Радиальные подшипники воспринимают. Основные эксплуатационные характеристики подшипников, конструкция и эксплуатационная характеристика основных типов подшипников качения - расчет подшипников качения

Шариковые радиальные однорядные подшипники (тип 0000) (рис. 5, а).

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.

Шариковые радиальные двухрядные сферические подшипники (тип 1000) (рис. 5, б). 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 коyцентрация 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.

Рис. 5. Основные типы подшипников качения

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.

Шариковые радиально-упорные подшипники (тип 6000) (рис. 5 з). 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 d повышается осевая жесткость и нагру­зочная способность подшипников, но снижается быстроходность.

Радиально-упорные подшипники с коническими роликами (жат 7000) (рис. 5, и). 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 устанавливаются 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.

1. Шариковый радиальный - самый массовый, распространенный и дешевый тип. Шариковые радиальные однорядные подшипники в основном предназначены для восприятия радиальной нагрузки, но могут воспринимать и осевые в обоих направлениях (до 70 % от неиспользованной радиальной или при отношении осевой нагрузки к радиальной - не более 0,35). Подшипники стандартизованы в диапазоне посадочных диаметров на вал от 1 до 380 мм. Допустимый взаимный перекос осей колец - до 8".

Рис. 1. Подшипники шариковые

2. Шариковый радиально-упорный воспринимает радиальные и значительные осевые нагрузки. Применяется там, где осевые нагрузки довольно велики. Шариковые радиально-упорные под-шипники сдвоенные применяют для восприятия осевых нагрузок обоих направлений и при ограниченных диаметральных размерах. Шариковые радиально-упорные подшипники с разъемным внутренним кольцом в зависимости от формы дорожек качения имеют трех- или четырехточечный контакт шарика с кольцами и предназначены для восприятия радиальной и осевых нагрузок в обоих направлениях. Существуют аналогичные подшипники с разъемным наружным кольцом.

Нагрузочная способность шариковых радиально-упорных подшипников выше, чем у радиальных шариковых, благодаря большему числу тел качения, которое удается разместить в подшипнике из-за наличия скоса на наружном или внутреннем кольце. Без осевой нагрузки подшипники работать не могут. Способность подшипника воспринимать осевую нагрузку зависит от номинального угла контакта (угол между нормалью к площадке контакта наружного кольца с телом качения и плоскостью вращения подшипника). С ростом осевая грузоподъемность подшипника растет, а предельная частота вращения и допустимая радиальная нагрузка уменьшаются. Под-шипники выполняют с номинальными углами контакта = 12; 26; 36°. В настоящее время изготовляют подшипники с углами контакта 15, 25 и 36° со скосом на внутреннем кольце и центрированием сепаратора по наружному кольцу. Это позволяет существенно повысить предельную частоту вращения вследствие более благоприятных условий смазки. В диапазоне посадочных диаметров на вал от 3 до 320 мм подшипники стандартизованы. Допустимый взаимный перекос колец 4-6".

Таблица 3

Угол контакта и осевая грузоподъемность радиально-упорных подшипников

Тип подшипника	контакта	Коэффициент допустимой осевой грузоподъемности K
36000, 236000, 336000
46000, 246000, 346000
66000, 266000, 366000

Примечание: Допустимая осевая нагрузка определяется в долях неиспользованной допустимой радиальной грузоподъемности подшипника данного типа, т. е.

где K - коэффициент допустимой осевой грузоподъемности из табл. 3.

3. Шариковый сферический - самоустанавливающийся тип. Воспринимает радиальные и незначительные осевые нагрузки (до 20 % от неиспользованной радиальной). Применяется там, где оси опор смежные или при гибких длинных валах, имеющих большой прогиб. Шариковые радиальные двухрядные сферические подшипники допускают работу в условиях взаимных перекосов осей колец до 4° из-за сферической поверхности дорожки качения наружного кольца и могут воспринимать осевые силы в обоих направлениях. Подшипники выпускаются с цилиндрическими, а также с коническими отверстиями для установки на валу с помощью закрепительных втулок. Сепараторы чаще всего штампованные. Подшипники стандартизованы в диапазоне посадочных диаметров на вал от 5 до 110 мм.

4. Шариковые упорные воспринимают только осевые нагрузки. При необходимости устанавливаются в паре с другим подшипником, воспринимающим радиальную нагрузку. Шариковые упорные подшипники одинарные предназначены для восприятия только осевых нагрузок. Размеры посадочных наружных и внутренних диаметров колец отличаются. Тугое кольцо устанавливают на валу, а свободное - в корпус. Частоты вращения ограничены центробежными силами и гироскопическими моментами, действующими на шарики. Одинарные подшипники воспринимают нагрузку только в одном направлении. Для восприятия осевой нагрузки обоих направлений используют двойные упорные подшипники. В диапазоне посадочных диаметров на вал от 10 до 480 мм подшипники стандартизованы. Допустимый перекос колец - до 2".

5. Роликовые радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами предназначены для восприятия радиальных нагрузок. Роликоподшипники очень чувствительны к относительным перекосам колец. Перекосы вызывают концентрацию контактных напряжений на краях роликов. Для уменьшения концентрации напряжений используют подшипники с модифицированным контактом: ролики или дорожки качения делают с небольшой выпуклостью (бомбиной), что приводит к повышению допустимого угла перекоса с 2 до 6", а ресурса - в 1,5-2 раза. Подшипники с бортами на обоих кольцах (типы 12000, 32000, 42000 и др.) могут воспринимать одностороннюю осевую нагрузку при условии, что она не более 0,2-0,4 радиальной в зависимости от серии подшипника. В диапазоне посадочных диаметров на вал от 15 до 260 мм подшипники стандартизованы.

