23. Конструкція підшипників котіння. Система умовних позначок

Загальні відомості і класифікація підшипників котіння

З астосування підшипників котіння дозволило замінити тертя ковзання тертям котіння. Тертя котіння істотно менше залежить від змащення. Умовний коефіцієнт тертя котіння малий і близький до коефіцієнта рідинного тертя в підшипниках ковзання (f 0,0015 ... 0,006). При цьому спрощуються система змащення й обслуговування підшипника, зменшується можливість руйнування при короткочасних перебоях у змащенні (наприклад, у періоди пусків, різких змін навантажень і швидкостей). Конструкція підшипників котіння дозволяє виготовляти їх у масових кількостях як стандартну продукцію, що значно знижує вартість виробництва. Відзначені основні якості підшипників котіння забезпечили їм широке розповсюдження.

До недоліків підшипників котіння варто віднести відсутність рознімних конструкцій, порівняно великі радіальні габарити, обмежену швидкохідність, зв'язану з кінематикою і динамікою тіл котіння (відцентрові сили, гіроскопічні моменти й ін.), низьку працездатність при вібраційних і ударних навантаженнях і при роботі в агресивних середовищах (наприклад, у воді).

На рисунку 23.1 зображені основні типи підшипників котіння. За формою тіл котіння вони розділяються на кулькові і роликові, за напрямком сприйманого навантаження на радіальні, упорні, радіально-упорні і упорно-радіальні.

Радіальні кулькові підшипники (1, рисунок 23.1) – найбільш прості і дешеві. Вони допускають невеликі перекоси вала (до ^o) і можуть сприймати осьові навантаження. Ці підшипники широко розповсюджені в машинобудуванні.

Радіальні роликові підшипники (4, рисунок 23.1) завдяки збільшеній контактній поверхні допускають значно великі навантаження, чим кулькові. Однак вони не сприймають осьові навантаження і погано працюють при перекосах вала. У роликових циліндричних і конічних підшипниках з комбінованими (бочкоподібними) роликами концентрація навантаження від неминучого перекосу вала істотно знижується. Аналогічне порівняння можна провести і між радіально-упорними кульковими 3 і роликовими 5 підшипниками.

Самовстановлювальні кулькові 2 і роликові 6 підшипники застосовують у тих випадках, коли допускають значне перекошення вала (до 2...3 ). Вони мають сферичну поверхню зовнішнього кільця і ролики бочкоподібної форми. Ці підшипники допускають невеликі осьові навантаження.

Застосування голчастих підшипників 7 дозволяє зменшити габарити (діаметр) при значних навантаженнях. Упорний підшипник 8 сприймає тільки осьові навантаження і погано працює при перекосі вісі.

За навантажувальною здатностю (чи за габаритами) підшипники поділяють за сіма серіями діаметрів і ширин: надлегку, особливо легку, легку, легку широку, середню, середню широку і важку; по класах точності: 0 (нормального класу); 6 (підвищеного); 5 (високого); 4 (особливо високого) і 2 (надвисокого). Від точності виготовлення в значній мірі залежить працездатність підшипника, але одночасно зростає його вартість:

Клас точності 0 6 5 4 2

Відносна вартість (приблизно) 1 1,3 2 4 10

Усі підшипники котіння виготовляють з високоміцних підшипникових сталей з термічною обробкою, що забезпечує високу твердість.

Великий вплив на працездатність підшипника робить якість сепаратора. Сепаратори поділяють і направляють тіла котіння. У підшипниках без сепаратора тіла котіння набігають один на одного. При цьому крім тертя котіння виникає тертя ковзання, збільшуються втрати і знос підшипника. Установлення сепаратора значно зменшує втрати на тертя, тому що сепаратор може вільно плавати з обертаючим елементом. Більшість сепараторів виконують штампованими зі сталевої стрічки. При підвищених обводових швидкостях (більш 10...15 м/с) застосовують масивні сепаратори з латуні, бронзи, дюралюмінію чи пластмаси (3, рисунок 23.1).