Короткі теоретичні відомості. Підшипник – це опора або направляюча, яка сприймає навантаження і допускає відносне переміщення частин механізму в потрібному напрямі
Підшипник – це опора або направляюча, яка сприймає навантаження і допускає відносне переміщення частин механізму в потрібному напрямі. 
Підшипники кочення призначені для сприйняття радіальних, осьових і комбінованих сталих і циклічних навантажень і є основними видами опор в машинах. Використовуються в автомобілях, сільськогосподарських машинах, верстатах, вантажопідйомних машинах і т. ін.
Радіальний підшипник кочення (рис.1) складається із зовнішнього 1, внутрішнього 2
Рис.1. кілець, тіл кочення 3 (кульок або роликів, рис.2) і сепаратора 4, що розділяє і направляє тіла кочення (рис.3).Тіла кочення переміщаються по бігових доріжках, що розміщені на циліндричних або конічних поверхнях кілець. В підшипниках, які призначені для сприйняття
Рис.2. тільки осьових сил, бігові доріжки
для тіл кочення розташовані на торцевій поверхні кілець. В окремих спеціальних випадках підшипники можуть мати лише одне кільце або ні одного, а тіла кочення розміщуються на бігових
Рис.3. доріжках, виконаних на поверхнях з'єднуваних деталей. Підшипники кочення стандартизовані і виготовляються на спеціалізованих підприємствах.
Класифікація підшипників кочення.
Повна класифікація установлена ГОСТ 3395-75 "Підшипники кулькові і роликові. Типи і конструктивні різновидності".
Рис.4.
1. По формі тіл кочення:
-кулькові (Рис.4);
-роликові (Рис.5).
Рис.5.
2. За напрямком навантаження (Рис.6):
-радіальні;
-радіально-упорні;
-упорно-радіальні;
-упорні.
3. По числу рядів кочення:
- однорядні;
- дворядні;
-багаторядні.
4. По основній конструкційный ознаці:
Рис.6. - самоустановчі;
- не самоустановчі.
5.По навантажувальній здатності (співвідношенню габаритних розмірів) підшипники поділяють на серії:
| сім серій діаметрів: - надто легка (2серії); - особливо легка (2серії); - легка; - середня; - важка. | п’ять серій ширни: - особливо вузька; - вузька; - нормальна; - широка; - особливо широка. |
Приклади співвідношень габаритних розмірів для деяких серій представлено на рис.7.
А - особливо легка;
Б - легка;
В - легка широка;
Г - середня;
Д - середня широка;
Е - важка.
Рис.7.
6.За класами точності (в порядку підвищення точності):
| 8; | 7; | 0; | 6Х; | 6; | 5; | 4; | 2; | Т. |
Три категорії підшипників (в залежності від класу точності і додаткових вимог):
| А, В, С. | |||||
| Клас точності | |||||
| Відносна собівартість (наближено) | 1,3 |
7.За спеціальними вимогами: 8.За рівнем вібрацій:
- теплостійкі; з нормальним;
- високошвидкісні; з пониженим;
- малошумні; з низьким рівнем вібрації.
- корозійностійкі;
- немагнітні;
- самозмащувані; та ін.
Основні типи підшипників кочення(рис.8).
Рис.8.
| Радіальні кулькові 1. Радіальні роликові 4. Радіально-упорні кулькові 3. Радіально-упорні роликові 5. | Самоустановні кулькові 2. Самоустановні роликові 6. Голчасті 7. Упорні 8. |
Конструкційні виконання підшипників зображено на рис.9.
Рис.9.
Умовне позначення підшипників. Кулькові і роликові підшипники маркують і умовно позначають на кресленнях цифрами (ГОСТ З189-89), за винятком підшипників, що виготовляються за ГОСТ 4060 і ГОСТ 24310. Позначення складається з двох частин - правої - основної, що умовно визначає розміри і конструкцію підшипника, і лівої, що відділяється від основної рискою і характеризує технологічні особливості (точність, зазори), а також додаткових позначень справа від основного, які характеризують матеріал або конструкцію деталей. Останні цифри (справа) основного позначення вказують номінальний внутрішній діаметр підшипника. Для підшипників з внутрішнім діаметром до 9мм одна перша цифра справа вказує фактичний розмір внутрішнього діаметра в мм (наприклад, радіальний кульковий підшипник 29, де 9 - діаметр отвору в мм). Внутрішні діаметри 10; 12; 15; 17 мм позначають двома цифрами 00; 01; 02; 03 відповідно. Для підшипників з діаметром отвору 20мм і більше дві цифри справа являють собою частку від ділення діаметра (в мм) на 5. Третя цифра зліва від позначення розміру отвору означає серію діаметрів, четверта - тип підшипника, п'ята і шоста цифри характеризують конструкційні особливості підшипника, сьома - серію ширини. Зліва від основного шифру підшипника через риску позначається клас точності цифрами 8, 7, 0, 6Х, 6, 5, 4, 2 і літерою Т. Основні класи точності 0, 6Х, 6, 5, 4, 2, Т, а додаткові - 8, 7. Позначення класів точності приведено в порядку підвищення точності: 0, 6, 5, 4, 2, Т - для кулькових і роликових радіальних і кулькових радіально-упорних підшипників; 0, 6, 5, 4, 2 - для упорних і упорно-радіальних підшипників; 0, 6Х, 6, 5, 4, 2 - для роликових конічних підшипників (це стосується основної продукції Луцького ДПЗ-28, який випускає конічні підшипники).
