Изучение конструкций подшипников

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ПОДШИПНИКОВ

 

Методические указания к лабораторному занятию

по курсу «Прикладная механика»

для студентов направления 220700.62

«Автоматизация технологических процессов и производств»

 

 

Составители О. В. Любимов

                  Е. Ю. Пудов

 

Утверждены на заседании кафедры

Протокол № 10 от 30.04.2013

 

Рекомендованы к печати

учебно-методической комиссией

направления 220700.62

Протокол № 79 от 17.05.2013

 

Электронная копия находится

в библиотеке КузГТУ

 

 

Кемерово 2013

Цель занятия

 

Цель лабораторного занятия – изучить конструкции наиболее распространенных подшипников скольжения и качения. Знать назначение, классификацию, обозначения, уметь пользоваться каталогами подшипников качения.

Работа рассчитана на 4 часа.

 

Общие сведения

 

Назначение подшипников – поддерживать вращающиеся валы и оси в пространстве, обеспечивая им возможность вращения или качания, и воспринимать действующие на них нагрузки.

По виду трения подшипники разделяют на подшипники скольжения и качения.

 

Подшипники скольжения

 

Подшипник скольжения состоит из корпуса и помещенного в нем вкладыша, на который непосредственно опирается ось или вал. Корпус обычно делают из чугуна, вкладыши для уменьшения трения изготовляют из металлов, которые в паре с цапфой вала имеют незначительный коэффициент трения. Замена вкладышей при износе стоит значительно дешевле, чем замена всего подшипника.

Подшипник скольжения изготовляют либо в отдельном корпусе, прикрепляемом болтами к конструкции, на которой он устанавливается, либо в корпусе, выполненном заодно с конструкцией, например, станиной машины, корпусом редуктора и т.п. Наружная форма корпуса подшипника определяется в зависимости от того, где устанавливается подшипник.

Различают неразъемные (рис.1, а) и разъемные (рис. 1, б) подшипники скольжения. Корпус и вкладыш неразъемного подшипника цельные. Вкладыш изготавливают в виде втулки, которую запрессовывают в корпус. Корпус разъемного подшипника состоит из двух частей – основания и крышки, прикрепляемой к основанию болтами или шпильками. Вкладышей в разъемном подшипнике обычно два – верхний и нижний. Иногда применяют многовкладышевые разъемные подшипники.

а)	б)

Рис. 1

 

В случае большой деформации вала или невозможности осуществления точного монтажа применяют самоустанавливающиеся подшипники скольжения, вкладыши которых выполняют со сферическими опорными поверхностями.

В подшипниках скольжения быстроходных малонагруженных валов, а также в подшипниках большой несущей способности применяют самоустанавливающиеся сегментные вкладыши.

Для уменьшения трения в подшипниках, повышения к.п.д., снижения износа и нагрева до минимума трущиеся поверхности смазывают маслом или другим смазочным материалом. В зависимости от толщины масляного слоя подшипник работает в режиме жидкостного, полужидкостного или полусухого трения.

В зависимости от направления воспринимаемой нагрузки различают радиальные, упорные (подпятники) и радиально-упорные подшипники скольжения.

Основные требования к подшипникам скольжения:

– конструкции и материалы подшипников должны обеспечивать минимальные потери на трение и износ валов, иметь достаточную прочность и жесткость, чтобы противостоять действующим на них силам и вызываемым ими деформациям;

– размеры трущихся поверхностей должны быть достаточными для восприятия действующего на них давления без выдавливания смазки и для отвода выделяющейся от трения теплоты;

– сборка подшипников, установка осей и валов и обслуживание должны быть по возможности простыми.

Подшипники качения

 

Подшипники качения – это опоры вращающихся или качающихся деталей, использующие элементы качения (шарики или ролики) и работающие на основе трения качения. На рис. 1 приведены основные типы тел качения.

Рис. 2

 

Основные типы подшипников приведены в прил. Г.

