Навигация по странице:
|
Лабораторная работа 11. Изучение конструкций подшипников скольжения и качения Выполнили студенты группы фтт301
Дата
|
Лабораторная работа № 11.
Изучение конструкций подшипников
скольжения и качения
|
Выполнили студенты группы ФТТ–301:
|
|
Александров А.,
Медведева А.,
Селетков А.,
Шильберт Л.
|
Цель работы: ознакомление с особенностями конструкций и работы опор и направляющих трения скольжения и качения.
Классификация. Условное обозначение подшипников качения.
Подшипники качения классифицируют по следующим основным признакам:
• по форме тел качения - шариковые и роликовые, причем последние могут быть с роликами: цилиндрическими короткими, длинными и игольчатыми, а также бочкообразными, коническими, бомбинированными - с небольшой (7-30 мкм на сторону) выпуклостью поверхности качения - и витыми -пустотелыми;
• по направлению воспринимаемой нагрузки - радиальные, предназначенные для восприятия только радиальных или преимущественно радиальных сил (некоторые типы могут воспринимать и осевые силы); радиально-упорные - для восприятия радиальных и осевых сил; подшипники регулируемых типов без осевой силы работать не могут; упорные - для восприятия осевых сил, радиальную силу не воспринимают; упорно-радиальные - для восприятия осевых и небольших радиальных сил;
• по числу рядов тел качения - одно-, двух- и четырехрядные;
• по основным конструктивным признакам - самоустанавливающиеся (например, сферические самоустанавливаются при угловом смещении осей вала и отверстия в корпусе) и несамоустанавливающиеся; с цилиндрическим или конусным отверстием внутреннего кольца, сдвоенные и др.
Условные обозначения подшипников качения являются в основном цифровыми и наносятся на торцовые поверхности колец. Основное обозначение подшипника может включать от двух до семи цифр (нули на левой стороне обозначения, то есть в начале цифры, не проставляются).
Две последние цифры справа обозначают диаметр отверстия во внутреннем кольце (диаметр цапфы вала), делённый на 5, за исключением следующих четырёх размеров: диаметр отверстия 10 мм обозначается цифрами 00; 12 мм – 01; 15 мм – 02, и 17 мм – 03. Так, например, подшипник с диаметром отверстия внутреннего кольца 20 мм будет иметь две последние цифры обозначения 04, с диаметром 75 мм – 15, с диаметром 495 мм – 99 и т.д. Из этого следует, что для большей части подшипников диаметр отверстия внутреннего кольца изменяется с шагом 5 мм.
Третья цифра справа соответствует серии диаметров наружных колец (наружных диаметров подшипника): сверхлёгкая серия – 8 или 9; особолёгкая – 1; лёгкая – 2; средняя – 3; тяжёлая – 4.
Четвёртой цифрой справа обозначается 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 обозначается серия ширин (цифры от 0 до 9), лёгкой серии обычно соответствует 0 или 1.
Материалы для изготовления деталей подшипников качения.
Кольца подшипников качения и их тела качения (шарики, ролики) 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 выполняют из антифрикционных материалов (латуни, бронзы, алюминиевых сплавов, текстолита и некоторых других пластмасс).
Виды отказов подшипников качения.
Для подшипников качения можно отметить следующие основные причины потери работоспособности.
Усталостное выкрашивание — наблюдается у подшипников после длительного времени их работы в нормальных условиях.
Износ наблюдается при недостаточной защите от абразивных частиц (пыли и грязи). Износ является основным видом разрушения подшипников автомобильных, тракторных, горных, строительных и многих подобных машин.
Разрушение сепараторов — дает значительный процент выхода из строя подшипников качения и особенно быстроходных.
Раскалывание колец и тел качения — связано с ударными и вибрационными перегрузками, неправильным монтажом, вызывающим перекосы колец, заклинивание и т. п. При нормальней эксплуатации этот вид разрушения не наблюдается.
Остаточные деформации — на беговых дорожках в виде лунок, вмятин и прочего наблюдаются у тяжело нагруженных тихоходных подшипников.