Додаткові класи точності 8 і 7 нижчі класу точності 0 -для застосування за замовленням споживачів в невідповідальних вузлах.
Класи точності підшипників характеризуються значеннями граничних відхилень розмірів, форми, розміщення поверхонь підшипників.
В залежності від наявності вимог за рівнем вібрації, допустимих значень рівня вібрації або рівня інших додаткових технічних вимог встановлено три категорії підшипників - А, В, С.
До категорії А відносять підшипники класів точності 5, 4, 2, Т з одною із деяких додаткових вимог (див. ГОСТ 520-89).
До категорії В відносять підшипники класів точності 0, 6Х, 6, 5 з одною із деяких додаткових вимог (там же в ГОСТ 520-89).
До категорії С відносять підшипники класів точної її 8, 7, 0, 6, до
яких не ставляться вимоги щодо рівня вібрації, моменту тертя і інші, що не вказані в ГОСТ 520-89.
Типи підшипників в умовному позначенні.
| Четверта цифра справа або зліва в семизначному шифрі | Тип підшипника |
| Кульковий радіальний Кульковий радіальний сферичний Роликовий радіальний з короткими циліндричними роликами Роликовий радіальний сферичний Роликовий голчастий або з довгими циліндричними роликами Радіальний роликовий з витими роликами Радіально-упорний кульковий Роликовий конічний Упорний або упорно-радіальний кульковий Упорний або упорно-радіальний роликовий |
Таким чином, основний шифр підшипника складається з 7 цифр, а сказане вище можна подати схематично так: X X X X X X X.
Якщо діаметр отвору підшипника до 10мм (не включаючи 10), крім підшипників з діаметром отвору 0,6; 1,5 і 2,5мм, то схема шифру має вигляд:
| X | XX | Х | X | X | X |
| серія ширин | конструктивне виконання | тип підшипника | знак 0 | серія діаметрів | діаметр отвору |
Схема 1.
Приклад 1. Підшипник 1000094 - радіальний кульковий однорядний. У відповідності зі схемою 1 це буде:
| серія ширин | конструктивне виконання | тип підшипника | знак 0 | серія діаметрів | діаметр отвору |
Приклад 2. Підшипник 29 - радіальний кульковий однорядний:
| серія ширин | конструктивне виконання | тип підшипника | знак 0 | серія діаметрів | діаметр отвору |
Приклад 3. Підшипник 184009/1,5 - радіальний кульковий однорядний з упорним бортом на зовнішньому кільці:
| 1,5 | |||||
| серія ширин | конструктивне виконання | тип підшипника | знак 0 | серія діаметрів | діаметр отвору |
Якщо підшипники з діаметром отвору 10мм і більше, крім підшипників з діаметром отвору 22, 28, 32, 500 і більше, то схема шифру буде такою:
| X | XX | Х | Х | X |
| серія ширин | конструктивне виконання | тип підшипника | серія діаметрів | діаметр отвору (в умовному або номінальному виразі) |
Схема 2.
Приклад 4. Підшипник 32206 – радіальний роликовий з короткими циліндричними роликами:
| серія ширин | конструктивне виконання | тип підшипника | серія діаметрів | Позначення (умовне) діаметра отвору d=6´5=30мм |
Приклад 5. підшипник 1068 - радіальний кульковий сферичний:
| серія ширин | конструктивне виконання | тип підшипника | знак 0 (за схемою 1) | серія діаметрів (невизначена) | діаметр отвору |
Приклад 6. підшипник 58 - радіальний кульковий однорядний:
| серія ширин | конструктивне виконання | тип підшипника | знак 0 (за схемою 1) | серія діаметрів (невизначена) | діаметр отвору |
Приклад 7. підшипник 4074102 - радіальний роликовий голчастий з діаметром отвору 15мм:
| серія ширин | конструктивне виконання | тип підшипника | серія діаметрів | позначення діаметра отвору (d=15мм) |
Позначки, що означають додаткові вимоги. Позначки, що означають додаткові вимоги до підшипника, проставляють зліва і справа від основного позначення.
