2. Основные типы подшипников и их характеристики

2.1. Шарикоподшипники

Шариковый радиальный однорядный подшипник (рис. 2.1, а), в основном, предназначен для восприятия радиальных нагрузок, но может воспринимать и небольшие осевые нагрузки.

а) б) в) г)

Рис. 2.1. Шарикоподшипники радиальные и радиально-упорные

Как и другие радиальные шарикоподшипники, они обеспечива-ют осевое фиксирование вала в пределах своего осевого зазора, удовлетворительно работают при перекосе колец на угол не более 8, являются наиболее массовым типом подшипников.

Диаметр шариков

d_ш = (0,275….0,3175)/(D - d),

где D и d – наружный и внутренний диаметр подшипника.

Число шариков Z = 2,9 (D + d)/(D - d).

Подшипник обычно выполняют со стальным штампованным (змейковым) сепаратором, состоящим из двух половин, соединенных заклепками. При высоких скоростях (более 15 м/с на шейке вала) применяют массивные сепараторы.

Подшипник заполняют шариками при взаимном радиальном смешении колец. Подшипник выполняют также с канавками для ввода шариков (тип 70000), что позволяет увеличивать число шариков в подшипнике и его радиальную грузоподъемность на 40 %; осевую нагрузку такой подшипник не воспринимает.

Шариковый радиальный двухрядный сферический подшипник (рис. 2.1, б) предназначен для восприятия радиальных нагрузок в условиях возможности значительных (до 1,5⁰...7⁰) перекосов колец подшипников вследствие несоосности отверстий под подшипники (в разных корпусах) и больших упругих деформаций валов. Подшипник допускает осевую фиксацию вала и очень небольшую осевую нагрузку.

Дорожку качения наружного кольца выполняют по сферической поверхности, описанной из центра подшипника, что обеспечивает подшипнику самоустанавливаемость. Подшипник обычно выполняют со стальным штампованным сепаратором так называемым лепесткового типа. При скорости на шейке вала выше 10 м/с следует применять массивные сепараторы.

Шариковый радиально-упорный подшипник (рис. 2.1, в) предназначен для восприятия совместно действующих радиальных и односторонних осевых нагрузок. Может воспринимать чисто осевую нагрузку. Применяется преимущественно при средних и высоких частотах вращения.

Один из бортов наружного или внутреннего кольца срезан почти полностью, что позволяет закладывать в подшипник на 45 % больше шариков того же диаметра, чем в обычный радиальный.

Подшипник выполняют с номинальными углами контакта шариков с кольцами β = 12⁰ (тип 36000), β = 26⁰ (тип 46000) и β = 36⁰ (тип 66000). Радиальная грузоподъёмность этих подшипников больше, чем радиальных однорядных подшипников, на 30-40 %. Основной тип применяемых сепараторов – массивный. Подшипники выполняют неразъёмными (их сборку и разборку осуществляют с нагревом наружного кольца) и разъёмными со съёмным наружным кольцом. Подшипники часто устанавливают по два и более в опору, что обеспечивает большую грузоподъёмность опоры, способность воспринимать двусторонние осевые нагрузки, возможность выборки зазора и создания предварительного натяга.

Шариковый радиально-упорный двухрядный подшипник (рис. 2.1, г) предназначен для восприятия значительных радиальных, осевых и комбинированных нагрузок в условиях высоких требованиях к жёсткости.

Шариковый радиально-упорный однорядный подшипник с разъёмным внутренним (или наружным) кольцом и контактом в трёх или четырёх точках предназначен для работы при радиальных и двусторонних осевых нагрузках в условиях стеснённых габаритов по оси. Радиальная грузоподъёмность при четырёхточечном контакте и повышенном числе шариков выше грузоподъёмности однорядных радиальных подшипников.

Шариковый упорный подшипник (рис. 2.2, а) предназначен для восприятия односторонних осевых нагрузок. Удовлетворительно работает при низких и средних частотах вращения, когда скорость на валу не более 5…10 м/с (верхние значения - для подшипников лёгких серий средних размеров). При высоких частотах вращения подшипник работает плохо вследствие центробежных сил и гигроскопических моментов, действующих на шарики. На горизонтальных валах он работает хуже, чем на вертикальных, и требует хорошей регулировки или постоянного поджатия колец пружинами.

Диаметр шарика d_ш = 0,375(D - d). Число шариков Z =3,56 (D + d)/(D - d). Радиус желоба p = 0,54d_ш.

а) б)

Рис. 2.2. Шарикоподшипники упорные

Одно кольцо подшипника устанавливается на вал по посадке с натягом.

Подшипник может выполняться со сферическими подкладками-шайбами, которые компенсируют неточности изготовления деталей подшипникового узла (вследствие неизбежных толчков вибраций неподвижное кольцо занимает положение, перпендикулярное к оси вращения вала). Однако вследствие значительного трения на опорной поверхности подшипник не может полностью самоустанавливаться за каждый оборот и компенсировать изогнутость вала или отклонение от перпендикулярности к оси вращения опорной поверхности заплечика вала под кольцо подшипника.

Подшипник может выполняться двусторонним со средним, закреплённым на валу кольцом, имеющим два желоба (рис. 2.2, б).