Конструкция и классификация опор качения

Рис. 14.1

Опора качения состоит из двух колец и нескольких тел качения. Тела качения расположены равномерно по окружности с помощью сепаратора – кольца, в котором сделаны гнезда для тел качения (рис. 14.1). Это предупреждает возникновение трения скольжения между телами качения. Для изготовления тел качения и колец применяют специальные подшипниковые стали ШХ-9, ШХ-15 с твердостью HRC 59-63. Для сепаратора применяют листовую сталь латунь, полимерные материалы.

О

Рис. 14.2

поры качения классифицируют:

1. По форме тел качения:

а) шариковые;

б) роликовые.

Роликовые тела качения (рис. 14.2) бывают:

• короткие=1…1,25; длинные =2…2,5;

• иглы =10…20 – подшипник называется игольчатым.

Ролик может быть цилиндрическим, коническим и бочкообразным.

2

Рис. 14.3

. По направлению воспринимаемой нагрузки: (рис. 14.3)

а) радиальные;

б) упорные;

в) радиально-упорные.

3. По самоустановке:

а) несамоустанавливающиеся;

б) самоустанавливающиеся.

Они допускают угол перекоса 2-3⁰ и могут воспринимать небольшие осевые нагрузки.

4. По нагрузочной способности:

сверхлегкие; особо легкие; легкие; средние; тяжелые (рис. 14.4) .

5. По точности:

0 (нормальный класс); 6 (повышенный класс);5 (высокий класс);4 (особо высокий класс); 2 (сверхвысокий класс)

.

Рис. 14.4

От точности изготовления зависит работоспособность подшипника, но одновременно растет его стоимость, например класс 2 в десять раз дороже клас-са 0 .

Критерии работоспособности и расчета подшипников качения

Усталостное выкрашивание - наблюдается у подшипников после длительного времени их работы в нормальных условиях.

Износ - наблюдается при недостаточной защите от образования частиц. Является основным видом разрушения подшипников автомобильных, тракторных, горных, строительных машин.

Разрушение сепараторов- наблюдается при перекосах колец, неблагоприятных сочетаниях осевой и радиальной нагрузок разноразмерности тел качения. Особо велик процент выхода из строя у быстроходных подшипников.

Раскалывание колец и тел качения - связано с ударными и вибрационными нагрузками, неправильным монтажом, вызывающим перекосы колец, заклинивание. При нормальной эксплуатации дефект не наблюдается.

Остаточные деформации - наблюдаются на беговых дорожках в виде лунок, вмятин у тяжело нагруженных тихоходных подшипников.

Современный расчет подшипников базируется на трех основных критериях:

1. статической прочности по остаточным деформациям;

2. ресурсе по усталостному выкрашиванию;

3. проверке режима смазки.

Контактные напряжения в деталях подшипников

Рис. 14.5

Из формулы Герца - Беляева следует .

Значит, точка a (рис. 14.5) внутреннего кольца будет нагружена больше, чем точка b наружного кольца, так как в точке а шарик соприкасается с выпуклой, а в точке b с вогнутой поверхностью.

Рассмотрим изменение циклов напряжений на внешнем и внутреннем кольцах без учета сил инерции (рис. 14.6). Вращается внутреннее кольцо. Наиболее нагруженные точки находятся в плоскости нагружения, то есть в точках а и b. Точка b получает нагружение только при прохождении над ней шарика. Точка а получает нагружение только при нахождении в нагруженной зоне. В этих условиях равное число циклов нагружения вызовет усталостное разрушение, прежде всего в точке а (где выше напряжения). Для того чтобы уровнять условия работы колец, необходимо уменьшить число циклов нагружения в точке а по сравнению с точкой b. Такое уменьшение достигается при вращении внутреннего кольца, так как на половине оборота точка а разгружается совершенно, а в большей части другой половины нагружена не полностью.

Рис. 14.6