19.3. Область применения подшипников качения

Шарикоподшипники радиальные однорядные (рис. 19.1) предназначены преимущественно для восприятия радиальных нагрузок, но могут воспринимать и значительные осевые нагрузки в двух направлениях. Они могут работать при высоких частотах вращения и воспринимать только осевую нагрузку, а при невысоких частотах вращения допускают небольшие перекосы валов.

Снимок

Рис. 19.1. Шарикоподшипники радиальные однорядны

Шариковые радиальные однорядные подшипники изготавливаются следующих конструкций:

· основной по ГОСТ 8338-75 (рис.19.1, а); параметры подшипника приведены в приложении Е, табл. Е.1;

· с одной (исполнение 60000) и двумя (исполнение 80000) защитными шайбами для защиты от утечки смазочного материала и от проникновения пыли по ГОСТ 7242-81 (рис. 19. 1, б, в);

· с канавкой на наружном кольце (исполнение 50000) под упорное пружинное кольцо, позволяющее упростить осевое крепление подшипника в корпусе, по ГОСТ2893-82 (рис. 19.1, б);

· с односторонним (исполнение 160000) и двухсторонним (исполнение 180000) уплотнением из обрезиненных металлических шайб и мембранного полотна по ГОСТ8882-75 (рис. 19.1, д, е).

Снимок1

Рис. 19.2. Шарикоподшипники радиальные двухрядные сферические типов

Подшипники шариковые радиальные сферические двухрядные (ГОСТ 28428-90) находят применение в опорах приводных валов конвейеров и транспортеров, опорах пово

ротных кранов, сателлитов планетарных передач, валов деревообрабатывающих станков, буксах вагонеток и т. п.

Шариковые радиальные двухрядные сферические подшипники (рис. 19.2, а) допускают работу в условиях взаимных перекосов осей колец до 4° благодаря сферической поверхности дорожки качения наружного кольца. Подшипники могут воспринимать осевые силы в обоих направлениях. При значительных осевых нагрузках грузоподъемность подшипника резко снижается, так как при этом нагружается только один ряд шариков. Их выпускают с цилиндрическими (исполнение 1000), а также с коническими отверстиями внутреннего кольца (исполнение 11000) для установки на валу с помощью закрепительных втулок (рис. 19.2, б). Подшипники стандартизированы в диапазоне посадочных диаметров на вал от 5 до 110 мм.

Подшипники роликовые радиальные однорядные с короткими цилиндрическими роликами исполнения 2000 (рис. 19.3, а) предназначены главным образом для восприятия повышенных радиальных нагрузок. Их грузоподъемность на несколько десятков процентов выше грузоподъемности радиальных однорядных шариковых подшипников. Подшипники легко разбираются в осевом направлении, допускают некоторое осевое взаимное смещение колец, а потому удобны в случае больших температурных деформаций валов при необходимости осевой самоустановки валов, например, валов несущих шевронные зубчатые колеса. Подшипники выполняются со штампованным или, при повышенных частотах вращения, с массивным сепаратором.

Снимок

Рис. 19.3. Подшипники роликовые радиальные однорядные (ГОСТ 8328-75) исполнений

Кроме подшипников основного типа с бортами на внутреннем кольце (см. рис.19.3, а) применяют подшипники с бортами на наружном кольце (рис. 19.3, в). Подшипники с бортами на обоих кольцах (рис. 19.3, б, г) могут воспринимать осевую нагрузку в одном направлении при условии, что она составляет не более 0,2…0,4 от радиальной нагрузки в зависимости от размерной серии подшипника. При необходимости осевой фиксации вала в обоих направлениях применяют конструкции подшипников с дополнительным бортом и упорной шайбой (рис. 19.3, д). Подшипники стандартизированы в диапазоне посадочных диаметров на вал от 15 до 260 мм. Эти подшипники часто применяют в качестве плавающих опор валов (рис. 19.4).

Снимок

Рис. 19.4. Входной вал шевронной цилиндрической передачи

Роликовые радиальные однорядные подшипники требуют высокой точности монтажа на валу, в противном случае возникают кромочные давления, резко сокращающие их долговечность. Для снижения этих давлений применяют ролики со скосами или выпуклые.

