Читать книгу Эксплуатация подшипников качения - В. А. Сидоров, А. Л. Сотников - Страница 4

Подши́пник – узел механизма или машины, являющийся частью опоры, которая поддерживает вал, обеспечивая вращение или линейное перемещение с минимальным сопротивлением, воспринимающий и передающий нагрузку от вала на корпусные детали механизма или машины [1,2]. Опора с упорным подшипником называется подпятником.

Подшипники характеризуются следующими основными параметрами:

– максимальные динамическая и статическая нагрузки;

– максимальная скорость вращения для радиальных подшипников;

– посадочные размеры;

– класс точности;

– группа зазоров.

Нагружающие подшипник силы подразделяют на следующие виды:

– радиальная сила, действующая в направлении перпендикулярном к оси вращения подшипника;

– осевая сила, действующая в направлении параллельном к оси вращения подшипника.

По конструкции, обуславливающей различный принцип работы, все подшипники можно разделить на несколько типов:

– подшипники качения;

– подшипники скольжения;

– газостатические подшипники;

– газодинамические подшипники;

– гидростатические подшипники;

– гидродинамические подшипники;

– магнитные подшипники.

Основные типы подшипников, которые применяются в машиностроении, – это подшипники качения и скольжения.

Достоинства подшипников скольжения: малые радиальные размеры; возможность работы при ударных нагрузках и применения при больших нагрузках и высоких скоростях вращения. Недостатки: не могут работать без смазки, не допускают перекосов валов, сложны в установке (требуют пришабривания).

Подшипники качения по сравнению с подшипниками скольжения имеют следующие преимущества [3]:

– значительно меньшие потери на трение, а, следовательно, более высокий коэффициент полезного действия (до 0,995) и меньший нагрев;

– в 10…20 раз меньше момент трения при пуске машин;

– экономия дефицитных цветных материалов, которые чаще всего используются при изготовлении подшипников скольжения;

– меньшие габаритные размеры в осевом направлении;

– простота обслуживания и замены;

– меньший расход смазочного материала;

– невысокая стоимость вследствие массового производства стандартных подшипников.

К недостаткам подшипников качения можно отнести [3]:

– ограниченную возможность применения при очень больших нагрузках и высоких скоростях;

– непригодность для работы при значительных ударных и вибрационных нагрузках из-за высоких контактных напряжений и плохой способности демпфировать колебания;

– значительные габаритные размеры в радиальном направлении и масса;

– шум во время работы, обусловленный погрешностями форм и размеров деталей;

– сложность установки и монтажа подшипниковых узлов;

– повышенную чувствительность к неточности установки в подшипниковый узел;

– высокая стоимость при мелкосерийном производстве уникальных по размерам подшипников.

Конструкция подшипников качения состоит из двух колец, тел качения (шариков или роликов) и сепаратора (некоторые типы подшипников могут быть без сепаратора), отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение (рис. 1.1). По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности внешнего кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполнены желоба – дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения.

Рис. 1.1. Устройство радиального шарикоподшипника: 1 – внешнее кольцо; 2 – шарик (тело качения); 3 – сепаратор; 4 – дорожка качения; 5 – внутреннее кольцо

В некоторых узлах механизмов и машин в целях уменьшения габаритов, а также повышения точности и жёсткости применяют совмещённые опоры: дорожки качения в этом случае выполняют непосредственно на валу или на поверхности корпусной детали.

Существуют подшипники качения, изготовленные без сепаратора. Такие подшипники имеют большое число тел качения и большую грузоподъёмность. Однако предельные скорости вращения бессепараторных подшипников значительно ниже вследствие повышенных моментов сопротивления вращению.

Закрытые подшипники качения (имеющие защитные крышки) практически не требуют обслуживания (замены смазки), открытые – чувствительны к попаданию инородных тел, что может привести к быстрому разрушению подшипника и выходу механического оборудования из строя.