Сравнительная масса подшипников.
Роликоподшипник радиальный с короткими цилиндрическими роликами и с коническим посадочным отверстием № 3182118.
Эскиз подшипника
|
Характеристика
|
|
Двухрядный роликовый радиальный подшипник, с короткими цилиндрическими роликами, с безбортовым наружным кольцом, с коническим посадочным отверстием (1:12), канавкой и отверстиями для внесения смазочного материала. Комплект тел качения с внутренним кольцом способны перемещаться относительно наружного в обе стороны. Двухрядные подшипники способны обеспечивать высокую грузоподъемность и жесткость при относительно небольших габаритах.
|
Область применения: большие электродвигатели, осевые буксы железнодорожного транспорта, гильотины, мощные редукторы, насосы; шпиндели металлорежущих станков.
Шарикоподшипник радиальный однорядный № 150308К.
Эскиз подшипника
|
Характеристика
|
|
Подшипники воспринимают радиальные и осевые нагрузки в обоих направлениях вдоль оси вала и не превышающие 70% неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. Для восприятия чисто осевой нагрузки рекомендуется применять шарикоподшипники с увеличенным радиальным зазором между шариками и дорожкой качения. Однорядные шарикоподшипники работают с минимальными потерями на трение и допускают наибольшую частоту вращения. Сепараторы радиальных однорядных подшипников в основном штампованные с центрированием по телам качения.
|
Область применения: применяются в конструкциях с нежесткими валами и в узлах с технологически необеспечиваемой строгой соосностью посадочных мест.
Роликоподшипник радиальный двухрядный сферический (самоустанавливающийся) № 3516.
Эскиз подшипника
|
Характеристика
|
|
Конструкция двухрядного сферического роликового подшипника объединила в себе все наилучшие технические характеристики двухрядного шарикового подшипника и цилиндрического роликового подшипника. Внутренняя поверхность внешней обоймы - сферическая, что позволяет компенсировать перекосы валов. Тело качения - ролик сферической формы. Подшипник хорошо работает при больших радиальных неравномерных нагрузках. Он может быть как основного конструктивного исполнения с бортиками на внутреннем кольце, так и иметь канавку на наружном кольце и отверстия для внесения смазки. Способен к самоустановке и работает при перекосах посадочных мест. Тип воспринимаемых нагрузок — радиальные. Допускают значительный перекос внутреннего кольца относительно наружного кольца. Обладают высокими работоспособностью и долговечностью даже в тяжелых условиях работы.
|
Область применения: металлургия, горнодобывающая промышленность, тяжелое машиностроение.
Шарикоподшипник упорный однорядный № 8108К.
Эскиз подшипника
|
Характеристика
|
|
Однорядный упорный шарикоподшипник этого типа предназначен для восприятия нагрузок, действующих параллельно оси подшипника, и устанавливается в достаточно тихоходные узлы (в узлы с высокой скоростью оборотов предпочтительно ставить более дорогие радиально-упорные подшипники). Состоит из двух колец и комплекта тел качения на стальном штампованном сепараторе.
|
Область применения: подшипники применяются для опоры вентилятора и привода водяного насоса системы охлаждения в автомобилях.
Роликоподшипник радиальный с короткими цилиндрическими роликами № 102210.
Эскиз подшипника
|
Характеристика
|
|
Подшипники роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами, предназначены для восприятия радиальных нагрузок. Обладают значительно большей радиальной грузоподъемностью по сравнению с грузоподъемностью радиальных шарикоподшипников, но по скоростным характеристикам несколько уступают. Данные подшипники очень чувствительны к перекосам внутренних колец относительно наружных, так как при перекосах возникает концентрация напряжения у краев ролика. Для снижения этих напряжений изготавливают подшипники специальных модификаций с выпуклыми (комбинированными) роликами или дорожками качения. Сепараторы штампованные или массивные из стали, латуни, бронзы и алюминиевых сплавов.
|
Область применения: применяются в узлах тяжелонагруженных и многоопорных и двухопорных длинных валов, подверженных значительным прогибам; в опорах машин, где при больших радиальных нагрузках неизбежна несоосность посадочных мест.