Подшипники роликовые радиальные двухрядные с короткими цилиндрическими роликами имеют высокую грузоподъемность и жесткость за счет большего числа роликов и смещения осей роликов, расположенных в разных рядах (в шахматном порядке).

Подшипники с коническим отверстием применяют для быстроходных валов, требующих точного вращения (в основном для шпинделей металлорежущих станков).

Роликовые радиальные сферические двухрядные подшипники (рис. 19.5) отличаются от шариковых радиальных сферических двухрядных подшипников большей грузоподъемностью, но меньшей быстроходностью. Допустимый угол перекоса внутреннего кольца (вала) относительно наружного кольца (корпуса) до 4°. Подшипники помимо радиальной нагрузки воспринимают также небольшую осевую нагрузку.

Подшипники выполняют:

· с симметричными роликами и безбортовым внутренним кольцом по ГОСТ24696-81 (рис. 19.5) исполнения 53000 с цилиндрическим или исполнения 153000 (4153000) с коническим отверстием с конусностью 1:12 (1:30);

· с бортиками на внутреннем кольце по ГОСТ 5721-75 исполнения 3000 с цилиндрическим или исполнения 113000 (4113000) с коническим отверстием с конусностью 1:12 (1:30);

· с закрепительной втулкой (по аналогии с шариковыми радиальными сферическими подшипниками (см. рис. 19.2, б)) для установки на гладкие валы исполнения 353000 по ГОСТ 24696-81 или исполнения 13000 по ГОСТ 8545-75;

· со стяжной втулкой для установки на цилиндрических шейках валов исполнения 753000 по ГОСТ 24696-81 или исполнения 73000 (допускают регулировку радиального зазора);

· с двумя защитными шайбами исполнения 83000.

Подшипники стандартизированы в диапазоне посадочных диаметров на вал от 40 до 400 мм. Буква Н в обозначении подшипников указывает на наличие на наружном кольце подшипника смазочной канавки с отверстием (см. рис. 19.5).

Снимок

Рис. 19.5. Роликовые радиальные сферические двухрядные подшипники исполнений

Подшипники радиальные роликовые игольчатые (рис.19.6) предназначены для работы при ограниченных габаритах, преимущественно в узлах с качательным движением. Направление воспринимаемой нагрузки – радиальное. Данные подшипники чувствительны к перекосам осей валов.

Снимок

Рис. 19.6. Роликовые игольчатые подшипники исполнений

Находят применение игольчатые подшипники следующих типов (ГОСТ 4657-82):

· без внутреннего кольца и сепаратора (рис.19.6, а);

· с наружным и внутренним кольцами без сепаратора (рис. 19.6, б); подшипник можно применять без внутреннего кольца;

· с наружным и внутренним кольцами с сепаратором исполнения 244000 (подшипник можно применять без внутреннего кольца);

· без внутреннего кольца с сепаратором исполнения 254000;

· с наружным и внутренним кольцами с сепаратором со вставными бортиками исполнения 344000 (подшипник можно применять без внутреннего кольца);

· без внутреннего кольца с сепаратором со вставными бортиками исполнения 354000.

Иногда применяют комплект игл в сепараторе – подшипники радиальные однорядные исполнения К… и радиальные двухрядные исполнения КК… по ГОСТ 24310-80. В данном случае вал и корпус подвергаются термообработке до высокой твердости (не ниже 60 HRC) и служат дорожками качения для игл.

Шариковые радиально-упорные подшипники (рис. 19.7) предназначены для восприятия радиальных и осевых нагрузок. Осевая грузоподъемность этих подшипников возрастает с увеличением угла контакта (), но при этом снижается быстроходность подшипника.

Подшипники шариковые радиально-упорные однорядные (ГОСТ 831-75) способны воспринимать осевую нагрузку только в одном направлении, поэтому их устанавливают по два на один вал (по одному подшипнику на каждую опору) или по два на одну опору вала. ГОСТ 831-75 устанавливает следующие исполнения подшипников:

· 6000 – разъемный со съемным наружным кольцом, с углом контакта , допускает раздельный монтаж наружного и внутреннего (с шариками) колец подшипника (рис. 19.7, а);

· 26000 – неразъемный со скосами на наружном и внутреннем кольцах, с углом контакта (рис. 19.7, б);

· 36000К7 (), 36000К (), 46000 (), 66000 () – неразъемные подшипники со скосом на наружном кольце (рис.


