Downloaded 17 times
Подшипники качения
- 1. ФГБОУ ВПО «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙУНИВЕРСИТЕТ» КАФЕДРА «МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ» Вольнов А.С. ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Оренбург 2015 Оренбургский государственный университет
- 2. Оренбургский государственный университет СОДЕРЖАНИЕ 1Общие сведения о подшипниках качения 2 Нормативные документы 3 Классы точности подшипников качения 4 Условные обозначения подшипников качения 5 Расчет и выбор посадок подшипников качения Подшипник качения (видео) 6 Классификация подшипников качения Список использованных источников
- 3. 1 Общие сведенияо подшипниках качения • Подшипник качения – подшипник, работающий по принципу трения качения. • Подшипник качения − готовое стандартное изделие (изготавливаемое на специализированном заводе), которое устанавливается в механизм или машину без дополнительной доработки. • Конструктивно подшипник качения, как правило, включает 4 основных элемента: • 1) наружное кольцо, устанавливаемое обычно в корпусе; • 2) внутреннее кольцо, обычно насаживаемое на цапфу вала; • 3) тела качения (шарики или ролики), обкатывающиеся при работе подшипника по беговым дорожкам наружного и внутреннего колец, и • 4) сепаратор, разделяющий тела качения друг от друга. • Они обладают полной внешней взаимозаменяемостью по присоединительным размерам: D - наружный диаметр наружного кольца и внутреннему диаметру - d внутреннего кольца, и неполной внутренней взаимозаменяемостью между телами качения и кольцами. • Полная взаимозаменяемость по присоединительным поверхностям позволяет быстро заменять и монтировать изношенные подшипники качения при со-хранении их хорошего качества. Оренбургский государственный университет
- 4. Достоинства и недостаткиподшипников качения Достоинства подшипников качения: 1. малые потери на трение (приведённый к цапфе вала коэффициент трения подшипников качения f = 1,5⋅10-3 …6⋅10-3 ); 2. малые габариты в осевом направлении; 3. низкая стоимость при высокой степени взаимозаменяемости; 4. малый пусковой момент сопротивления, практически одинаковый с моментом, действующим в процессе установившегося движения; 5. малый расход смазочных материалов и, следовательно, малый объём работ по обслуживанию; 6. пониженные требования к материалу и качеству обработки цапф. Недостатки подшипников качения: 1. высокая чувствительность к ударным и вибрационным нагрузкам вследствие малых площадей контакта между телами качения и беговыми дорожками колец подшипника; 2. большие габариты в радиальном направлении; 3. малая надёжность в высокоскоростных приводах. Оренбургский государственный университет
- 5. 2 Нормативные документы •Термины и определения подшипников качения и их элементов регламентирует ГОСТ 24955-81; • Допуски и отклонения размеров, формы, точности вращения и зазоров ненагруженных подшипников - ГОСТ 25256-2013; • Основные размеры подшипников устанавливает ГОСТ 3478-2012; • ГОСТ 520-2011 регламентирует методы контроля точности отдельных колец и собранных подшипников, а также показатели обязательного ресурса, технические требования на материалы и термообработку, шероховатость присоединительных поверхностей, тел качения и дорожек качения. Оренбургский государственный университет
- 6. 3 Классы точностиподшипников качения3 Классы точности подшипников качения • В зависимости от указанных показателей точности по ГОСТ 520-2011 установлены следующие классы точности, указанные в порядке повышения их точности: • 0, 6, 5, 4, 2, Т - для шариковых и роликовых радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников. • 0, 6, 5, 4, 2 - для упорных, упорно-радиальных подшипников (без изменения как в ГОСТ 520-2011). • 0, 6Х, 6, 5, 4, 2 - для роликовых конических. • Установлены дополнительные классы точности подшипников - 8 и 7 - ниже класса точности 0 для применения по заказу потребителей в неответственных узлах. • В зависимости от наличия требований по уровню вибрации или уровня других дополнительных требований установлены три категории подшипников - А, В, С. • При выборе следует ориентироваться на 0 класс точности для большинства механизмов общего назначения. • Более высокие классы точности применяют при больших частотах вращения и в случаях, когда требуется высокая точность вращения вала (например, для шпинделей шлифовальных и других прецизионных станков, для авиационных двигателей, приборов). Оренбургский государственный университет