Подшипники качения, показанные на рис. 3, состоят из наружного кольца 1; внутреннего кольца 2; тел качения, шариков или роликов 3; сепаратора 4, разделяющего и направляющего тела качения.

Рис. 3

 

Подшипники качения – группа деталей, наиболее широко стандартизованных в международном масштабе, взаимозаменяемых и централизованно изготовляемых в массовом производстве.

По форме тел качения подшипники разделяют на шариковые (рис. 4) и роликовые (рис. 5).

Подшипники качения разделяют по направлению воспринимаемой нагрузки на:

– радиальные, предназначенные для чисто радиальной нагрузки или способные также фиксировать валы в осевом направлении и воспринимать небольшие осевые нагрузки (рис. 4, а, рис. 5, а);

– радиально-упорные, для комбинированной радиальной и осевой нагрузки (рис. 4, б, рис. 5, б);

– упорные, предназначенные для осевой нагрузки (рис. 4, в, рис. 5, в).

           а)                                   б)                                                 в)                                г)

Рис. 4

  

          а)                                  б)                                                 в)                                 г)

Рис. 5

 

По принципу самоустанавливаемости подшипники делят на:

– несамоустанавливающиеся;

– самоустанавливающиеся сферические (рис. 4, г, рис. 5, г).

Подшипники качения выполняют в стандартных габаритах. По габаритным размерам подшипники разделяют на размерные серии:

– по радиальным габаритным размерам;

– по ширине.

Основная из особо легких серий подшипников обозначается

цифрой 1, легкая – 2, средняя – 3, тяжелая – 4, легкая широкая – 5, средняя широкая – 6 и т.д.

Размерные серии подшипников показаны на рис. 6. На рис. 7 дано сравнение габаритов, динамической и статической  грузоподъемностей шарикоподшипников различных серий.

Рис. 6

Рис. 7

Подшипники изготовляются пяти классов точности: 0 – нормальный, 6 – повышенный, 5 – высокий, 4 – прецизионный, 2 – сверхпрецизионный.

Система условных обозначений подшипников качения дана в прил. А.

Назначение подшипников

 

Предназначаются для восприятия радиальной нагрузки и небольших осевых, действующих в обе стороны вдоль оси вала.

Допускают небольшие перекосы колец (на угол не более 2°).

а)	б)
Рис. 8

 

Рисунок 1

3.2 Обозначения подшипников

 

Условное обозначение основного типа – 0000.

Расшифровка обозначения подшипника 206:

06 – условное обозначение посадочного диаметра внутреннего кольца (  = 06´5 = 30);

2 – условное обозначение серии (легкая).

Примечание – нули, стоящие после последней значащей цифры, отбрасывают.

 

Размеры подшипника

 

Размеры подшипника, в соответствии с рис. 8, а: , , , ,  – заплечик вала;  – заплечик корпуса – даны в ГОСТ 8338-75 (см. прил. Г).

Эти размеры необходимы и достаточны для конструирования сопряженных с подшипником деталей (см. прил. Б).

 

Назначение подшипников

 

Предназначаются для восприятия радиальных нагрузок в условиях значительных (до 1,5…4°) перекосов колец подшипников вследствие несоосности отверстий под подшипники (в разных корпусах) и больших упругих деформаций валов.

Допускают осевую фиксацию вала и небольшую осевую нагрузку.

а)	б)
Рис. 11

Обозначения подшипников

 

Условное обозначение основного типа – 1000.

Расшифровка обозначения подшипника 1206:

06 – условное обозначения посадочного диаметра внутреннего кольца (  = 06´5 = 30);

2 – условное обозначение серии (легкая);

1 – условное обозначение типа подшипника (см. прил. А).

 

Размеры подшипника

Размеры подшипника в соответствии с рис. 11, а: , , , , ,  – заплечик вала,  – заплечик корпуса – даны в прил. Г.

Эти размеры необходимы и достаточны для конструирования сопряженных с подшипником деталей (см. прил. Б).

