Подшипник качения что это

В чем разница между подшипниками скольжения и качения?

На сегодняшний день подшипники широко применяются в самых разных механизмах, так или иначе связанных с задействованием вращающихся элементов. Подшипники вращают детали в часовых механизмах, двигают валы в ДВС, шахтные турбины и даже знаменитый аттракцион «Колесо обозрения».

Говоря простыми словами, подшипник – это кольцо, которое надевается на цилиндрический предмет. Они могут быть самыми разнообразными как по конструкции, так и по функциональному назначению. Например, для удерживания автомобильного колеса используются радиальные подшипники. А для вращения офисных кресел применяются подшипники упорные. В зависимости от классификации подшипников насчитывается от 7 до 10 разновидностей. Так или иначе, каждый подшипник служит для выполнения трех основных задач.

• Удержание оси или вала в заданном положении.
• Снижение уровня сопротивления при контакте фиксирующей конструкции и вращающегося вала.
• Передача физической нагрузки от вращающегося элемента к другим конструкционным деталям, узлам и механизмам.

Самыми популярными видами подшипников на сегодняшний день являются подшипники скольжения и подшипники качения. Именно их мы и опишем далее, определив основные различия, конструкционные особенности и сферы применения.

Подшипники скольжения

Речь идет о кольцах, внутри которых размещаются валы или втулки. Кольцо фиксирует вал в необходимом положении и начинает вращаться в заданной плоскости. Выделяют разъемные и неразъемные подшипники скольжения. Неразъемный подшипник – это полное кольцо, в которое можно вставить втулку. Разъемный подшипник можно разделить на два компонента, один из которых фиксирует вал, а второй вставляется сразу после фиксации. С эксплуатационной точки зрения конструкция разъемного подшипника является более удобной, что и обуславливает большую распространенность данного варианта.

В процессе вращения, вал осуществляет непосредственное соприкосновение с подшипником скольжения, что создает трение в системе пары «вал-подшипник». Данный процесс в конечном итоге приводит к быстрому износу элементов данной системы, то влияет на резкое уменьшение скорости движения вала. Чтобы этого не допустить, применяются разные смазки, значительно снижающие уровень трения, что является одним из главных условий повышения уровня долговечности подшипника. Помимо увеличения срока службы подшипника и вала, смазка дополнительно влияет на уменьшение силы трения, гарантирует эффективный теплоотвод, а также снижает воздействие на механизмы внешней среды.

Существуют твердые, газообразные и жидкие смазки. Именно жидкий вариант используется в большинстве современных подшипников скольжения. Что касается твердых смазок, основу которых составляет графит, то их могут использовать в подшипниках скольжения, на которых приходится большая нагрузка. Например, если речь идет о подшипнике для поездов, удерживающих колесный вал, то здесь жидкая смазка будет просто выдавлена большим давлением. Газообразные смазки могут применяться на высокоточных производствах, где к использованию деталей предъявляются особые условия. Газообразная смазка должна воспрепятствовать физическому соприкосновению подшипника и вала.

Плюсы подшипников скольжения

• Редко выходят из строя.
• Могут выдерживать большие вибрационные и ударные нагрузки.
• Имеют меньший радиальный размер, в сравнении с подшипниками качения.
• Подшипники скольжения разъемного типа могут быть демонтированы без необходимости разбирать всю конструкцию.
• Малый уровень шумности.
• Возможность работы в водной среде.
• Между валом и поверхностью подшипника может быть зазор, что гарантирует их беспроблемное и высокоэффективное использование даже в паре с сильно изношенными элементами.
• Характеризуются высоким коэффициентом полезного действия даже в паре с крупными валами.

Минусы подшипников скольжения

• Обязательно требуют смазку.
• Если смазка низкого качества, то быстро изнашиваются вследствие трения.
• Большие расходы на смазку.
• Нужно постоянно контролировать рабочие условия.
• У подшипников качения более высокий КПД.
• Вал и подшипник изнашиваются с разной скоростью.
• Невысокая долговечность.
• При производстве подшипников скольжения задействуются более дорогие материалы, в сравнении с подшипниками качения.