- 7. 4 Условные обозначенияподшипников качения Оренбургский государственный университет Стандартом установлены классы точности 0, 6,5,4,2 (в порядке повышения точности), класс 0 не маркируется Класс точности Основное условное обозначение Другие конструктивные особенности Серия по ширине Характеризуют диаметр подшипника на вал Обозначение 00 01 02 03 Частное от деления диаметра посадки на 5 Диаметр посадки, мм 10 12 15 17 15<d<495 Незначащие нули слева в основном условном обозначении подшипника не указываются Серия по наружному диаметру Конструктивные особенности Характеризует тип подшипника Обозна- чение Тип 0 Шариковый радиальный однорядный 1 Шариковый радиальный двухрядный сферический 2 Роликовый радиальный однорядный с короткими цилиндрическими роликами 3 Роликовый радиальный двурядный сферический 4 Роликовый радиальный с длинными цилиндрическими роликами или иглами 5 Роликовый с витыми роликами 6 Шариковый радиально-упорный 7 Роликовый радиально-упорный 8 Шариковый упорный 9 Роликовый упорный
- 8. Серии подшипников каченияСерииподшипников качения • Для каждого типа подшипника при одном и том же внутреннем диаметре имеются различные серии, отличающиеся размерами колец и тел качения. В зависимости от размера наружного диаметра подшипники бывают: • сверхлегкие; • особо легкие (1); • легкие (2); • средние (3); • тяжелые (4). В зависимости от ширины подшипника серии подразделяются на: • особо узкие; • узкие; • нормальные; • широкие; • особо широкие. Подшипники качения маркируют нанесением на торец колец ряда цифр и букв, условно обозначающих внутренний диаметр, серию, тип, конструктивные разновидности, класс точности и др. Оренбургский государственный университет
- 9. Обозначение подшипников каченияОбозначениеподшипников качения Две первые цифры справа обозначают его внутренний диаметр d. Для подшипников с d=20..495 мм размер внутреннего диаметра определяется умножением указанных двух цифр на 5. Третья цифра справа обозначает серию диаметров от особо легкой серии (1) до тяжелой (4). Четвертая цифра справа обозначает тип подшипника: Пятая или пятая и шеста цифры справа обозначают отклонение конструкции подшипника от основного типа. Седьмая цифра справа обозначает серию ширин. Цифры 2, 4, 5, 6, стоящие через тире впереди цифр у основного обозначения подшипника, указывают его класс точности. Нормальный класс точности обозначается цифрой 0, которая не проставляется. Сверхвысоким классом точности является 2, а затем в порядке понижения точности следует 4, 5, 6 и 0. В условном обозначении подшипников могут быть дополнительные знаки, характеризующие изменение металла деталей подшипника, специальные технологические требования и т. д. В качестве примера рассмотрим подшипник 7309. Он имеет диаметр d=45 мм, среднюю серию диаметров. Приведенный в качестве примера подшипник является роликовым коническим и имеет нормальный класс точности. Оренбургский государственный университет