 

Назначение подшипников

 

Предназначаются для восприятия совместно действующих радиальных и односторонних осевых нагрузок. Может воспринимать чисто осевую нагрузку. Подшипники выполняют с углами контакта шариков с кольцами a=12°, a=26° и a=36°.

а)	б)
Рис. 14

Обозначения подшипников

 

Условное обозначение основных серий – 36000, 46000, 66000.

Расшифровка обозначения подшипника 36206:

06 – условное обозначения посадочного диаметра внутреннего кольца (  = 06´5 = 30);

2 – условное обозначение серии (легкая);

6 – условное обозначение типа подшипника (см. прил. А);

3 – конструктивная особенность (a=12°).

 

Размеры подшипника

 

Размеры подшипника в соответствии с рис. 14, а: , , , , , ,  – заплечик вала,  – заплечик корпуса – даны в ГОСТ 831-75 (см. прил Г).

Эти размеры необходимы и достаточны для конструирования сопряженных с подшипником деталей (см. прил. Б).

У этого подшипника радиальная нагрузка вызывает осевую составляющую, которая показана на рис 14, а.

 

Назначение подшипников

 

Предназначаются для восприятия совместно действующих радиальных и односторонних осевых нагрузок при средних скоростях (до 15 м/с на валу).

Угол контакта (половина угла при вершине конуса дорожки качения наружного кольца) a=10…16°. Подшипники, предназначенные для восприятия особо больших осевых нагрузок, выполняются с a=20…30°.

а)	б)
Рис. 17

Обозначения подшипников

 

Условное обозначение основного типа – 7000.

Расшифровка обозначения подшипника 7206:

06 – условное обозначение посадочного диаметра внутреннего кольца ( =06×5=30);

2 – условное обозначение серии (легкая);

7 – условное обозначение типа подшипника (см. прил. А).

 

Размеры подшипника

 

Размеры подшипника в соответствии с рис. 17, а: , , , , , , a,  – заплечик вала,  – заплечик корпуса – даны в прил. Г.

Эти размеры необходимы и достаточны для конструирования сопряженных с подшипником деталей (см. прил. Б).

У этого подшипника радиальная нагрузка вызывает осевую составляющую, которая показана на рис. 17, а.

 

Назначение подшипников

 

Предназначаются для восприятия повышенных радиальных нагрузок.

Имеют ряд разновидностей в зависимости от наличия бортов на кольцах подшипника. При наличии бортов на наружном и внутреннем кольцах могут фиксировать вал в осевом направлении. Подшипники без бортов используются для «плавающих» валов.

а)	б)

Рис. 20

Обозначения подшипников

 

Условное обозначение типов – 2000, 12000, 22000, 32000, 42000, 52000, 62000, 92000.

Расшифровка обозначения подшипника 2206:

06 – условное обозначение посадочного диаметра внутреннего кольца ( =06×5=30);

2 – условное обозначение серии (легкая);

2 – условное обозначение типа подшипника (см. прил. А).

 

Размеры подшипника

 

Размеры подшипника в соответствии с рис. 20, а: , , , , ,  – заплечик вала,  – заплечик корпуса – даны в ГОСТ 8328-75 (см. прил. Г).

Эти размеры необходимы и достаточны для конструирования сопряженных с подшипником деталей (см. прил. Б).

 

Порядок выполнения работы. Требования к отчету

 

Студент слушает объяснения преподавателя, изучает натурные образцы подшипников, описанных в методических указаниях. Отчет, оформленный в соответствии с требованиями ЕСКД, должен содержать описание подшипника, соответствующего образцу, предложенному преподавателем.

 

9 Контрольные вопросы

 

1) Какова классификация подшипников скольжения?

2) Конструкции и назначение шариковых подшипников (3 вида).

3) Конструкции и назначение роликовых подшипников (2 вида).

4) Конструкции и назначение радиально-упорных подшипников (2 вида).

5) Конструкции и назначение сферических подшипников (2 вида).

6) Подшипники, применяемые для устройства плавающих опор и валов.

