Типы подшипников, их назначение. Какие характеристики учесть при выборе?
От небольшой тележки в супермаркете, редуктора до огромных турбин электростанций, большое количество легкого, а также промышленного оборудования не может работать без использования подшипников в той или иной форме.
Типы подшипников, их назначение
Подшипники являются важнейшим трибологическим компонентом многих типов оборудования и существуют в различных видах и формах. Их можно определить как компонент, который поддерживает только определенный тип движения (ограничением степеней свободы) в системе, которая может находиться под статической или динамической нагрузкой.
Пример — механизм для межкомнатных раздвижных дверей. Дверь нельзя поднимать или снимать с места. Он позволяет только скользить, чтобы открыть ее. Возможное движение ограничено скольжением подшипников.
Для чего нужны подшипники?
Основное назначение металлических подшипников — предотвращение прямого контакта металла с металлом между двумя элементами, находящимися в относительном движении. Это предотвращает трение, тепловыделение и, в конечном итоге, износ деталей. Это также снижает потребление энергии, поскольку движение скольжения заменяется качением с низким коэффициентом трения.
Подшипники передают нагрузку вращающегося элемента на корпус. Эта нагрузка может быть радиальной, осевой или их комбинацией.
Они также передают нагрузку вращающегося элемента на корпус. Эта нагрузка может быть радиальной, осевой или их комбинацией. Подшипник также ограничивает свободу движения движущихся частей в заранее определенных направлениях, как обсуждалось выше.
Подшипники качения
Подшипники качения
Подшипники качения содержат тела качения в форме шариков или цилиндров. Легче катить колесо, чем скользить по земле, поскольку величина трения качения ниже, чем трение скольжения. Здесь действует тот же принцип. Подшипники качения используются для облегчения свободного движения деталей во вращательном движении.
Даже когда нам нужно линейное движение в приложениях, легко преобразовать вращательное движение в скользящее. Рассмотрим эскалатор. Несмотря на то, что движение является линейным, каждая ступенька эскалатора по бокам прикреплена к двум длинным цепям, а снизу опирается на ролики, которые едут по направляющим рельсам. Цепи замкнуты в кольца, которые крутятся, благодаря двум валам сверху и снизу. Сам вращающий механизм (огромные железные «звездочки», насаженные на вал) приводятся в движение мотором. Он спрятан под верхней площадкой эскалатора.
Эскалатор
Другой пример — поршневой насос, который может преобразовывать вращательную энергию двигателя в поступательное движение с помощью рычажных механизмов. В каждом из этих приложений шариковые подшипники используются для поддержки валов двигателя, а также валов других роликов в узле.
Поршневой насос
Элементы качения несут нагрузку без особого трения, поскольку трение скольжения заменяется трением качения. Подшипники качения можно разделить на два основных типа: шариковые и роликовые.
Основные параметры выбора подшипника
Какие характеристики подшипника учесть при выборе?
Каждый стандартный подшипник относится к определённой серии (ГОСТ) подшипников, обозначение которой составляется из обозначений типа и серии размеров подшипника.
- Тип подшипника — стоит смотреть на характер нагрузки: чем больше направлений, в которых она воспринимается, тем надежнее будет работать механизм.
- Исполнение (количество рядов)
- Статическая грузоподъемность C, Н
- Динамическая грузоподъемность C, Н
- Предельное число оборотов, об/мин х 1000 — в общем случае чем выше количество оборотов в минуту (при сохранении точности), тем лучше.
- Масса подшипника m кг
- Габаритные размеры
- Внутренний диаметр подшипника d, мм
- Наружный диаметр подшипника D, мм
- Ширина подшипника В, мм
- Радиус монтажной фаски подшипника r, мм
Дополнительные условные обозначения российских подшипников качения
По ГОСТ 520-89 установлены следующие классы точности подшипников:
- 0, 6, 5, 4, 2, Т — для шариковых и роликовых, радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников;
- 0, 6, 5, 4, 2 — для упорных и упорно-радиальных подшипников;
- 0, 6Х, 6, 5, 4, 2 — для роликовых конических подшипников.
В условном обозначении подшипников класса точности 6Х проставляют только знак Х.
Установлены дополнительные классы точности подшипников — 8 и 7 ниже класса точности 0 для применения по заказу потребителей в неответственных узлах.
Перечень классов точности дан в порядке повышения точности. Класс точности 0 в случае отсутствия специальных требований (к радиальному зазору и др.) В условном обозначении подшипника не указывается. Классы точности ставятся через дефис непосредственно перед цифровым условным обозначением подшипника.
Например: 5-205, где 5 — класс точности радиального однорядного подшипника 205.
Радиальные зазоры в подшипниках обозначаются 60-205, где 6 — группа радиального зазора, 0 — класс точности радиального однорядного подшипника 205. Нормальная группа радиального зазора в условном обозначении подшипника не указывается. Специальные требования к величине радиального зазора, отличные от ГОСТ 24810-81, обозначаются буквой Н.
Обозначение момента трения подшипников: 4М6-1000900 — подшипник шариковый радиальный однорядный 1000900 класса точности 6 по ГОСТ 520-89 с радиальным зазором по нормальной группе ГОСТ 24810-81 с моментом трения по четвертому ряду.
Обозначения специальных требований к подшипникам по шуму (вибрации) 5-8322 ЛШ1, где 5 — класс точности упорного одинарного шарикоподшипника 8322, Л — сепаратор латунный, Ш1- норма шумности.
В зависимости от применяемой системы смазки различают три основных типа подшипников скольжения:
- Самосмазывающиеся подшипники: они не требуют внешней смазки. Они изготовлены из пористых материалов, которые при пропитке маслом впитывают его и медленно распределяют по деталям, движущимся в машине.
- Подшипники с регулярной смазкой: они требуют ограниченного периодического добавления смазки.
- Подшипники с постоянной смазкой.