19.7, в);

· 36000К7 (), 36000К (), 46000К (), 66000К () – неразъемные подшипники со скосом на внутреннем кольце (рис. 19.7, г); подшипники исполнений 36000К7, 36000К и 46000К являются высокоскоростными подшипниками.

Снимок

Рис. 19.7. Шарикоподшипники радиально-упорные однорядные исполнений

Подшипники по ГОСТ 831-75 стандартизированы в диапазоне посадочных диаметров на вал от 3 до 320 мм. Параметры подшипников приведены в приложении Е, табл.Е.2. Данные подшипники могут поставляться парными комплектами (сдвоенные подшипники по ГОСТ 831-78).

Однорядные радиально-упорные подшипники (ГОСТ 831-75) находят применение в редукторах, валы которых нагружены значительными осевыми силами. В конструкциях опор с данными подшипниками необходимо предусмотреть возможность регулирования осевого зазора. Подшипники с углом контакта α = 36 ° и более применяют только в качестве сдвоенных подшипников.

Шариковые радиально-упорные сдвоенные подшипники применяют для восприятия осевых нагрузок обоих направлений и при ограниченных диаметральных размерах. Подшипники специально комплектуют на заводе-изготовителе. На кольцах этих подшипников наносят специальные метки для правильной установки подшипников в узел. В случае выхода из строя одного подшипника заменяют весь комплект.

Для восприятия осевых нагрузок обоих направлений используют подшипники, сдвоенные по схемам X или О (рис. 19.8 а, б). Эти подшипники не требуют регулирования осевого зазора при монтаже. При больших осевых нагрузках одного направления и стесненных габаритных размерах в радиальном направлении, а также для скоростных опор используют схему установки Т (рис. 19.8, в). Данная схема установки подшипников требует регулирования осевого зазора при монтаже.

Снимок

Рис. 19.8. Схемы установки сдвоенных подшипников

Комплектация сдвоенных подшипников, особенно по схеме О, обеспечивает повышенную угловую жесткость опоры при прогибах вала. Область применения этих

подшипников – шпиндели шлифовальных станков, фиксирующие опоры червяков, центрифуги и т. д.

Подшипники шариковые радиально-упорные однорядные с разъемными кольцами (ГОСТ 8995-75) способны воспринимать осевую нагрузку переменного направления. ГОСТ 8995-75 устанавливает следующие исполнения подшипников:

· 116000 – с разъемным наружным кольцом с четырехточечным контактом (см. рис. 19.7, д);

· 126000 – с разъемным внутренним кольцом с трех точечным контактом (см. рис. 19.7, е);

· 176000 с разъемным внутренним кольцом с четырехточечным контактом (см. рис. 19.7, е).

Четырехточечный контакт при заданном радиальном зазоре обусловливает наименьший осевой зазор подшипника.

Шариковые радиально-упорные подшипники с разъемным внутренним кольцом (см. рис. 19.7, е) предназначены для восприятия радиальной и осевых нагрузок в обоих направлениях. Конструкция подшипника позволяет сократить осевые размеры узла и при монтаже не требует регулирования. Подшипники находят широкое применение в авиационной промышленности. В диапазоне посадочных диаметров на вал от 10 до 340 мм подшипники стандартизированы.

Шариковые радиально-упорные подшипники с разъемным наружным кольцом (см. рис. 19.7, д) воспринимают радиальные и осевые нагрузки в обоих направлениях и также не требуют регулирования. В диапазоне посадочных диаметров на вал от 45 до 130 мм подшипники стандартизированы.

Помимо радиально-упорных однорядных шарикоподшипников выпускаются подшипники двухрядных конструкций, воспринимающие комбинированную нагрузку исполнений:

· 56000 (ГОСТ 4252-75) с неразъемными кольцами, подшипник обеспечивает повышенную радиальную жесткость вала;

· 256000 с разъемным внутренним кольцом и двухсторонним уплотнением;

· 3056000 с неразъемными кольцами;

· 3086000 с разъемным внутренним кольцом.