7) Расшифровать обозначение и определить размеры подшипников: 212, 1207, 111207, 1120636210, 462107214, 2210, 32210.

 

Список рекомендуемой литературы

 

1. Иванов, М. Н. Детали машин / М. Н. Иванов, В. А. Финогенов. – Москва: Высш. шк., 2006. – 408 с.

2. Дунаев, П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. – Москва: Академия, 2003. – 496 с.

3. Черменский, О. Н. Подшипники качения: Справочник-каталог / О. Н. Черменский, Н. Н. Федотов. – Москва: Машиностроение, 2003. – 576 с.

Приложение А

(справочное)

Приложение Б

(справочное)

Приложение В

(справочное)

Определение опорных баз h радиально-упорных подшипников

 

Опорная база  используется при составлении расчетных схем валов для определения точек приложения опорных реакций в подшипниках качения.

Таблица 1 – Опорная база   радиально-упорных шарикоподшипников

В миллиметрах

	Условное обозначение внутренних диаметров	Тип подшипника
		36200	36300	46100	46200	46300	46400	66300	66400
	00	7	–	8	9	–	–	–	–
	01	7	–	9	10	–	–	–	–
	02	8	–	10	12	–	–	–	–
	03	9	10	11	13	15	–	–	–
	04	11	11	14	15	16	–	–	–
	05	12	13	15	17	19	23	24	30
	06	13	15	17	19	22	26	28	33
	07	14	17	19	22	25	28	31	37
	08	15	18	21	24	27	32	35	41
	09	16	20	23	25	30	35	39	44
	10	17	22	24	27	33	37	43	48
	11	19	24	27	29	36	40	46	52
	12	20	26	28	32	39	43	50	56

Можно определять по формуле

 

Таблица 2 – Опорная база  конических однорядных роликоподшипников

В миллиметрах

	Условное обозначение внутренних диаметров	Тип подшипника
		2007100	7200	7300	7500	7600	27300
	02	–	10	9	–	–	–
	03	–	10	10	–	–	–
	04	–	12	11	–	14	–
	05	–	13	14	–	16	–
	06	12	14	16	15	18	22
	07	14	16	17	18	21	26
	08	15	16	18	19	23	28
	09	16	19	20	20	25	32
	10	17	19	21	22	28	35
	11	19	21	25	22	31	38
	12	20	21	26	26	32	41

Можно определять по формуле

Примечание – Обозначения в формулах соответствуют принятым в стандартах на подшипники.

Приложение Г

(справочное)

Шарикоподшипники радиальные однорядные типа 0000 [3, с.76]

 

Эквивалентная радиальная нагрузка на подшипник: динамическая P = XF_r + YF_a; статическая P ₀ = 0,6 F_r + 0,5 F_a, при P ₀ < F_r принимать P ₀ = F_r

 

Fa/C0	e	Числовые значения коэффициентов
		Fa/Fr £ e		Fa/Fr ³ e
		X	Y	X	Y
0,025	0,22	1	0	0,56	2,0
0,04	0,24				1,8
0,07	0,27				1,6
0,13	0,31				1,4
0,25	0,37				1,2
0,5	0,44				1,0

Продолжение приложения Г

d 2наим

D 2наиб

Шарики

Ориентировочные расчетные параметры

Условное обозначение

d

D

B

r

D T

z

Грузоподъемность, кН

n, мин–1 при смазке

m, кг

С

С 0

п

ж

Продолжение приложения Г

Шарикоподшипники радиальные двухрядные сферические [3, с. 97]

Эквивалентная радиальная нагрузка на подшипник: динамическая P = XF_r + YF_a; статическая P ₀ = X ₀ F_r + Y ₀ F_a

Размеры, мм

Условное обозначение

d

D

B

r

d 1

a°

d 2наим

D 2наиб

D 1

L

a 1

a 2

D T

z

Средняя серия

 

1304

–

20

52

15

2

–

11

26,5

45

–

7,14

12

 

1305

–

25

62

17

–

31,5

55

–

8,73

 

