Подшипники качения
Опора качения обычно состоит из: корпуса, подшипника качения, устройства для закрепления подшипника на валу и в корпусе, защитных и смазочных устройств подшипника. Подшипники качения (рис. 14.1) состоят из: наружного и внутреннего колец с дорожками качения; шариков или роликов (тел качения), которые катятся по дорожкам качения; сепаратора, разделяющего и направляющего шарики или ролики, обеспечивающего их правильную работу. В некоторых подшипниках качения для уменьшения их габаритов отсутствует одно или оба кольца, а в некоторых отсутствует сепаратор.
По сравнению с подшипниками скольжения (в данной работе они не рассматриваются, так как имеют ограниченное применение) подшипники качения имеют следующие достоинства: малые моменты сил трения, значительно меньшие пусковые моменты, небольшой нагрев, незначительный расход смазочных материалов, простое обслуживание. Эти преимущества подшипников качения обеспечивают им широкое распространение в различных областях машиностроения и приборостроения. Подшипники качения стандартизованы, производство их сосредоточено на специализированных заводах. Принцип массового изготовления подшипников качения позволяет их выпускать высокого качества при сравнительно небольшой стоимости.
Подшипники качения имеют следующие недостатки: меньшая долговечность при больших угловых скоростях и при больших нагрузках; ограниченная способность воспринимать ударные и динамические нагрузки; большие радиальные габариты при высоких нагрузках.
По форме тел качения различают: шариковые (рис. 14.1 – 1, 2, 3, 8) и роликовые (рис. 14.1 – 4, 5, 6, 7) подшипники. Роликоподшипники в зависимости от формы роликов различают: с цилиндрическими короткими (рис. 14.1 – 4) и длинными роликами, с коническими роликами (рис. 14.1 – 5), с бочкообразными роликами (рис. 14.1 – б), с игольчатыми роликами (рис. 14.1 – 7), то есть с длинными цилиндрическими роликами малого диаметра.
По числу рядов тел качения подшипники различают одно- (рис. 14.1 – 1, 3, 4, 5), двух- (рис. 14.1 – 2, 6) и многорядные.
В зависимости от направления воспринимаемой нагрузки различают подшипники: радиальные, воспринимающие только радиальную нагрузку (рис. 14.1 – 4, 7); радиальные, но воспринимающие также и некоторую осевую нагрузку (рис. 14.1 -1, 2, 6); упорные, воспринимающие только осевую нагрузку (рис. 14.1 – 8); радиально-упорные, основная нагрузка радиальная и частично осевая (рис. 14.1 — 3,5) и упорно-радиальные, воспринимающие в основном осевую нагрузку и частично радиальную.
Рис. 14.1. Виды подшипников качения
По конструктивному и эксплуатационному признаку подшипники качения подразделяются на несамоустанавливающиеся (рис. 14.1 – 1,3, 4, 5, 7, 8) и самоустанавливающиеся сферические (рис. 14.1 – 2, 6).
Шарикоподшипники работают лучше, чем роликоподшипники при больших угловых скоростях, обладают большей самоустанавливаемостью и все они могут воспринимать осевую нагрузку. Роликоподшипники по сравнению с шарикоподшипниками при тех же габаритных размерах обладают большей грузоподъемностью. Однако потери на трение в роликовых подшипниках больше, чем в шариковых: значения коэффициента трения для шарикоподшипников 
= 0,001...0,004, для роликоподшипников ![clip_image084[1]](/images/stories/clip_image0841_thumb.gif "clip_image084[1]"){kind=small}
=
0,0025...0,01. Роликовые подшипники более чувствительны к перекосу валов, чем шариковые.
Рис. 14.2. Размерные серии подшипников качения
По нагрузочной способности (или по габаритам) подшипники делятся на семь серий диаметров и ширин: сверхлегкую, особо легкую, легкую, легкую широкую, среднюю, среднюю широкую и тяжелую. Примерное соотношение между габаритами различных серий для подшипников качения одного и того же внутреннего диаметра показано на рис. 14.2. По классам точности изготавливают: 0 (нормального класса); 6 (повышенного); 5 (высокого); 4 (особо высокого) и 2 (сверхвысокого). От точности изготовления зависит работоспособность подшипника, но одновременно возрастает его стоимость:
Класс точности ………………………………………..………..0 6 5 4 2
Относительный коэффициент стоимости (приближенно) .... 1 1,3 2 4 10
Все подшипники качения изготовляют из высокопрочных подшипниковых сталей ШХ15, ШХ15СГ, 18ХГТ и др., с термообработкой, обеспечивающей высокую твердость. Работоспособность подшипника существенно зависит от качества сепаратора. Большинство сепараторов выполняют штампованными из стальной ленты. При повышенных окружных скоростях (более 10...15 м/с) применяют массивные сепараторы из латуни, бронзы, дюралюминия или пластмассы (рис. 14.1 – 3).
Подшипники качения маркируют нанесением на торец колец ряда цифр и букв, условно обозначающих внутренний диаметр, серию, тип, конструктивные особенности, класс точности и др.
Две первые цифры справа обозначают его внутренний диаметр d. Для подшипников с d = 20...495 мм размер внутреннего диаметра определяется умножением указанных двух цифр на 5. Так, например, подшипник 7309 имеет d = 45 мм.
Третья цифра справа обозначает серию подшипника. Особо легкая серия обозначается цифрой 1, легкая – 2, средняя – 3, тяжелая – 4, легкая широкая – 5, средняя широкая – 6 и т. д.
Например, подшипник 7309 – средней серии.
Четвертая цифра справа обозначает тип подшипника:
Радиальный шариковый однорядный 0*
Радиальный шариковый сферический 1
Радиальный с короткими цилиндрическими роликами 2
Радиальный роликовый сферический 3
Радиальный роликовый с длинными роликами или игольчатый 4
Радиальный роликовый с витыми роликами 5
Радиально-упорный шариковый 6
Роликовый конический 7
Упорный шариковый 8
Упорный роликовый 9
*Если после 0 слева нет цифр, то 0 в условном обозначении подшипника не проставляется.
В предыдущем примере подшипник 7309 – роликовый конический.
Пятая или пятая или шестая цифры справа обозначают отклонение конструкции подшипника от основного типа.
Седьмая цифра справа – серию ширины.
Цифры, стоящие через тире впереди цифр условного обозначения подшипника, указывает его класс точности.
Примеры обозначения подшипников: 4 – 2208 – подшипник роликовый с короткими цилиндрическими роликами, легкой серии, d = 40 мм, четвертого класса точности; 211 – подшипник шариковый радиальный, легкой серии, с d = 55 мм, нормальным классом точности.