Подшипники качения

Подшипники качения характеризуются более сложным устройством, в сравнении с предыдущим вариантом. Во-первых, их конструкция включает в себя сразу два кольца разного диаметра. Расхождения в диаметрах колец ровно такое, чтобы между ними точно разместились другие элементы подшипниковой системы. Чтобы обеспечить хорошее сцепление между кольцами, внутри большого кольца и снаружи маленького прорезаются желоба. Между кольцами можно поместить бочонки, иглы, шарики и другие тела качения, которые будут определять название подшипника и принцип его работы. Результатом соединения трех элементов в единое целое является достаточно надежная и эффективная конструкция, во внутреннее кольцо которой вставляется вал. Вращаясь, вал оказывает воздействие на маленькое кольцо, которое раскручивается и «тянет» за собой те тела качения, которые находятся между кольцами. Большое кольцо остается неподвижным, то есть статично. Тела вращения между кольцами гарантируют значительное снижение уровня трения между элементами системы.

Подшипники качения могут производиться с сепаратором или без сепаратора. Сепаратор – это широкое кольцо, в котором на равном расстоянии создаются отверстия. Указанные отверстия служат для размещения в них тел качения, что гарантирует повышение эффективности подшипника с одновременным уменьшением объема задействованных материалов. Подшипники качения, в большинстве своем, создаются именно с сепараторами. Впрочем, есть модели и без сепараторов, в которых размещается максимально возможное число тел качения, без необходимости учета расстояния между ними. Чем больше тел качения будет размещено в подшипнике, тем большей грузоподъемностью будет характеризоваться данный элемент. В то же время, подшипники без сепараторов отличаются более низким лимитом скорости валового вращения.

В соответствии с официальной классификацией, выделяют открытые и закрытые подшипники качения. Закрытые подшипники характеризуются наличием специальных проекторов, призванных предотвратить воздействие внешней среды на элементы подшипникового механизма. Это позволяет эксплуатировать закрытые подшипники без смены смазки и дополнительного обслуживания. Открытые подшипники качения более подвержены влиянию окружающей среды, что зачастую приводит к попаданию внутрь конструкции инородных тел с последующим разрушением подшипника.

Главным преимуществом использования подшипников качения считается минимизация трения при соприкосновении подшипника с поверхностью вала. Тела качения гарантируют снижение энергозатрат на преодоление сопротивления вала и кольца, что, в свою очередь, существенно снижает уровень износа и увеличивает КПД в сравнении с подшипниками скольжения.

Плюсы подшипников качения

• Возможность применения при высоких скоростях валового вращения.
• Возможность эффективного удерживания вала при серьезных вибрационных и ударных нагрузках.
• Бесшумность эксплуатации.
• Минимальные осевые размеры.
• Не нуждаются в смене смазки.
• Могут эксплуатироваться в высокотемпературном режиме.

Минусы подшипников качения

• Более высокая цена.
• Более сложный процесс создания.
• Увеличенный радиус.
• Чувствительность к повышенной влажности.
• Не могут применяться в паре с валами высокой загруженности.
• Менее надежны в сравнении с предыдущим вариантом.

Чем отличаются подшипники качения и скольжения?

За минувшие десятилетия подшипники нашли широкое применение во многих механизмах, где присутствуют вращающиеся элементы. Наиболее распространены они в часах, валах двигателя, оборудовании для работы в шахтах. Даже во многих парковых аттракционах применяются подшипники, например, в колесе обозрения.

Подшипник представляет собой кольцо, насаженное на предмет цилиндрической формы. В зависимости от особенностей конструкции, деталь может применяться для самых разных целей. Например, радиальные подшипники в автомобилях используются для надежной фиксации колеса на оси. Упорные подшипники можно найти в колесиках офисных кресел. Выделяют более семи видов данной детали. Все они, как правило, выполняют три задачи:

1. Связь между вращающим элементом и подключенными к нему деталями, механизмами, передача на них нагрузки.
2. Уменьшение сопротивления в местах соприкосновения вала и связанной с ним конструкции.
3. Фиксация вала или оси в определенной позиции.

