Содержание
- 2. Общие сведения, условия работы и критерии работоспособности ПК. Подшипник качения – подшипник, работающий по принципу трения
- 3. Достоинства подшипников качения: 1. малые потери на трение (приведённый к цапфе вала коэффициент трения подшипников качения
- 4. Рис. 11.2. Основные формы тел качения, применяемые в подшипниках: а) шарик; ролики − б) цилиндрический; в)
- 5. 5) по габаритным размерам (серии диаметров и ширин, рис. 11.3) – особо лёгкая, лёгкая, лёгкая широкая,
- 6. Условные обозначения (маркировка, паспорт) подшипников качения (рис. 11.4) являются в основном цифровыми и наносятся на торцовые
- 7. Третья цифра справа = серии диаметров наружных колец (наружных диаметров подшипника): сверхлёгкая серия – 8 или
- 8. Пятая и шестая цифры отведены для обозначения конструктивной разновидности подшипника. Седьмой цифрой обозначается серия ширин (цифры
- 9. Подбор, посадки, крепление и смазка ПК. Причины потери работоспособности подшипниками качения: 1. Усталостное выкрашивание − отслаивание
- 10. Внешними признаками потери работоспособности подшипниками качения являются повышенный шум при работе механизма, перегрев подшипникового узла (увеличение
- 11. Долговечность – количество миллионов оборотов (L) одного кольца подшипника относительно другого либо число моточасов работы (Lh)
- 12. Эквивалентная нагрузка RE подшипника качения может быть вычислена по выражению ; (11.1) где Fr и Fa
- 13. Если для внешних сил, действующих на подшипник, Fa / V⋅Fr ≤ e, то X = 1,
- 14. Срок работоспособности механизма указывается в задании на его разработку. Принимая долговечность подшипника равной этому сроку (предпочтительный
- 15. Подшипники качения обладают полной взаимозаменяемостью. Присоединительными размерами этих подшипников являются внутренний диаметр d, наружный диаметр D
- 16. При назначении посадок следует учитывать: тип подшипника; частоту вращения; величину нагрузки на подшипник и её характер;
- 17. Вид смазывающего материала и способ его подачи к поверхностям трения зависит от условий работы подшипника и
- 19. Скачать презентацию
Общие сведения, условия работы и критерии работоспособности ПК.
Подшипник качения – подшипник,
Общие сведения, условия работы и критерии работоспособности ПК.
Подшипник качения – подшипник,
Подшипник качения − готовое стандартное изделие (изготавливаемое на специализированном заводе), которое устанавливается в механизм или машину без дополнительной доработки.
Конструктивно подшипник качения (рис. 11.1), как правило, включает 4 основных элемента:
1) наружное кольцо, устанавливаемое обычно в корпусе;
Рис. 11.1. Подшипник
качения (конструкция).
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.
Выпускаются подшипники, как более простой (например, без одного из колец), так и более сложной конструкции.
Достоинства подшипников качения:
1. малые потери на трение (приведённый к цапфе вала
Достоинства подшипников качения:
1. малые потери на трение (приведённый к цапфе вала
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.
Рис. 11.2. Основные формы тел качения, применяемые в подшипниках: а) шарик;
Рис. 11.2. Основные формы тел качения, применяемые в подшипниках: а) шарик;
Классификация подшипников качения:
1) по форме тел качения (рис. 11.2) – шариковые, роликовые с цилиндрическими, коническими или бочкообразными роликами, игольчатые;
2) по количеству рядов тел качения – однорядные, двух-, трёх- и более рядные;
3) 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);
4) по самоустанавливаемости – несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся;
5) по габаритным размерам (серии диаметров и ширин, рис. 11.3) –
5) по габаритным размерам (серии диаметров и ширин, рис. 11.3) –
Рис. 11.3. Серии диаметров и
ширин подшипников качения:
1) особо лёгкая; 2) лёгкая; 3) лёгкая широкая; 4) средняя; 5) средняя широкая; 6) тяжёлая.
6) по точности изготовления – для подшипников качения стандартом (ГОСТ 520-71) предусмотрены 5 классов точности (Р0, Р6, Р5, Р4, Р2); класс точности указывается перед номером подшипника, при этом буква «Р» может опускаться (Р4-205 или 4-205), а нулевой класс (подшипники общего назначения) может не указываться вообще;
7) по конструктивным особенностям – с защитными шайбами, с упорным бортом на наружном кольце, с канавкой на наружном кольце, с составными кольцами и др.
