Подшипники качения

от него радиальные, осевые и радиально-осевые нагрузки, работающая в условиях

преобладающего трения качения.

знаменитый русский механик Кулибин для опор осей построенной им "самокатки"

в 1791 году применил цилиндры, явившиеся прототипом современных подшипников качения. Другим интересным примером применения трения качения является перемещение массивного гранитного камня для цоколя памятника Петру I в Петербурге в 1769 году. Этот камень массой около 1000 тонн доставлен к месту назначения на деревянных брусьях с выдолбленными в них желобами, которые были обиты медными листами. На желоба укладывали большие бронзовые шары, а сверху на них надвигали такие же желобчатые брусья, на которых уже перемещался камень.

где бы ни применялись подшипники качения. Успешно осуществлен перевод на

подшипники качения подвижного состава железных дорог, прокатных станков, тяжелых прессов, многих конструкций станков, мощных экскаваторов.

Изготовление подшипников качения в заводских условиях впервые было начато в 1933 году в Германии.

В настоящее время в России выпускаются подшипники качения с внутренним диаметром от долей миллиметра до 2475 мм и массой от долей грамма до 4 тонн.

шарикоподшипниках в 3-6 раз меньше, чем в подшипниках скольжения).
Меньше габаритные

размеры (по ширине).
Меньший расход смазочных материалов.
Обладают лучшими конструктивными и эксплуатационными характеристиками.
Применение подшипников качения дает возможность повысить КПД всей машины, уменьшить нагрузку на двигатель в период пуска машины.
Эксплуатационные расходы на подшипники качения меньше на 20-30%, чем на подшипники скольжения.

частотах вращения.
Большие габаритные размеры по диаметру.
Неразъемность конструкции, что затрудняет монтаж

и демонтаж машины.
Сравнительно высокая стоимость.
Возможность изготовления только на специализированных заводах с высоким техническим уровнем.

которой являются тела качения - шарики или ролики различной формы,

установленные между внутренним и наружным кольцами, и сепаратор, разделяющий тела качения. Внутреннее кольцо насаживается на вал, наружное устанавливается в корпусе опорного узла машины. На наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца выполняются дорожки качения, геометрическая форма которых определяется формой тел качения.

нагрузки;

многорядные;
г) по способности самоустанавливаться - самоустанавливающиеся (сферические) и несамоустанавливающиеся;
д) по

габаритным размерам они делятся на пять серий:
1) сверхлегкая;
2) особо легкая;
3) легкая;
4) средняя;
5) тяжелая.
е) по ширине - особо узкие, узкие, нормальные, широкие и особо широкие.

однако потери на трение в роликоподшипниках больше, чем в шариковых:

значение коэффициента трения для шарикоподшипников ƒ=0,001…0,004, для роликоподшипников ƒ=0,0025…0,01. Роликоподшипники более чувствительны к перекосу валов.

Подшипники с витыми роликами хорошо противостоят ударным радиальным нагрузкам и менее чувствительны к перекосам, чем подшипники с длинными цилиндрическими роликами. Они удовлетворительно работают в условиях необеспеченной смазки и абразивной среды.

размеры которых ограничены по диаметру. Тела качения игольчатых подшипников представляют

собой длинные ролики диаметром не свыше 5 мм и длинной от 4 до 12 диаметров. В подшипниках они укладываются без сепараторов, почти вплотную друг к другу. Могут работать как при малых, так и при больших частотах вращения.

Радиальные подшипники качения предназначены для восприятия главным образом радиальных нагрузок. Однорядные радиальные шарикоподшипники кроме радиальной нагрузки могут воспринимать осевую нагрузку в пределах до 60 % от неиспользованной радиальной.

Радиально- упорные шарико- и роликоподшипники предназначаются для восприятия одновременно действующих радиальных и осевых и осевых нагрузок одного направления. Эти подшипники могут воспринимать только осевые нагрузки.

- одностороннего действия, двухрядные - двухстороннего действия. Упорные шарикоподшипники при

больших частотах вращения работают неудовлетворительно вследствие неблагоприятного влияния центробежных сил, действующих на шарики. Они весьма чувствительны к несоосности и относительному перекосу осей вращающегося и неподвижного колец.

Подшипниковые кольца и тела качения изготавливают из высококачественных сталей марок ШХ 15, ШХ 15 СГ, а также специальных сталей марок 9Х18Ш, ЭН347Ш, Н36ХТЮ. Для уменьшения трения и износа тела качения и поверхность беговой дорожки колец должны обладать большой твердостью (HRC 61-65).

подшипниках распределяются неравномерно и зависит от угла между радиусом подшипника,

проходящим через центр шарика (ролика), и направлением нагрузки.

- нагрузка на тело качения;
- максимальная нагрузка на тело качения, находящееся на линии действия силы;
- порядковый номер шарика (ролика), отсчитываемый от наиболее нагруженного;
- центральный угол между центрами двух соседних шариков;
- число шариков (роликов).

один шарик, расположенный на линии действия нагрузки.
усталостное выкрашивание тел качения

и беговых дорожек колец;
абразивный износ вследствие плохой защиты подшипника от попадания пыли и грязи;
Пластические деформации на дорожках качения из-за ударных нагрузок;
Разрушение сепараторов от действия центробежных сил инерции и истирания;
Раскалывание колец и тел качения из-за перекосов при монтаже или при больших динамических нагрузках.

Основными причинами потери работоспособности подшипников качения являются:

учету, расчет подшипников качения производится на долговечность по динамической (при

n > 10 об/мин) и статической нагрузке ( при n ≤ 1 об/мин).

Динамическая грузоподъемность подшипников устанавливается из условия контактной выносливости таким образом, чтобы 90% подшипников выдержали не менее миллиона оборотов. Критерием для выбора подшипника служит неравенство:

- требуемая величина динамической грузоподъемности подшипника;
- табличное значение динамической грузоподъемности.

эквивалентная динамическая нагрузка подшипника;
– долговечность подшипника в миллиноах оборотов;
– долговечность

подшипника в часах;
– коэффициент, зависящий от формы кривой контактной усталости: для шарикоподшипников р=3; для роликоподшипников р=10/3;
– частота вращения кольца вала.

или

зависимость:
или
или

осевой нагрузки;
– кинематический коэффициент (коэффициент вращения) (Если вращается внутреннее колцо

, если оно вращается по отношению к нагрузке );
– коэффициент безопасности (динамичности);
– температурный коэффициент.

Эквивалентная динамическая нагрузка для радиальных и радиально-упорных подшипников (кроме роликовых радиальных) определяется по формуле:

зависимости от характера нагрузки на подшипник. Для зубчатых передач 7ой

и 8ой степеней точности для всех редукторов: .

Температурный коэффициент выбирается в зависимости от рабочей температуры подшипника:

осевой нагрузки к статической грузоподъемности подшипника

с учетом угла контакта параметра , который берется из таблицы, либо определяется по графику при углах контакта от 120 до 180 ,

– статическая грузоподъемность, статическая радиальная нагрузка, от действия которой возникает общая остаточная деформация тел качения и колец, не превышающая 0,0001 диаметр тела качения. выбирается по таблицам для каждого типа размера подшипника.

где

для радиальных и радиально-упорных подшипников

, а выбирается в зависимости от .

При , величина зависит от угла контакта , а от .