Роликоподшипник с коническими роликами радиально – упорный однорядный № 7508.
Эскиз подшипника
|
Характеристика
|
|
Подшипник данного типа предназначен для восприятия одновременно действующих радиальных и осевых нагрузок. Допустимая частота вращения значительно ниже, чем у подшипников с короткими цилиндрическими роликами, а способность к восприятию осевой нагрузки определяется углом конусности наружного кольца. С увеличением угла конусности осевая грузоподъемность возрастает при уменьшении радиальной. Перекос вала относительно оси недопустим. Изготавливают однорядные, двухрядные и четырехрядные подшипники. Сепараторы штампованные и точечные.
|
Область применения: подшипник этого типа устанавливается в различных транспортных средствах, тракторах и комбайнах, а также на разнообразном технологическом оборудовании: грузовой автомобиль МАЗ 538 — рулевое управление; трактор ЮМЗ-6 — синхронизированная КПП; комбайны — коническая передача; троллейбусы — рулевое управление.
Подшипник скольжения
Эскиз подшипника
|
Характеристика
|
|
1―вкладыши;
2―усики;
3―отверстие для смазки;
4―паз в головке шатуна;
5― крышка нижней головки;
6― нижняя головка шатуна;
7― болт крышки шатуна;
8― гайка;
9―шплинт.
|
Подшипник этого вида предназначен для восприятия осевой нагрузки. В отличие от подшипников качения, надёжнее работают в высокоскоростных приводах и способны воспринимать большие ударные и вибрационные нагрузки в следствии демпфирующего действия масляного слоя, менее шумные, а также имеют сравнительно малые радиальные размеры.
|
Область применения: подшипники скольжения широко распространены в двигателях внутреннего сгорания, паровых и газовых турбинах, насосах, компрессорах, центрифугах, прокатных станах, в тяжелых редукторах и других машинах.
Сравнительная характеристика подшипников качения серия № 3518 диаметр вала Ø90
Тип подшипника
|
Динамическая грузоподъёмность,
Cr, кН
|
Статическая
грузоподъёмность,
C0r, кН
|
Масса, кг
|
Роликоподшипник радиальный с короткими цилиндрическими роликами и с коническим посадочным отверстием № 3182118
|
146
|
213
|
2,13
|
Роликоподшипник радиальный двухрядный сферический (самоустанавливающийся) № 3518
|
259
|
349,8
|
3,52
|
Шарикоподшипник упорный однорядный № 8118К
|
59,2
|
190
|
0,661
|
Роликоподшипник радиальный с короткими цилиндрическими роликами № 102216
|
106
|
68
|
1,5
|
Шарикоподшипник радиальный однорядный № 150318К
|
143
|
99
|
4,869
|
Роликоподшипник с коническими роликами радиально – упорный однорядный № 7518
|
190
|
171
|
3,44
|
Сравнительная характеристика подшипников
Тип подшипника
|
Динамическая грузоподъёмность,
Cr
|
Статическая
грузоподъёмность,
C0r
|
Масса
|
Качения
|
259
|
349,8
|
3,52
|
Скольжения
|
11,777
|
|
|
Fr=24 000 H
Коэффициент нагруженности подшипника CF=663,349
Контрольные вопросы:
Из каких деталей состоит подшипник качения, их назначение?
Какие материалы применяются для изготовления подшипников качения?
Почему ролики радиальных и радиально – упорных подшипников выполняют с небольшой выпуклостью?
Как назначается материал сепаратора для подшипников?
Как выбирается критерий расчёта подшипника?
Назовите виды отказов, встречающиеся у подшипников качения.
Какой режим работы подшипника наиболее благоприятен: вращается наружное кольцо или вращается внутреннее кольцо? Почему?
Дать определение параметрам Cr и C0r.
|
|
|
Скачать 341.84 Kb.