1306

111306 11306

30

72

19

25

10

36,5

65

50

31

15

27

9,53

13  

1307

111307 11307

35

80

21

2,5

30

9

43

71

58

35

17

31

10,32

14  

1308

111308 11308

40

90

23

35

10

48

81

65

36

31

11,11

15

 

1309

111309 11309

45

100

25

40

9

53

91

72

39

32

12,7

 

1310

111310 11310

50

110

27

3

45

60

99

76

42

19

37

14,29

13  

1311

111311 11311

55

120

29

50

64,4

111

85

45

39

15,08

15  

1312

111312 11312

60

130

31

3,5

55

71

118

90

47

20

41

15,88

16                                                                  

Продолжение приложения Г

 

Условное обозначение

Грузоподъемность,  кН

n, мин–1 при смазке

Fa/Fr £ e

Fa/Fr>e

m, кг по типам

С

С 0

п

ж

е

X

Y

X

Y

Y0

1000 и 111000

11000

Средняя серия

1304

–

12,5 3,66 12000 15000 0,29

1

2,17

0,65

3,35 2,27 0,16

–

1305 17,8 6,00 9500 13000 0,28 2,26 3,49 2,36 0,26 1306 111306 11306 21,2 7,70 9000 11000 0,26 2,46 3,80 2,58 0,39 0,50 1307 111307 11307 25,1 9,80 7500 9000 0,25 2,57 3,98 2,69 0,50 0,67 1308 111308 11308 29,6 12,2 6700 8000 0,23 2,61 4,05 2,74 0,70 0,91 1309 111309 11309 37,7 15,9 6300 7500 0,25 2,54 3,93 2,66 0,96 1,19 1310 111310 11310 43,6 17,5 5600 6700 0,24 2,69 2,14 2,80 1,21 1,49 1311 111311 11311 50,7 22,5 5000 6000

0,23

2,70 4,17 2,82 1,58 1,91 1312 111312 11312 57,2 26,5 4500 5300 2,80 4,33 2,93 1,96 2,30

Продолжение приложения Г

Шарикоподшипники радиально-упорные однорядные [3, с. 148]

Эквивалентная радиальная нагрузка на подшипник: динамическая P = XF_r + YF_a; статическая P ₀ = X ₀ F_r + Y ₀ F_a

a) a=12° (тип 36000);								б) a=26° (тип 46000);
Fa/C 0	e	Fa/Fr £ e		Fa/Fr>e		X 0	Y 0	Fa/Fr £ 0,68		Fa/Fr>0,68		X 0	Y 0
		X	Y	X	Y			X	Y	X	Y
0,014	0,30	1,0	0	0,45	1,81	0,5	0,47	1,0	0	0,41	0,87	0,5	0,37
0,029	0,34				1,62
0,057	0,37				1,46
0,086	0,41				1,34			в) a=36° (тип 66000);
0,11	0,45				1,22
0,17	0,48				1,13			Fa/Fr £ 0,99		Fa/Fr>0,99		X 0	Y 0
0,29	0,52				1,04			X	Y	X	Y
0,43	0,54				1,01			1,0	0	0,36	0,64	0,5	0,28
0,54	0,57				1,00

Продолжение приложения Г

Размеры, мм

Условное обозначение		d	D	B	r	r 1	d 2 наим	D 2 наиб	D T	z

Средняя серия

– 46304 20 52 15

2,0

1,0

27 45 9,53 9 – 46305 25 62 17 32 55 11,51 10 – 46306 30 72 19 37 65 12,30

11

– 46307 35 80 21

2,5

1,2

44 70 14,29 36308 46308 40 90 23 49 80 15,08 12 – 46309 45 100 25 54 90 17,46

11

– 46310 50 110 27

3,0

1,5

60 100 19,09 – 46311 55 120 29 65 110 20,64

12

– 46312 60 130 31 3,5 2,0 72 118 22,23

 