В настоящее время наиболее распространены два типа подшипников: качения и скольжения. Ниже будут приведены основные отличия этих видов, перечислены области применения и особенности конструкции.

Подшипники скольжения

Этот тип деталей представляет собой кольцо, внутри которого находятся втулки или валы. Кольцо надевается на вал, фиксируя его в одном положении, после чего начинает крутиться, не меняя своего положения. Подшипники скольжения делятся на разъемные и неразъемные. Последние представляют собой кольцо с отверстием для втулки. Разъемный состоит из двух элементов: один насаживается на вал, а второй выполняет роль защелки, фиксируя подшипник на одном месте. Такая конструкция является более удобной и простой в использовании. Поэтому разъемные подшипники больше распространены.

Когда вал приходит во вращение, он соприкасается с подшипником скольжения. Между ними возникает трение, и постепенно детали начинают изнашиваться. Также это замедляет скорость вращения. Чтобы уменьшить эти негативные эффекты, используются специальные смазки. Они уменьшают трение, увеличивают срок службы конструкции и уводят тепло, не допуская перегрева.

В качестве смазки могут использоваться самые разные вещества. Их можно разделить на газообразные, жидкие и твердые. Жидкие смазки применяются практически во всех современных скользящих подшипниках из-за высокой практичности. Твердые используются в деталях, которые подвергаются высокой нагрузке. Чаще всего в качестве твердой смазки используется графит. Газообразная используется на предприятиях с высокоточным производством, где установкам приходится работать в особых режимах и осуществлять движение с максимальной точностью. Такой вид смазки позволяет зафиксировать вал и подшипник таким образом, чтобы они не касались друг друга.

К преимуществам подшипников скольжения можно отнести:

• детали могут похвастаться долговечностью, т.к. очень редко ломаются и приходят в негодность;
• невосприимчивы к высоким нагрузкам и сильным вибрациям;
• обладают небольшим радиальным размером, что упрощает монтаж и эксплуатацию;
• разъемные подшипники скольжения легко демонтировать и заменить на новые, не разбирая другие части установки;
• во время работы не производят много шума;
• способны работать в пространстве, заполненном жидкостью;
• при правильной настройке и грамотном распределении смазки можно добиться такого положения вала и подшипника, что они не практически не будут касаться друг друга, что во много раз продлевает срок службы;
• обладают высоким КПД и способны работать с валами любых типов и размеров.

У подшипников скольжения можно выделить следующие недостатки:

• при использовании некачественной смазки трение между подшипником и валом сильно увеличивается, из-за чего детали быстро приходят в негодность;
• смазка для подшипников скольжения стоит довольно дорого;
• рекомендуется регулярно проверять рабочие условия на соответствие нормативам;
• несмотря на отличный КПД, у подшипников качения этот параметр выше;
• вал и подшипник обладают разным сроком службы, поэтому на определенном этапе работы потребуется заменить лишь одну деталь, и только через некоторое время — другую;
• подшипники скольжения не могут похвастаться высокой долговечностью;
• при изготовлении используются более дорогие материалы, чем при производстве других типов подшипников.

При выборе подшипников скольжения следует учитывать эти преимущества и недостатки. Это поможет выбрать оптимальную модель.

Подшипники качения

Конструкция подшипников качения является более сложной, чему у скольжения. У них два кольца разных диаметров. Это необходимо для того, чтобы остальные детали конструкции разместились таким образом, чтобы занимать меньше объема. Внутри большого кольца и снаружи маленького проделываются желоба. В них помещаются тела качения, шарики, иглы и другие элементы, которые и будут определять предназначение детали. Во время использования подшипника большое кольцо остается неподвижным, а за счет дополнительных тел обеспечивается наименьшее трение с маленьким, которое находится в движении.