Условные обозначения (маркировка, паспорт) подшипников качения (рис. 11.4) являются в основном
Условные обозначения (маркировка, паспорт) подшипников качения (рис. 11.4) являются в основном
Две последние цифры справа = диаметр отверстия во внутреннем кольце (диаметр цапфы вала), делённый на 5, за исключением следующих четырёх размеров: диаметр 10 мм − цифрами 00; 12 мм – 01; 15 мм – 02, и 17 мм – 03. Далее 20 мм − 04, с диаметром 75 мм – 15, с диаметром 495 мм – 99 и т.д. Следовательно, для большей части подшипников диаметр отверстия внутреннего кольца изменяется с шагом 5 мм.
Третья цифра справа = серии диаметров наружных колец (наружных диаметров подшипника):
Третья цифра справа = серии диаметров наружных колец (наружных диаметров подшипника):
Рис. 11.5. Некоторые типы подшипников качения:
верхний ряд – шариковые;
нижний ряд – роликовые
(тип подшипника указан цифрой).
Четвёртая цифра справа = тип подшипника:
шариковый радиальный – 0; шариковый сферический – 1; роликовый радиальный – 2; роликовый сферический – 3; игольчатый – 4;
роликовый с витыми роликами – 5; шариковый радиально-упорный – 6;
роликовый радиально-упорный – 7;
шариковый упорный – 8; роликовый упорный – 9.
Пятая и шестая цифры отведены для обозначения конструктивной разновидности подшипника.
Седьмой цифрой
Пятая и шестая цифры отведены для обозначения конструктивной разновидности подшипника.
Седьмой цифрой
Материалы для изготовления подшипников качения. Кольца и тела качения (шарики, ролики) подшипников качения изготавливают из специальных высокохромистых легированных сталей (ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ, 20ХН4А и др.) с улучшающей термообработкой до HRC 61…67 при неоднородности твёрдости не более 3 HRC для каждого из колец и для всех тел качения. Сепараторы чаще всего выполняют штампованными из стальной (мягкая малоуглеродистая сталь) ленты. Сепараторы скоростных подшипников делают из антифрикционных материалов (латуни, бронзы, алюминиевых сплавов, текстолита и других пластмасс).
Подбор, посадки, крепление и смазка ПК.
Причины потери работоспособности подшипниками качения:
1.
Подбор, посадки, крепление и смазка ПК.
Причины потери работоспособности подшипниками качения:
1.
2. Смятие (пластическая деформация) поверхности тел качения и беговых дорожек на кольцах возникает вследствие чрезмерных статических нагрузок или при действии однократных ударных нагрузок. Признак: для тел качения – нарушение геометрической формы; для колец − местные углубления на беговых дорожках, по форме повторяющие поверхность тел качения (наиболее характерно для внутреннего кольца).
3. Разрушение тел качения или колец под воздействием чрезмерных ударных нагрузок, возникающих вследствие неправильного монтажа или нарушения правил эксплуатации (раскалывание тел качения или колец, скалывание бортов колец и т.п.).
4. Абразивное изнашивание при попадании в подшипник частиц высокой твёрдости через нарушенные уплотнительные элементы.
5. Разрушение сепараторов происходит из-за изнашивания их за счёт трения о тела качения при недостаточной смазке, от воздействия тел качения на них при наличии центробежных сил большой величины (при больших скоростях вращения) и некоторых других причин.
Внешними признаками потери работоспособности подшипниками качения являются повышенный шум при работе
Внешними признаками потери работоспособности подшипниками качения являются повышенный шум при работе
Основные критерии работоспособности подшипника качения:
1. износостойкость поверхностей качения,
2. сопротивляемость пластическим деформациям и
3. долговечность подшипника.
Проектный расчёт для стандартизованных подшипников качения заменяется процедурой подбора подшипника.
Выбор подшипника качения ( установление паспорта подшипника) определяются:
1) характером нагрузки (постоянная, переменная, ударная), её величиной и направлением действия;
2) диаметром цапф вала и частотой его вращения;
3) необходимой долговечностью подшипникового узла;
4) нагрузочной способностью подшипника (статическая и динамическая грузоподъёмность).
Долговечность – количество миллионов оборотов (L) одного кольца подшипника относительно другого
Долговечность – количество миллионов оборотов (L) одного кольца подшипника относительно другого
Базовая долговечность − долговечность большинства из испытанных подшипников. В общем машиностроении и при стандартных испытаниях подшипников обычно используется 90% базовая долговечность L10 (Подстрочный индекс указывает допустимый процент выхода из строя в партии подшипников при их работе в течение срока долговечности). При более жёстких требованиях к надёжности подшипникового узла в расчётах используется 95%-ная базовая долговечность L5, и 97%-ная − L3.
Базовая долговечность обеспечивается при базовой динамической грузоподъёмности.
Базовая динамическая грузоподъёмность (Cr – радиальная для радиальных и радиально-упорных подшипников, Ca – осевая для упорных и упорно-радиальных) – нагрузка, которую выдерживает подшипник при сохранении базовой долговечности.