Условное обозначение подшипников	Грузоподъемность, кН		n, мин–1 при смазке		m, кг
	С	С 0	п	ж
36308	53,9	36,0	11000	15000	0,63
46304	17,8	11,0	12000	17000	0,17
46305	26,9	16,0	10000	14000	0,23
46306	32,6	20,3	9000	12000	0,402
46307	42,6	25,1	8000	1000	0,542
46308	50,8	33,6	7000	9000	0,747
46309	61,4	41,0	6300	8500	0,868
46310	71,8	48,8	5600	7500	1,32
46311	82,8	58,7	5000	7000	1,7
46312	100,0	72,4	4800	6300	1,71

 

Продолжение приложения Г

Роликоподшипники радиально-упорные конические однорядные [3, с. 178]

Эквивалентная радиальная нагрузка на подшипник: динамическая P = XF_r + YF_a; статическая P ₀ = 0,5 F_r + Y ₀ F_a, при P ₀ < F_r принимать P ₀ = F_r

Условное обозна– чение	d	D	B	c	T наиб	T наим	r	r 1	a°	D 1 наим	d 2 наим	D 2 наиб	d 3 наиб	a 1 наим	a 2 наим	D T	l	z
Средняя серия
7304	20	52	16	13	16,25	16,0	2,0	0,8	11	48,5	28	45	27	3	3	8	10,2	11
7305	25	62	17	15	18,25	18,0			14	58,5	32	55	33			9,5	10	13
7306	30	72	19	17	20,75	20,5				68	37	65	38		4,5	9,9	12,7
7307	35	80	21	18	22,0	22,5	2,5		12	76	44	70	43	5		11,7	14,8	12
7308	40	90	23	20	25,5	25,0			11	86	49	80	50		5	13,1	14,2
7309	45	100	26	22	27,5	27,0				95	54	90	55			14,3	16	13
7310	50	110	29	23	29,5	29,0	3,0	1,0	12	105	60	100	61		6	16,7	19,4	12
7311	55	120		25	32,0	31,0			13	114	65	110	67					13
7312	60	130	31	27	34,0	33,0	3,5	1,2	12	124	72	118	72		7	17,5	20	14

Продолжение приложения Г

Условное обозначение подшипников	Грузоподъемность кН		n, мин–1 при смазке		e	Y*	Y 0	m, кг
	С	С 0	п	ж

Средняя серия

7304 26,0 28,0 8000 11000 0,30 2,03 1,11 0,17 7305 33,0 38,0 6700 9000 0,36 1,67 0,92 0,25 7306 43,0 49,0 5600 7500 0,34 1,78 0,98 0,46 7307 54,0 63,0 5000 6700 0,32 1,38 1,03 0,50 7308 66,0 79,0 4500 6000

0,28

2,16

1,18 0,70 7309 83,0 100,0 4000 5300 1,19 1,01 7310 100,0 125,0 3600 4800 0,31 1,94 1,06 1,33 7311 107,0 136,0 3200 4300 0,33 1,80 0,99 1,64 7312 128,0 160,0 3000 4000 0,30 1,97 1,08 2,00

* Значения Y даны при F_a / F_r > e; при этом X =0,4 для всех подшипников. При F_a/F_r £ e для всех подшипников X =1, Y =0

Продолжение приложения Г

Роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами однорядные

[3, с. 105]

 

Эквивалентная радиальная нагрузка на подшипник: динамическая P = F_r; статическая P ₀ = F_r

 

Продолжение приложения Г

Размеры, мм

Условное обозначение подшипников

d

D

B

r

r 1

d 1

D 1

d 2наим

D 2наиб

D T

l

z

2000

12000

32000

42000

92000

Средняя серия

2305

–

–

–

–

25

62

17

2,0

2,0

35,0

53,0 ((__lxGc__=window.__lxGc__||{'s':{},'b':0})['s']['_228268']=__lxGc__['s']['_228268']||{'b':{}})['b']['_697691']={'i':__lxGc__.b++}; 12345Следующая ⇒ Поделиться с друзьями: Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу... Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий... Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура... История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...  © cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста. Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы! 0.008 с.