Подшипники качения могут содержать в конструкции сепаратор. Это кольцо большого диаметра. Оно содержит в себе отверстия, расположенные друг от друга на равном расстоянии. Отверстия нужны для установки тел качения. Благодаря им требуется устанавливать меньшее количество дополнительных деталей при таком же уровне эффективности. Большая часть современных подшипников качения изготавливаются с сепаратором. Если этот элемент у конкретной модели отсутствует, то в нее приходится устанавливать дополнительное количество тел качения, чтобы добиться оптимальных значений у характеристик и высокой грузоподъемности. Подшипники без сепараторов имеют низкое ограничение скорости вращения вала.

Подшипники качения также делятся на закрытые и открытые. Первый тип имеет в конструкции защитные элементы, которые оберегают конструкцию от воздействия окружающей среды. У таких подшипников не нужно менять смазку, также их не требуется обслуживать. Открытые детали обладают меньшей долговечностью. Они не защищены от попадания внутрь конструкции пыли, грязи и посторонних объектов, которые способны довольно быстро привести к износу детали.

Основное достоинство подшипника качения заключается в том, что во время работы сила трения между ним и валом очень мала. Тела качения, имеющиеся в конструкции элемента, снижают количество энергии, затрачиваемой во время работы. Соответственно, подшипнику нужно прилагать меньше усилий во время вращения. Это обеспечивает больший КПД и долгий срок службы, чем у аналогов, относящихся к типу скольжения.

У подшипников качения можно выделить следующие достоинства:

• возможность работать при высоких скоростях вращения вала;
• при высоких нагрузках и сильном внешнем воздействии вал остается неподвижным за счет надежной фиксации подшипником;
• во время работы конструкция практически не шумит;
• подшипники качения обладают небольшими размерами;
• благодаря закрытой конструкции не требуется менять смазку, что упрощает эксплуатацию;
• такие подшипники способны работать при высоких температурах, они не перегреваются и не теряют своих свойств.

Подшипники качения обладают следующими недостатками:

• более высокая стоимость в сравнении с подшипниками скольжения;
• обладают более сложным процессом производства;
• кольца имеют большой диаметр;
• не рекомендуется использовать в среде с повышенной влажностью;
• нельзя использовать вместе с валом, имеющим высокую загруженность;
• обладают меньшей надежностью, чем подшипники скольжения.

При выборе вала качения нужно учитывать их плюсы и минусы.

Какая разница между подшипником скольжения и качения?

На сегодняшний день подшипники широко применяются в самых различных механизмах, так или иначе связанных с задействованием вращающихся элементов. Сделав краткое вступление про особенности изделия, перейдем к рассмотрению главного вопроса — чем отличается подшипник скольжения от качения?

Если присмотреться, то визуально можно обнаружить, что в подшипнике скольжения имеется только одна втулка и смазка. А, что касается же качения, то у него есть:

Это одно из главных отличий, что может броситься в глаза каждому кто сталкивается с рассматриваемым предметом. Приведем чертеж для точного представления данного материала.

Хочется отметить, что обе разновидности могут спокойно как разбираться, так и собираться. Не будем забегать в конструкционные особенности, а продолжим дальше искать отличия данных элементов.

Для понятного и удобного представления мы подготовили таблицу, где вы узнаете сходства и разницу типов подшипников.

Свойства

Скольжения

Качения

закрытые подшипники могут применяться в местах, где имеется пыль, вода. Этот вид следует использовать при вибрационной и ударной нагрузке

хорошая эксплуатация с предельными температурными значениями. Недопустим высокий уровень влажности

при взаимодействии с валом, подшипник может изнашиваться путем разных скоростей. Но у них высокая эффективность в работе с валами больших диаметров

благоприятно эксплуатируются со всеми видами валов

производство проще, цена ниже

сложнее в изготовлении, цена будет выше

Итак, в нескольких примерах разница между подшипником качения и скольжения не такая уж значительная. В таких случая их можно заменить один на другой. Но, что касается таких ситуаций, когда устройство взаимодействует с водой, с высокими температурами, если на вал приходится большая нагрузка или если у него высокая скорость вращения, поменять подшипник скольжения на качения и обратно нельзя.

