоустанавливающиеся подшипники скольжения.

Для изготовления узлов этого типа могут использоваться следующие материалы:

чугун (для корпуса);

бронза, чугун или пластмасса (для втулок).

В некоторых случаях, но конечно же, очень редко, втулки изготавливаются из дерева либо даже из ДСП.

Основные требования

Таким образом, подшипники стандарты (а вернее, их соблюдение) позволяют изготавливать максимально качественные, долговечные и с отличными эксплуатационными характеристиками. Требования к узлам этой группы предъявляются следующие:

Материалы и конструкция подшипников скольжения должны быть такими, чтобы обеспечить минимальный между корпусом и втулкой.

Прочность и жесткость узла должны быть такими, чтобы он мог выдерживать любые необходимые нагрузки.

Приветствуется максимальная простота конструкции подшипника. При его монтаже не должно возникать никаких сложностей.

Изготавливать подшипники следует таким образом, чтобы их поверхность имела достаточную для отвода возникающего в процессе работы тепла площадь.

Как делают

Изготавливают подшипники скольжения и качения на специализированных крупных предприятиях, в состав которых обычно входит два основных цеха: термический и механический. Сборочные линии таких заводов чаще всего работают в автоматическом режиме. Кроме них, в цехах устанавливаются также современные станки напыления.

В нашей стране наибольшей популярностью пользуются узлы, произведенные на отечественных заводах, а также в Швейцарии (SKF). Стандарты подшипников SKF такие же, как и у российских.

У многих механизмов, существующих в настоящее время, есть подшипники, которые позволяют им вращаться. Поэтому ни одно вращающееся движение не может быть осуществлено без них. Но даже такая, вроде бы незаменимая, но в то же время незаметная часть механизма, может быть разным и по размерам и по своим техническим характеристикам, особенно учитывается диаметр, размеры которого представляют обычно в таблице. Но каким бы ни была эта деталь, как бы она не выглядела и каковы бы ни были ее технические характеристики, она должен выполнять только одну задачу — обеспечивать детали вращение или же необходимый поворот.

Подшипник должен быть надежным, но иногда условия, в которых ему приходится обеспечивать вращение, не соответствуют его нормальному функционированию. Также точно и условия могут влиять на то, что подшипник даже в хороших условиях вдруг может выйти из строя.

Поэтому существуют специальные правила эксплуатации этой части, и к ним стоит отнестись очень серьезно, чтобы ваша деталь смогла проработать как можно дольше. Например, не стоит его перегружать и следить за тем, чтобы он работал лишь положенный временной отрезок, а не более. Еще одним правилом следует считать то, что его стоит подбирать такой, чтобы он идеально подходил по размеру, по диаметру и по другим техническим характеристикам.

Например, по размерам можно найти самые разные подшипники: от миниатюрных и до самых гигантских размеров. Есть и другое деление: высокоскоростные, тихоходные, максимально точные и другие. Все эти деления зависят от того, куда и как вы собираетесь использовать этот важный элемент вращающего движения.

Конструкция подшипников

Продолжая разговор о подшипниках, нельзя пропустить и его конструкцию. А ведь в самом элементе, обеспечивающим вращение, очень много деталей, из которых он состоит. И к каждой из них стоит отнестись очень серьезно, ведь стоит одной из них выйти из строя и дальнейшая эксплуатация подшипника становится просто невозможной.

Комплектующие детали подшипника:

• Тела качения.
• Втулки.
• Гайки.
• Шайбы.
• Кольца.
• Винты.
• Скобы.
• Шарики.

Конечно же, этот список деталей подшипника можно было бы и дальше перечислять, но все же стоит все это изучить на практике и разобраться в каждом элементе отдельно , чтобы потом было легко его найти.

Типы подшипников

Существует несколько делений подшипников на разные типы. В основе каждого такого деления лежит какой-то признак, который и является основным для отнесения важного элемента для вращения к тому или иному типу.

Первое такое деление основывается на том, как нагрузка воздействует на подшипник и заставляет его работать. Но ведь и нагрузка бывает разной. Соответственно, и группы подшипника будет задействованы в зависимости от того, как нагрузка действует на него.

Группы, зависящие от действия нагрузки:

• Радиальные.
• Упорные.
• Радиально-упорные.

Рассмотрим подробно каждую из этих групп. Итак, первая группа – радиальная. Такие подшипники могут действовать лишь под воздействием радиальной нагрузки. Редко они действуют и под осевой нагрузкой, если используются роликовые элементы для вращения, которые имеют необходимый диаметр.

Вторая группа — упорные элементы для вращения. Они прекрасно работают лишь только тогда, когда ощущают действия осевых нагрузок. Третья группа – радиально-упорные, которые могут действовать под любыми видами нагрузок. Им не страшны ни радиальные, ни упорные нагрузки.

Есть и другое деление подшипников, в основе которого положено форма тел для качения, а также их диаметр. Существуют два вида: шариковые и роликовые. Первый вид – шариковые. В их основе лежит качение такого тела, которое по своей форме похоже на шарики и имеют небольшой диаметр. В основе второго вида – роликового, лежит другая форма качения, то есть ролики определенного диаметра.

По своей конструкции подшипники можно разделить на два вида: самоустанавливающиеся и не самоустанавливающиеся. Такие элементы для вращения еще называют и сферическими. Обычно разделение на эти два вида не требуют какого-либо дополнительного объяснения, Но главное не забывать о диаметре и как можно чаще заглядывать в специальные таблицы, где они и представлены с пояснениями.

Существует еще одно деление подшипников, которое зависит не только от его диаметра или размера, но прежде всего от качения тел самого подшипника, которые могут быть как роликовые, так и шариковые. Такой элемент для вращения может быть, несмотря на формы шариков или роликов, одно-, двух-, трех- или четырехзарядным.

Применяемость подшипников

Зная диаметр подшипника, его конструкцию и размеры, а также форму качения: шарики или ролики, можно будет определить, насколько важен будет этот элемент для вращения пользователю. Особенно это важно тем, кто занимается каким-либо ремонтом техники. Например, автомобильной, тракторной или мототехнике. Но есть и другая применяемость подшипников, которая заключается в знании его размера.

Стоит более подробно остановиться на том, как обозначаются в таблицах подшипники. Обычно на каждом элементе для вращения написано что-то буквами и цифрами. Такие условные обозначения обозначают и диаметр в том числе. Насколько точно изготовлена деталь указывает буква, которая стоит перед цифрой.

Цифры указывают на размер отверстия, на то, что особенного есть в его конструкции, например, шариковые или роликовые формы тел. Обычно первые две цифры на детали для вращения указывают на диаметр. Но ведь даже диаметр может быть разный , поэтому стоит быть очень внимательными к цифрам.

Так, детали скольжения, которые необходимы для автомобильного строения, не очень строго относятся и к диаметру, и к тому, что используются шарики или ролики. Другое дело деталь для качения, где все должно быть строго инструкции.

Например, шариковая деталь скольжения широко применяется для изготовления запчастей автомобиля. Чтобы нагрузка в данном случае была больше, необходимо правильно использовать шарики. Стоит помнить, что желоб должен быть больше шарика. Кстати, шариковые детали позволяют их использование и под разными углами.

Но зато роликовые детали обеспечивают высокую скорост ь, которая необходима очень часто. Не стоит смешивать все типы подшипников, иначе потом при работе шарики будут мешать работе роликам и наоборот. Поэтому стоит следить за формой качения, если это шарик, то такую шариковую деталь необходимо использовать по назначению. В настоящее время шариковые детали для вращения используются намного чаще, чем все остальные.