Конические роликоподшипники (рис.19.9) используют для восприятия радиальных и осевых нагрузок. Данные подшипники выпускают с разными углами контакта, от которых зависит осевая грузоподъемность подшипника. Они изготавливаются в следующих исполнениях:

· 7000А (27000А) – однорядные подшипники повышенной грузоподъемности (с углом контакта ) по ГОСТ 27365-87 (рис. 19.9, а); установочные размеры и параметры подшипника приведены в приложении Е;

· 67000 – подшипник однорядный с упорным буртом на наружном кольце по ГОСТ 27365-87 (рис. 19.9, б);

· 97000 – подшипник двухрядный с внутренним дистанционным кольцом по ГОСТ 6364-78 (рис. 19.9, в);

· подшипник двухрядный с упорным буртом на наружном кольце (рис. 19.9, г)

Снимок

Рис. 19.9. Конические роликоподшипники

Однорядные конические роликоподшипники предназначены для восприятия совместно действующих радиальных и осевых нагрузок в одном направлении. Без осевой нагрузки эти подшипники работать не могут. Их применяют в редукторах с коническими и червячными передачами. Подшипники требуют регулирования осевого зазора. При проектировании узлов следует обращать внимание на установочные размеры (см. прил. Е), чтобы обеспечить свободное вращение сепаратора. Обычно угол конуса наружного кольца α = 10… 18°. Подшипники с большими углами конуса (α = 25…30°) применяют в качестве сдвоенных. В диапазоне посадочных диаметров на вал от 15 до 320 мм подшипники стандартизированы. В ряде конструкций удобно использовать подшипники с упорным бортом на наружном кольце.

Роликовые конические двухрядные подшипники предназначены для восприятия совместно действующих радиальных и осевых нагрузок в обоих направлениях. Подшипники не требуют регулирования и могут работать без осевой нагрузки.

Подшипники шариковые упорные предназначены для восприятия только осевых нагрузок:

· одинарный исполнений 1008000 и 8000Н – в одном направлении (рис. 19.10, а);

· двойной – в двух направлениях исполнения 38000Н (рис. 19.10, б).

Предельные частоты вращения данных подшипников ограничены центробежными силами и гироскопическими моментами, действующими на шарики. На горизонтальных валах применять их не рекомендуется.

Область применения шариковых упорных подшипников – опоры колонн поворотных кранов, выжимные подшипники сцеплений транспортных средств, валы червяков глобоидных передач и т. п. Размеры наружных и внутренних диаметров колец отличаются. Тугое кольцо устанавливают на валу, а свободное – в корпус. Подшипники стандартизированы в диапазоне посадочных диаметров на вал от 10 до 480 мм. Буква «Н» в обозначении подшипника показывает, что диаметральные размеры свободного кольца соответствуют международному стандарту.

Шариковые упорные подшипники двойные (рис. 19.10, а) стандартизированы в диапазоне посадочных диаметров на вал от 20 до 120 мм.

Роликовые упорно-радиальные сферические подшипники (рис. 19.11, б) предназначены для восприятия значительных осевых нагрузок в одном направлении.

Снимок

Рис. 19.10. Упорные шариковые подшипники по ГОСТ 7872-79

Снимок1

Рис. 19.11. Упорно-радиальные подшипники

Упорные роликоподшипники (рис. 19.12) предназначены для восприятия больших осевых нагрузок в одну сторону при небольших частотах вращения валов. Они изготавливаются следующих исполнений:

· с цилиндрическими роликами одинарные однорядные исполнения 9000 по ГОСТ 23526-79 (рис. 19.12, а);

· с цилиндрическими роликами одинарные двухрядные исполнения 889000 по ГОСТ 23526-79 (рис. 19.12, б);

· конические одинарные по ГОСТ 27057-86 (рис. 19.10, в).

Снимок

Рис. 19.12. Роликоподшипники упорные

Для восприятия осевых нагрузок в одну сторону применяют также упорные подшипники с короткими цилиндрическими роликами однорядные без колец исполнения 999000 и упорные одинарные с короткими роликами без колец по ГОСТ 26676-85.