Подшипники качения

Расчет подшипников в случае полужидкостного трения

1. Методика расчета.

Подшипники проверяются по допускаемому удельному давлению на поверхности контакта, этот расчет характеризует несущую способность подшипника.

р – удельное давление на поверхности контакта.

F_r – радиальная нагрузка.

[p] – допустимое удельное давление, определяется экспериментально.

- диаметр опорной поверхности

- длина подшипника

2. Метод расчета.

Расчет по допускаемому произведению удельного давления на скорость. Этот расчет характеризует износ подшипника, тепловыделения в нем и опасность заедания.

3. По окружной скорости скольжения опорной поверхности

Режим работы считают допустимым, если выполнены условия, которые ограничивают износ и тепловыделение

Все подшипники качения изготавливают из высокопрочных подшипниковых сталей с термической обработкой, обеспечивающий высокую твердость.

Имеют промежуточные тела качения. Заменяют трение скольжения на трение качения.

Состоят из:

1 – наружная обойма

2 – внутренняя обойма

3 – тело качения

4 – сепаратор

Для равномерного распределения тел качения по окружности служит сепаратор, он является самым слабым узлом подшипника. Качество сепаратора оказывает заметное влияние на работоспособность подшипника. В подшипниках без сепаратора тела качения набегают друг на друга. В этом случае кроме трения качения возникает трение качения. В этом случае увеличиваются потери и износ подшипника. Установка сепаратора значительно уменьшает потери на трение, так как сепаратор является свободно плавающим и вращающимся элементом. Большинство сепараторов выполняют штампованными из стальной лентой. При повышенных окружных скоростях применяют массивные сепараторы из латуни, бронзы, дюралюминия или пластмассы.

Преимущества подшипников качения:

1. Значительно меньше потери на трение и теплообразования, следовательно, выше КПД. При предварительных расчетах КПД пары подшип6ников принимают (0.95-0.99).

2. Меньше пусковой момент

3. Меньше эксплуатационные расходы и уход.

4. Стоимость ниже, чем у подшипников скольжения из-за массовости и автоматизации.

Недостатки:

1. Значительные габариты, особенно по диаметру и массы.

2. При высоких скоростях и значительных нагрузках имеет ограниченный срок службы.

3. Плохо воспринимать вибрационные и ударные нагрузки

4. Имеют относительно не высокую частоту вращения

Классификация подшипников качения

1. По воспринимаемым нагрузкам:
- радиальные
- упорные
- радиально-упорные

2. По форме тел качения:
- шариковые
- роликовые
Краткая характеристика подшипников
Подшипник шариковый радиальный.

Простой дешевый. Служит для восприятия радиальных нагрузок, но могут воспринимать и осевые нагрузки по величине от 40 до 70% от неиспользованной радиальной. Допускают перекос обойм (до 1/4⁰), поэтому их можно устанавливать на нежестких валов (осевая нагрузка меньше радиальной).

Подшипники шариковые радиально-упорные.

Наружная обойма отличается от радиального шарикового подшипника, контакт происходит под углом, один из бортов наружного кольца срезан.

Беговая дорожка на внешнем кольце расположена под углом, поэтому они могут воспринимать осевые нагрузки одностороннего действия. Но эта нагрузка на 30% больше чем у шарикового радиального подшипника. Осевая нагрузка приложена не к сепараторы а к обойме.

Шариковые радиальные двухрядные самоустанавливающиеся подшипники.

Внутренняя поверхность наружного кольца выполнена сферическими. Внутренняя обойма имеет две дорожки качения. У них выше нагрузочная способность и допускает перекос осей до 3⁰. Служат для установки на нежестких валах, а так же на валах со сложной схемой установки опор. Устанавливают на гибких валах.

Шариковые упорные подшипники.

Служат для восприятия только осевых нагрузок, не допускают перекоса осей. При больших скоростях плохо работают, так как сказывается влияние центробежных сил на шарике. Дорожки качения шарика расположены на торцевых поверхностях колес.

Роликовые подшипники.

Роликовые радиальные подшипников.

Цилиндрический ролик в сепараторе, ролик на беговой дорожке во внутреннем кольце. Наружная поверхность внутреннего кольца цилиндрическая. Воспринимает только радиальные нагрузки, которая на 90% больше чем у шариковых. Не допускает перекоса обойм. Устанавливая на очень жестких валов. Подшипник имеет большие потери на трение.

Роликовые радиально упорные подшипники.

Ролик выполнен коническим. Воспринимают радиальные нагрузки и осевые и одностороннего действия. Требуют жестких валов и регулировки.

Роликовый сферический самоустанавливающийся подшипник

Имеет два ряда бочкообразных роликов. Допускают перекос обойм до трех градусов. Используют для нежестких валов. Внутренняя обойма имеет две беговые дорожки. Внутренняя поверхность наружной обоймы сферическая.

Игольчатые подшипники

Роликовые подшипники с длинными роликами. Имеют только одну обойму, второй обоймой служит поверхность отверстия. Применяют при стесненных габаритах. Имеют высокий коэффициент трения.

Подшипники качения стандартизованы. По нагрузочной способности подшипники выпускают пяти серий:

1. Сверхлегкая

2. Особо легкая

3. Легкая

4. Средняя

5. Тяжелая

Увеличение грузоподъемности подшипников достигается увеличением тел качения и размером обойм.

По классам точности изготавливают: 0, 6, 5, 4, 2.

Наиболее часто используют подшипники нулевого и шестого класса точности.

0-нормальный класс

6-повышенный

5- высокий

4- особо высокий

2- сверх высокий

Для предохранения подшипников от коррозии уменьшении износа и трения применяют смазки.

1) жидкие

2) консистентные (типа вазилина)

3) твердые (основанные на графите)

Работоспособность подшипников

1. Усталостное выкрашивание поверхностных слоев

2. Износ абразивный (недостаток смазки)

3. Разрушение сепаратора

4. Раскалывание тел качения и обойм

Причины:

Действие ударных нагрузок

Подбор подшипников качения

Дата добавления: 2014-01-20