- 10. 5 Расчет ивыбор посадок подшипников качения • 5.1 Для данного в задании подшипника производят расшифровку его условного обозначения и по ГОСТ 8338-75 определяют его номинальные размеры: внутренний диаметр внутреннего кольца d, мм; наружный диаметр наружного кольца D, мм; ширину подшипника В, мм; ширину фаски r, мм. • 5.2 Производится анализ условий работы подшипникового узла (нагружения колец подшипника, перегрузки подшипника) и определяется вид нагружения. Виды нагружения также могут быть указаны в задании. • 5.3 В случае циркуляционного нагружения кольца подшипника посадка выбирается по интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности: где FR – радиальная нагрузка на опору, кН; b – рабочая ширина посадочной поверхности кольца подшипника за вычетом фасок (b = B – 2r), м; k1 – динамический коэффициент посадки. Зависит от характера нагрузки: - k1=1 при перегрузке до 150 %, умеренных толчках и вибрации; - k1=1,8 при перегрузке до 300 %, сильных толчках и вибрации; k2 - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (если вал сплошной, то k2 = 1). k3 - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки FR между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки Fa на опору. Оренбургский государственный университет ,kkk b F P 321 R R ⋅⋅⋅=
- 11. Расчет и выборпосадок подшипников качения Таблица - Значение коэффициентов k2, k3 βFa /Fr ctgdв /d или D/Dk Коэффициент k2 k3 Для вала Для корпуса свыше до D/d<1,5 D/d=1,5÷2,0 D/d>2÷3 Для всех подшипников свыше до - 0,4 0,7 0,8 0,4 0,7 0,8 - 1,0 1,2 1,5 2,0 1,0 1,4 1,7 2,3 1,0 1,6 2,0 3,0 1,0 1,1 1,4 1,8 - 0,2 0,4 0,6 1,0 0,2 0,4 0,6 1 1,0 1,2 1,4 1,6 2,0 Примечание: d и D- соответственно диаметры отверстия и наружной поверхности подшипника; dв - диаметр отверстия полового вала; Dk - диаметр наружной поверхности тонкостенного корпуса.
- 12. Расчет и выборпосадок подшипников качения Оренбургский государственный университет Таблица - Посадки подшипников качения (соединение: корпус - наружное кольцо) Вид нагружения наружного кольца Режим работы подшипника Поле допуска отверстия Местное Нормальный или лёгкий Нормальный или тяжёлый Наружное кольцо может перемещаться в осевом направлении Н7 Н8 Js6 Js7 Циркуляционное Нормальный или тяжёлый М7 N7 Колебательное Нормальный или тяжёлый Нормальное кольцо не перемещается в осевом направлении Наружное кольцо легко перемещается в осевом направлении К7
- 13. Расчет и выборпосадок подшипников качения Оренбургский государственный университет Схема распределения нагрузки между телами качения в подшипнике Примечание: В процессе работы тела качения катятся по дорожкам качения колец, одно из которых в большинстве случаев неподвижно. Распределение нагрузки между несущими телами качения неравномерно и зависит от величины радиального зазора в подшипнике и от точности геометрической формы его деталей. 5.4 После определения интенсивности нагрузки РR кольца, испытывающего циркуляционное нагружение определяется поле допуска сопрягаемой с данным кольцом детали (вала или отверстия корпуса). Для данного поля допуска по ГОСТ 25347-82 определяются предельные отклонения (либо es и ei или ES и EI) размеров посадочных поверхностей вала и отверстия (корпуса). Отклонения диаметров d или D внутреннего или наружного кольца подшипника принимаются в соответствии с ГОСТ 520-2011.
- 14. Расчет и выборпосадок подшипников качения Таблица - Допускаемые интенсивности нагрузок на посадочных поверхностях валов и корпусов Диаметр d отверстия внутреннего кольца подшипника, мм Допускаемые значения PR , кН/м Поле допуска для вала js6 , js5 k6, k5 m6, m5 n6, n5 Св. 18 до 80 » 80 » 180 » 180 » 360 »360 » 630 До 300 » 600 » 700 » 900 300-1400 600-2000 700-3000 900-3500 1400-1600 2000-2500 3000-3500 3500-5400 1600-3000 2500-4000 3500-6000 5400-8000 Диаметр D наружного кольца, мм Поле допуска для корпуса K7, K6 M7, M6 N7, N6 P7 Св. 50 до 180 » 180 » 360 » 360 » 630 » 630 »1600 До 800 » 1000 » 1200 » 1600 800-1000 1000-1500 1200-2000 1600-2500 1000-1300 1500-2000 2000-2600 2500-3500 1300-2500 2000-3300 2600-4000 3500-5500 Примечание - Допускаемые значения PR рассчитаны по средним значениям посадочных натягов. Далее рассчитываются значения наибольшего натяга и наибольшего зазора, строится схема полей допусков.