Свойства

Подшипники — одно из ключевых изобретений, которое определило путь развития промышленности.

Самый простой подшипник состоит из двух колец, вставленных одно в другое и предназначенное для поддержания и направления вращающегося вала.

Задача, которую призваны решать подшипники любого типа – это снижение трения между вращающимся и стационарными узлами агрегата. Это необходимо для снижения потерь энергии, нагрева и износа деталей, вызываемыми силой трения.

Подшипник скольжения

Этот механизм часто производят в виде массивной металлоопоры. В ней проделывают отверстие, куда вставляют вкладыш, выполненный из материала с низким коэффициентом трения. Параметры подшипника скольжения зависят от следующих параметров:

1. размера элементов, входящих в этот узел
2. скоростью вращения вала и размера нагрузок, приходящихся на него
3. густотой смазки

Подшипник качения

В подшипниках этого типа трение скольжение подменяется трением качения. Благодаря такому решению происходит существенное снижение трения и износа. Подшипники качения имеют разнообразные конструкции и размеры. По этому поводу мы подготовили слайд-шоу разных фигур подшипников качения.

• 
• 
• 
• 

Таким образом, мы рассмотрели вопрос — чем отличается подшипник скольжения от кручения. По каждому виду сборочного узла дали пояснение, узнали их конструкционные особенности и назначение.

Подшипник качения что это

Подшипники качения. Общие сведения. Классификация и область применения

Подшипники качения, как и подшипники скольжения, предназначены для поддержания вращающихся осей и валов.

Подшипники качения – это опоры вращающихся или качающихся деталей, использующие элементы качения (шарики или ролики) и работающие на основе трения качения.

Электродвигатели, подъемно-транспортные и сельскохозяйственные машины, летательные аппараты, локомотивы, вагоны, металлорежущие станки, зубчатые редукторы и многие другие механизмы и машины в на­стоящее время немыслимы без подшипников качения. В настоящее время подшипники качения являются основным видом опор в машиностроении. Это самые массовые стандартизованные изделия в мире. Их изготовляют на специализированных подшипниковых заводах с наружным диаметром 1,0. 2600 мм и массой 0,5 г… 3500 кг. Самый большой подшипник качения имеет наружный диаметр – 14 м, внутренний – 12 м и массу – 130 тонн. Отечественная промышленность производит свыше 15 тыс. типоразмеров подшипников с внутренними посадочными диаметрами от 0,5 мм до 2 м и более общим количеством до миллиарда штук ежегодно.

Подшипник качения имеет, как правило, более сложную конструкцию в сравнении с подшипником скольжения и, в подавляющем большинстве случаев, является готовым (то есть изготовленным на специализированном предприятии) изделием, устанавливаемым в механизм или машину без какой-либо дополнительной доработки.

Подшипники качения состоят из двух колец — внутреннего 1 и наруж­ного 3, имеющих дорожки качения, тел качения 2 (шариков, роликов или иголок) и сепаратора 4, разделяющего тела качения (рис. 16, а). Однако при необходимости снижения радиальных габаритов подшипниковых узлов одно или оба кольца подшипников, а также сепаратор могут отсутствовать. В этом случае тела качения катятся непосредственно по канавкам (дорожкам качения) вала или корпуса. В зависимости от_: формы тел качения различают подшипники шариковые (рис. 16, д, б, ж, и) и роликовые (рис. 16, в, г, е, з, к). Разновидностью роликовых подшипников являются игольчатые подшипники (рис. 16, д).

Основными элементами подшипников качения являются тела каче­ния — шарики или ролики, установленные между кольцами и удерживае­мые сепаратором на определенном расстоянии друг от друга.

Внутреннее кольцо устанавливают на валу (оси), а наружное — в корпусе. Таким образом, цапфа вала и корпус разделяются телами качения. Это позволяет заменить трение скольжения трением качения и существенно снизить коэффициент трения. Основные стандартные размеры подшипника: d и D — внутренний и наружный диаметры; В — ширина колец.