Рис. 2. Подшипники роликовые

6. Роликовые сферические подшипники воспринимают очень большие радиальные и довольно большие осевые нагрузки. Самоустанавливающийся тип. Роликовые радиальные сферические двухрядные подшипники отличаются от радиальных сферических двухрядных шарикоподшипников большей грузоподъемностью, но меньшей быстроходностью. Допустимый угол взаимного перекоса колец - до 4°. Подшипники выпускают с цилиндрическими или коническими отверстиями для крепления на валу с помощью закрепительных втулок. В диапазоне посадочных диаметров на вал от 40 до 400 мм подшипники стандартизованы.

7. Роликовые радиально-упорные конические подшипники предназначены для восприятия совместно действующих радиальных и осевых нагрузок. Без осевой нагрузки подшипники работать не могут. Обычно угол конуса наружного кольца = 10-18°. Подшипники с большими углами конуса = 25-30° применяют в качестве сдвоенных. Нагрузочная способность радиально-упорных роликоподшипников выше, чем радиально-упорных шариковых подшипников, но предельная частота и точность вращения ниже. Для восприятия значительных нагрузок при стесненных радиальных размерах эти подшипники сдваивают или используют многорядные конические подшипники. В ряде конструкций удобно применять подшипники с упорным бортом на наружном кольце. В диапазоне посадочных диаметров на вал от 15 до 320 мм подшипники стандартизованы. Допустимый угол взаимного перекоса колец 2", а с модифицированным контактом - 4-8".

Допустимая осевая нагрузка определяется в долях неиспользованной допустимой радиальной грузоподъемности подшипника данного типа, т. е.

где K - коэффициент допустимой осевой грузоподъемности из табл. 4.

Таблица 4

Осевая грузоподъемность конических роликоподшипников

Тип подшипника	Коэффициент допустимой осевой грузоподъемности K

Роликовый конический подшипник воспринимает большие радиальные и большие осевые нагрузки. Это универсальный, разъемный тип подшипника. Он рекомендуется, в частности, для конических зубчатых передач, устанавливается попарно, при износе регулируется осевой зазор, для чего под фланцами крышек предусматривается набор регулировочных прокладок или устанавливаются регулировочные гайки.

8. Игольчатый подшипник воспринимает только радиальные нагрузки. Он отличается очень малыми радиальными габаритами, может работать без одной обоймы или вообще без обойм, не имеет сепаратора, иголки укладываются вплотную одна к другой. Предельное число оборотов меньше, чем у других подшипников. Роликовые радиальные игольчатые подшипники применяют при ограниченных радиальных размерах, а также при качательном движении. Для повышения нагрузочной способности подшипника иглы часто устанавливают без сепаратора, что позволяет увеличить их число. Для уменьшения радиальных габаритов широко применяют игольчатые подшипники без внутреннего кольца. Эти подшипники осевые нагрузки не воспринимают. Допустимый угол взаимного перекоса колец с немодифицированным контактом 1.

Приобрести подшипники в г. Майкоп

Величина нагрузки

Величина нагрузки – это один из факторов, который обуславливает выбор размера используемого подшипника. Роликоподшипники воспринимают более значительные нагрузки по сравнению с шарикоподшипниками того же размера (рис.1) , а подшипники с максимальным количеством тел качения (бессепараторные подшипники) способны нести более тяжёлые нагрузки по сравнению с подшипниками, снабжённых сепараторами. Шарикоподшипники используются в основном для малых и средних нагрузок. Для тяжёлых нагрузок и валов большого диаметра больше подходят роликоподшипники.

Направление нагрузки

Для лёгких и средних нагрузок, действующих исключительно в осевом направлении, подходят упорные шарикоподшипники и подшипники с четырёхточечным контактом (рис.2) . Одинарные упорные шарикоподшипники могут воспринимать нагрузки, которые действуют только в одном направлении; двойные упорные шарикоподшипники необходимы для восприятия нагрузок, действующих в обоих направлениях.

Упорно-радиальные шарикоподшипники при вращении с большой частотой вращения могут воспринимать средние осевые нагрузки. Одинарные подшипники способны воспринимать радиальные нагрузки одновременно с осевыми, двойные шарикоподшипники обычно используются только для осевых нагрузок.

Для тяжёлых и средних нагрузок, действующих в одном направлении, подходят игольчатые и конические упорные роликоподшипники, а также упорные сферические роликоподшипники, которые так же могут воспринимать одновременно действующие радиальные нагрузки. Для тяжёлых переменных осевых нагрузок можно использовать два согласованных сферических упорных роликоподшипника или два цилиндрических упорных роликоподшипника.

Радиальные подшипники, помимо радиальных нагрузок, способны воспринимать определённую осевую нагрузку. За исключением цилиндрических роликоподшипников типа NUи N, а также тороидальных и игольчатых роликоподшипников, которые воспринимают только радиальную нагрузку (рис.3) .

Комбинированная нагрузка состоит из осевой и радиальной нагрузок, действующих одновременно. Способность подшипника нести осевую нагрузку определяется величиной угла контакта – чем больше угол контакта, тем больше подходит подшипник для восприятия осевых нагрузок. Осевая грузоподъёмность радиального шарикоподшипника зависит от его внутренней конструкции и величины внутреннего зазора. Для комбинированных нагрузок чаще всего используются одно и двухрядные радиальноупорные шарикоподшипники и однорядные конические роликоподшипники, и однорядные конические роликоподшипники. Однорядные радиально-упорные шарикоподшипники, конические роликоподшипники, цилиндрические роликоподшипники типа NJ и NU+HJ, а также сферические упорные роликоподшипники способны воспринимать осевые нагрузки, действующие только в одном направлении.