Подшипники качения
Подшипники качения в виде стандартных узлов, основными эле- ментами которых являются тела качения (шарики, ролики), установ- ленные между наружным и внутренним кольцами, – наиболее распро- страненный вид опор валов и осей. К достоинствам подшипников кА- чения относятся малые потери на трение (КПД – 0,99), низкая стои- мость, очень широкий диапазон размеров и типов, простота монтажа и обслуживания, малые осевые размеры, малая разница моментов тре- ния при пуске и в установившемся (равномерном) движении. Недос- татками подшипников качения являются относительно большие ради- альные размеры, высокая чувствительность к ударным и вибрацион- ным нагрузкам, значительно меньшая по сравнению с подшипниками скольжения долговечность при высоких частотах вращения и больших нагрузках. Подшипник (рис. 76, а) состоит из тел качения 1, сепаратора (разделителя тел качения) 2, наружного 3 и внутреннего 4 колец. Подшипники качения классифицируют по нескольким признакам: 1. По форме тел качения подшипники разделяются на шарико- вые (рис. 76, а, б, в, ж) и роликовые (рис. 76, г, д, е, и, к); по форме 194 ролики могут быть цилиндрическими (рис. 76, г), коническими (рис. 76, и), игольчатыми (рис. 76, д), витыми (рис. 76, е), бочкообразными (рис. 76, к); 2. По направлению воспринимаемых сил подшипники могут быть радиальными , воспринимающими только силу Fr , направленную по радиусу; радиально-упорными (рис. 76, б, и), воспринимающими как радиальную силу Fr , так и силу Fа, направленную вдоль оси подшипника; упорными (рис. 76, ж), т.е. воспринимающими только осевую силу Fa; 3. По способности самоустанавливаться подшипники подразделяют на несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся (рис. 76, в, к), допускающие в процессе работы поворот оси внутреннего кольца на  по отношению к оси наружного кольца; 4. По числу рядов тел качения подшипники подразделяют на однорядные (рис. 76, а, б, г – и), двухрядные (рис. 76, в, к), четырехрядные; 5. По габаритным размерам (диаметр D и ширина B) подшипни- ки одного и того же диаметра отверстия d подразделяют на размер- 5 ные серии: сверхлегкую, особо легкую, легкую, среднюю, тяжёлую, особо узкую, узкую, нормальную, широкую, особо широкую. В зависимости от типа, точности, размеров и серии подшипники имеют различную грузоподъемность и быстроходность. Подшипники более тяжелых серий имеют повышенную грузоподъемность, но они менее быстроходны. Шариковые радиальные и радиально-упорные подшипники быстроходнее роликовых, но менее грузоподъемны. Промышленностью выпускаются подшипники пяти классов точности (в порядке повышения точности: 0, 6, 5, 4, 2). При отсутствии особых требований к точности вращения применяют подшипники нормального класса точности 0. Быстроходность подшипников оценивают параметром dmn, где dm – диаметр окружности (рис. 76, а), проходящей через центры вращения тел качения (шариков, роликов); n – частота вращения кольца подшипника, об/мин. Для радиальных и радиально-упорных шарикоподшипников об/мин; для роликоподшипников – dmn  0,3106 ммоб/мин; для упорных шарикоподшипников – моб/мин. Подшипники качения изготавливаются из шарикоподшипниковых высокоуглеродистых хромистых сталей ШХ15 и ШХ15СГ. Твердость элементов подшипника по Роквеллу HRC 60 – 66. Основная причина выхода подшипника из строя – усталостное выкрашивание дорожек и тел качения из-за действия переменных контактных напряжений. Важнейшими характеристиками подшипников являются статическая и динамическая грузоподъемность: - статическая грузоподъёмность Со – допустимая нагрузка невращающегося подшипника, при которой остаточная деформация тел качения и колец не превышает 10-4dk (здесь dk – диаметр тел качения); - динамическая грузоподъемность С – условная радиальная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течении базового числа оборотов 106. Долговечность (ресурс) подшипника в часах определяют по формуле  – показатель степени для шарикоподшипников, – для роликоподшипников; Р – эквивалентная (приведенная) нагрузка, рассчитываемая по формуле , (8.35) здесь X и Y – коэффициенты соответственно радиальной Fr и осевой Fa нагрузок; V – коэффициент вращения, V = 1 при вращении внутрен- 196 Эд МП РО Рисунок 77 Муфта Муфта него кольца, при вращении наружного кольца; kб - коэффициент безопасности, учитывающий влияние на долговечность подшипников характера внешних нагрузок (спокойная работа kб = 1; вибрация и умеренные толчки ; сильные удары ; kт – температурный коэффициент,  Выбор и расчет подшипника производится в несколько этапов: - исходя из диаметра вала d, условий эксплуатации, а так же значений действующей на подшипник радиальной Fr и осевой Fa нагрузки (реакции опор вала), частоты вращения n, по каталогу намечают тип подшипника; - в соответствии с формулой (8.35) вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку Р; - по этой нагрузке Р и требуемой долговечности (Lh)тр с помощью формулы (8.34) вычисляют требуемую динамическую грузоподъёмность Стр; - по диаметру d и динамической грузоподъёмности С по каталогу (C > Стр) выбирают соответствующий подшипник. Если тип подшипника определен заранее, из конструктивных соображений, то с учетом (8.35) по (8.34) проверяют его ресурс. Типовая конструкция подшипникового узла (рис. 76, л) включает несколько элементов: 1 – подшипник; 2 – крышку подшипникового узла (сквозная крышка имеет канавки – щелевое уплотнение); 3 – вал; 4 – болт с шайбой; 5 – корпус механизма (например, редуктора); 6 – мазеудерживающее кольцо. Установка подшипника на вал выполняется по посадкам с натягом (g6, k6, js6, m6, n6, k4 и др.), а в корпус механизма по посадкам с зазором или по переходным посадкам (