В стандартах для каждого конкретного подшипника указывается обычно базовая динамическая грузоподъёмность C и предельно допустимая статическая нагрузка C0.
Эквивалентная динамическая нагрузка - постоянная однонаправленная нагрузка, при которой подшипник имеет такую же долговечность, как и в реальных условиях работы.
Эквивалентная нагрузка RE подшипника качения может быть вычислена по выражению
; (11.1)
где Fr
Эквивалентная нагрузка RE подшипника качения может быть вычислена по выражению
; (11.1)
где Fr
. (11.2)
Для радиальных подшипников, не воспринимающих осевую нагрузку (например, для роликовых цилиндрических), Fa = 0 и X = 1; для упорных – Fr = 0 и Y = 1. Для остальных подшипников в стандарте указывается величина «e», зависящая в основном от угла наклона беговой дорожки к оси вращения.
Если для внешних сил, действующих на подшипник, Fa / V⋅Fr ≤
Если для внешних сил, действующих на подшипник, Fa / V⋅Fr ≤
При нагружении радиально-упорных подшипников радиальной нагрузкой наклон контактной линии между внешним кольцом и телом качения на угол α к торцовой плоскости подшипника вызывает появление осевой составляющей, которая либо суммируется с внешней осевой силой, либо вычитается из неё, в зависимости от их величин и схемы установки подшипников.
Долговечность подшипника, его базовая динамическая грузоподъёмность и эквивалентная динамическая нагрузка связаны соотношением
; (11.3)
где L10 в миллионах оборотов вращающегося кольца, а Lh10 в моточасах работы подшипника; n – частота вращения подвижного кольца, мин-1, p – показатель степени кривой усталости; для шариковых подшипников p = 3, для роликовых − p = 10/3.
Срок работоспособности механизма указывается в задании на его разработку. Принимая долговечность
Срок работоспособности механизма указывается в задании на его разработку. Принимая долговечность
; (11.4)
где величина p в показателе степени у скобок зависит от типа подшипника (см. выше). По известной требуемой величине грузоподъёмности подшипник выбирается из соответствующего каталога, при этом грузоподъёмность выбранного подшипника должна быть не меньше требуемой.
Подшипники качения обладают полной взаимозаменяемостью. Присоединительными размерами этих подшипников являются внутренний
Подшипники качения обладают полной взаимозаменяемостью. Присоединительными размерами этих подшипников являются внутренний
Стандартом установлены следующие обозначения полей допусков по классам точности подшипников:
для отверстия внутренних колец L0, L6, L5, L4, L2;
для наружных колец (валы) l0, l6, l5, l4, l2.
При этом допуски на отверстия внутренних колец перевернуты относительно нулевой линии, то есть поле допуска расположено не в тело кольца, как это принято для рядовых деталей, а из тела. Вследствие перевернутости поля допуска L все посадки внутреннего кольца сдвигаются в сторону больших натягов - переходные посадки n, m и k становятся посадками с натягом, причем величина натяга в таких посадках несколько меньше по сравнению с нормальными посадками с натягом (от p до zc), а посадки с зазором h переходят в группу переходных посадок.
При назначении посадок следует учитывать:
тип подшипника;
частоту вращения;
величину нагрузки на подшипник и
При назначении посадок следует учитывать:
тип подшипника;
частоту вращения;
величину нагрузки на подшипник и
жёсткость вала и корпуса;
характер температурных деформаций подшипникового узла;
способ крепления подшипника (с затяжкой или без неё);
удобство монтажа и разборки подшипникового узла.
Вращающиеся кольца ставят с натягом, исключая проворачивание их на цапфах, смятие и фрикционную коррозию посадочных поверхностей.
Невращающиеся кольца устанавливают с минимальным зазором, обеспечивая равномерность износа беговых дорожек на этих кольцах за счёт их медленного проворачивания вслед за вращением подвижного кольца.
Посадочные поверхности под подшипники должны иметь качественную обработку во избежание смятия и среза выступов шероховатостей при запрессовке и эксплуатации подшипников. Лучшие результаты дает тепловая сборка (нагрев подшипника в масляной ванне с одновременным охлаждением вала твердой углекислотой или жидким азотом). Демонтаж подшипников следует выполнять с применением специального инструмента (съемников). Применяемая в ремонтном производстве силовая сборка снижает долговечность подшипника из-за взаимного перекоса колец после сборки.
Вид смазывающего материала и способ его подачи к поверхностям трения зависит
Вид смазывающего материала и способ его подачи к поверхностям трения зависит
Таблица 11.2. Назначение смазки и выбор уплотнительных элементов для разных условий работы подшипников
В дальнейшем смазывание подшипников согласуется со схемой смазывания агрегата, в котором эти подшипники установлены.