- 15. Расчет и выборпосадок подшипников качения Нагружение Посадочные диаметры, мм Посадка Тип подшипникана вал в корпус стальной или чугунный неразъемный разъемный Спокойное или с умеренными толчками и вибрацией; перегрузка до 150 % До 80 h5, h6, g5 H6, H7 H6, H7, H8* Все, кроме штампованных игольчатых Св. 80 до 260 g6,f6*, js 6 G6, G7 Св. 260 до 500 500 » 1600 f6, js 6 F7, F8 С ударами и вибрацией; перегрузка до 300 % До 80 h5, h6 Js 6, Js 7 Js 6, Js 7 Все, кроме штампованных игольчатых и роликовых конических двухрядных Св. 80 до 260 H6, H7Св. 260 » 500 » 500 » 1600 g5, g6 * Применять при частоте вращения подшипника не более 0,6nпр (nпр - предельно допускаемая частота вращения). Таблица - Рекомендуемые посадки для колец при местном нагружении 5.5 В случае местного нагружения подшипникового кольца рекомендуемые поля допусков вала и отверстия корпуса под внутренние и наружные кольца подшипников приведены в таблице. По данной таблице определяется поле допуска сопрягаемой с данным кольцом детали (вала или отверстия корпуса).
- 16. Расчет и выборпосадок подшипников качения 5.6 В случае колебательного нагружения подшипникового кольца рекомендуемые поля допусков вала и отверстия корпуса под внутренние и наружные кольца подшипников приведены в таблице. По данной таблице определяется поле допуска сопрягаемой с данным кольцом детали (вала или отверстия корпуса). Шариковые и роликовые радиальные подшипники Вид нагружения кольца Поле допуска Посадка вала отверстия на валу в отверстии Колебательное js 4; js 5; js 6 JS 4; JS 5; JS 7 L2/js 4; L4/js 5; L5/js 5; L6/js 6; L0/js 6 JS 4/I2; JS 5/I4; JS 5/I5; JS 7/I6; JS 7/I0 Примечания - 1. При частотах вращения, превышающих предельные, для местнонагруженных колец подшипника следует использовать в посадках поля допусков с основными отклонениями jS и JS . 2. Допускается применение в посадках при необходимости полей допусков ограниченного применения j5; j6; J6; j7. Таблица - Рекомендуемые поля допусков и посадки шариковых и роликовых радиальных, радиально- упорных и упорных подшипников для колебательного нагружения колец по ГОСТ 3325-85
- 17. По форме телкачения подшипники качения классифицируют на: Оренбургский государственный университет Шариковые предпочтительно применять при высоких скоростях и малых нагрузках
- 18. Тела качения подшипников Оренбургскийгосударственный университет Шарик Ролик цилиндрический короткий Ролик цилиндрический длинный Игла Ролик витой Ролик конический Ролик бочкообразный симметричный Ролик сфероконический
- 19. Разновидности роликовых подшипниковкачения Оренбургский государственный университет - Роликоподшипники применяют при средних и малых скоростях и повышенных нагрузках; - Подшипники с витыми роликами применяют при динамических нагрузках; - Подшипники с бочкообразными и сфероконическими роликами применяют в условиях несоосности внутреннего и наружного колец.