Размеры подшипника — внутренний d и наружный D диаметры, ширина B (высота H) и радиусы r фасок колец — установлены ГОСТ 3478-79. Подшипники качения в диапазоне внутренних диаметров 3…10 мм стандартизованы через 1 мм, до 20 мм – через 2…3 мм, до 110 мм – через 5 мм.

Подшипниковые узлы, кроме подшипников качения, имеют корпус с крышками, устройства для крепления колец, защитные и смазочные устройства.

Материалы подшипников качения.

Материалы подшипников качения назначаются с учётом высоких требований к твёрдости и износостойкости колец и тел качения. Здесь используются шарикоподшипниковые высокоуглеродистые хромистые стали ШХ15 и ШХ15СГ, а также цементируемые легированные стали 18ХГТ и 20Х2Н4А. Твёрдость колец и роликов обычно HRC 60. 65, а у шариков немного больше – HRC 62. 66, поскольку площадка контактного давления у шарика меньше. Сепараторы изготавливают из мягких углеродистых сталей либо из антифрикционных бронз для высокоскоростных подшипников. Широко внедряются сепараторы из дюралюминия, металлокерамики, текстолита, пластмасс. Сепараторы высокоскоростных подшипников называют массивными и выполняют из текстолита, фторпласта, латуни, бронзы с предпочтительным центрированием их по наружному кольцу ПК.

В особых условиях хорошо зарекомендовали себя керамические подшипники из нитрида кремния Si₃N₄ (E = 3,1∙10 5 МПа; ρ = 3,2 г/см 3 ; Н = 80 HRC; t° до 1200°С; α_t в 4 раза меньше, чем у стали). Но материал очень хрупкий. Практика показала, что лучше иметь комбинированные ПК: стальные кольца и керамические тела качения.

Для обеспечения нормальной и долговечной работы подшипников ка­чения к качеству их изготовления и термической обработке тел качения и колец предъявляют высокие требования.

Подшипники качения в отличие от подшипников скольжения стан­дартизованы. Подшипники качения различных конструкций (диапазон на­ружных диаметров 1,0-2600 мм, масса 0,5-3,5 т, например, микроподшип­ники с шариками диаметром 0,35 мм и подшипники с шариками диаметром 203 мм) изготовляют на специализированных подшипниковых заводах.

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. 16. 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. 16, а-е) воспринимают (в основ­ном) радиальную нагрузку, т. е. нагрузку, направленную перпендикулярно к геометрической оси вала.

Упорные подшипники (см. рис. 16, и, к) воспринимают только осе­вую нагрузку.

Радиально-упорные (см. рис. 16, 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.16.1) 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. 16.1. 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.

Класс точности	0	6	5	4	2
Биение, мкм	20	10	5	4	2,5
Относительная стоимость	1	1,3	2	4	10

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. 16, а, б, ж, и), с цилиндрическими роликами (см. рис. 16, в), с кониче­скими роликами (см. рис. 16, з, к), игольчатые (см. рис. 16, д), с витыми роликами (см. рис. 16, е), с бочкообразными роликами (сферическими) (см. рис. 16, 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. 16, а, в, д—к) (имеющие основное применение), двухрядные (см. рис. 16, б, г), четырехрядные, многорядные подшипники качения.

По конструктивным и эксплуатационным признакам подшипники делят на самоустанавливающиеся (тип 1000 – шариковые; тип 3000 – роликовые) (см. рис. 16, б, г) ), допускающие перекос валов на опорах до 2-3°, и несамоустанавливающиеся (все шарико- и роликоподшипники, кроме сферических) (см. рис. 16, 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. 16, 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 цифры справа 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. 16.2 приведены сравнительные параметры подшипников некоторых типов и серий для номинального внутреннего диаметра d = 80 мм.

Рис.16.2. 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 = 05×5 = 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°С); Т1 (при t=255°С) 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°, 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.