- 20. Классификация подшипников качения •По количеству рядов тел качения – однорядные, двух-, трёх- и более рядные; • По направлению воспринимаемой нагрузки – радиальные (нагрузка, перпендикулярная оси вращения), радиально-упорные (радиальная и осевая нагрузки, причём радиальная нагрузка больше осевой), упорно-радиальные (радиальная и осевая нагрузки, но радиальная нагрузка меньше осевой), упорные (только под осевую нагрузку), комбинированные (радиальная и осевая нагрузки воспринимаются разными телами качения); • По самоустанавливаемости – несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся; Роликовый радиальный сферический подшипник Роликовый радиальный подшипник с короткими цилиндрическими роликами Роликовый конический подшипник (радиально-упорный роликоподшипник) Оренбургский государственный университет
- 21. Типы подшипников качения Оренбургскийгосударственный университет ШАРИКОВЫЕ РОЛИКОВЫЕ шариковый радиальный шариковый сферический шариковый радиально- упорный шариковый упорный роликовый радиальный роликовый радиально- упорный роликовый сферический роликовый игольчатый шариковый радиальный шариковый сферический шариковый радиально- упорный шариковый радиальный шариковый сферический шариковый упорный шариковый радиально- упорный шариковый радиальный шариковый сферический роликовый радиальный роликовый радиально- упорный роликовый сферический роликовый радиальный роликовый радиально- упорный роликовый игольчатый роликовый сферический роликовый радиальный роликовый радиально- упорный
- 22. Схемы установки радиально-упорныхподшипников Регулировка подшипников осуществляется подбором металлических прокладок между крышкой подшипника и стаканом Регулировка подшипников осуществляется перемещением внутреннего кольца одного из подшипников посредством гайки Оренбургский государственный университет Перед монтажом подшипникового узла подшипник промывают в горячем минеральном масле или бензине. Посадочные поверхности вала и корпуса чисто протирают и слегка смазывают. Для облегчения посадки подшипника на вал с натягом подшипник предварительно нагревают до 80… 90°С в горячем минеральном масле. Сила напрессовки прикладывают к тому кольцу, которое монтируется с натягом. Передача монтажных сил через тела качения недопустима. Во избежание появления вмятин на дорожках качения при демонтаже подшипник захватывают за внутреннее кольцо при удалении с вала и за наружное при удалении из корпуса.
- 23. Крепление наружных колецподшипников качения в корпусе Оренбургский государственный университет Заплечниками Торцевой крышкой Крышкой и заплечником Стаканом и крышкой Упорным бортом подшипника Врезной крышкой Пружинным кольцом Гайкой и заплечником
- 24. ПОВРЕЖДЕНИЯ ПОДШИПНИКОВ При разрушенииподшипника бывает сложно точно определить причину. Наиболее распространёнными причинами разрушения подшипников являются: Износ; Уменьшение или истирание слоя смазки; Слишком высокая температура окружающей среды; Перегрузка двигателя; Коррозия; Неправильный монтаж; Повреждение при транспортировке; Вибрации 5 5 5 10 20 55 Повреждения при транспортировке Некорректная установка Загрязнение рабочей жидкости Неправильный выбор подшипника когда известна рабочая нагрузка и рабочая зона Загрязнения твёрдыми включениями Повряждения, связанные со смазкой (недостаточная, неподходящая или старая консистентная смазка) Оренбургский государственный университет
- 25. Подшипник качения (видео) Оренбургскийгосударственный университет
- 26. Список использованных источников 1ГОСТ 24955-81 Подшипники качения. Термины и определения 2 ГОСТ 25256-2013 Подшипники качения. Допуски. Термины и определения 3 ГОСТ 3478-2012 Подшипники качения. Присоединительные размеры 4 ГОСТ 520-2011 Подшипники качения. Общие технические условия Оренбургский государственный университет
- 27. Тест Оренбургский государственный университет Верно! Подумайтееще! Подумайте еще! По форме тел качения подшипники разделяют на : а) Шариковые, роликовые б) Радиальные, упорные в) Роликовые, упорные г) Шариковые, радиальные Подумайте еще!
- 28. Благодарю за внимание! Оренбургскийгосударственный университет