Зліва від основного позначення проставляються позначки, які визначають клас точності, групу радіального зазору, момент тертя і категорію підшипників.
Знаки розміщають в порядку переліку страва наліво від основного позначення підшипника і відокремлюють від нього знаком тире.
Наприклад: В215 – 3180208,
де: 3180208 - основне позначення;
В - категорія підшипника;
2 - ряд моменту тертя;
1 - група радіального зазору;
5 - клас точності.
Примітки:
1. Познаку категорії в умовному позначенні підшипників не вказують для підшипників, які не віднесено до категорії А, В і С.
2. В умовному позначенні підшипників категорії С, а також підшипників, які не віднесена до категорія, що мають величину зазору як в нормальні групі і при відсутності вимог до моменту тертя клас точності 0 не вказують.
3. Познака додаткових технічних вимог до підшипників категорій А і В, позначають у відповідності з технічними вимогами на ці підшипники і вказують перед позначенням категорії.
4. В умовному позначенні підшипників з регламентованим моментом тертя, зі значенням зазору по нормальній групі, тобто такого, що не має в позначенні познаки зазору, на його місце проставляється літера М, наприклад:
| А1М5 - 1000900, | В1М0 - 205, | В2М6 - 310. |
5. В умовному позначенні підшипників категорії С позначку категорії не проставляють.
6. Позначення категорій А і В вказують:
перед позначкою зазору - при відсутності вимог за моментом тертя і групою зазору, що відрізняється від нормальної, наприклад: А25-205;
перед класом точності - при відсутності вимог за моментом тертя і нормальною групою зазору (наприклад: А5 – 206); при цьому для підшипників класу точності 0 в позначенні проставляють знак "0", наприклад: В0 - 206.
Для роликових конічних підшипників категорії С і підшипників, які не віднесено до категорій, встановлюється нормальна і підвищена точності по монтажній висоті. Для підшипників підвищеної точності зліва від основного позначення після познаки класу точності проставляють додатковий знак "У", наприклад: 6У-75І5.
Справа від основного позначення проставляють познаки, що визначають: матеріали деталей; конструктивні зміни; мастило; вимоги до рівня вібрації; спеціальні технічні вимоги в послідовності, яка вказана нижче.
Безпосередньо справа від основного позначення може стояти познака літерою А, яка означає, що підшипник підвищеної вантажопідйомності, наприклад: 75І0А (випускається Луцьким ДПЗ-28).
Безпосередньо зліва від основного позначення може проставлятися літера Н: а) для підшипника роликового сферичного дворядного з кільцевою проточкою і отвором для мащення за ГОСТ 5721, ГОСТ 24696 і ГОСТ 24850; б) для підшипника радіального роликового з короткими циліндричними роликами без внутрішнього
або зовнішнього кілець, з габаритами, що відповідають міжнародним стандартам
за ГОСТ 5377; в) для опорного кулькового одинарного і здвоєного з розміром діаметра отвору вільного кільця, що відповідають міжнародному стандарту за ГОСТ 7872. Приклад: підшипник Н 32210 - роликовий радіальний з короткими циліндричними роликами.
Додаткові позначки зліва від основного умовного позначення:
| Х | Х | Х | Х | Н ХХХХХХХ А |
| категорія | момент тертя | радіальний зазор | клас точності | основне позначення |
| А, В, С | (1, 2, … 9) – ряд моменту | (0, 2, … 9) – група зазору | 8, 7, 0, 6Х, 6, 5, 4, 2, Т |
Додаткові познаки справа від основного умовного позначення:
| Н ХХХХХХХ А | ХХ | ХХХ | ХХ | ХХ | ХХ | ХХХ | ХХ |
| Основне позначення | Матеріал деталей | Конструкційні зміни | Модифікований контакт | Спец.технічні вимоги | Температура відпуску | Мастило | Рівень вібрації |
| (Ю,…Э) | (К,К1,…) | (М,М1,…) | (У,У1,…) | (Т,…Т5) | (С1,… С27) | (Ш,… Ш5) |
Посадки кілець підшипників. Потрібні посадки у з’єднанні кілець отримують призначенням відповідних полів допусків на діаметри вала або отвору в корпусі (рис.10.).
Рис.10.
Розрахунок підшипників кочення. Причинами виходу підшипника з ладу є: викришування робочих поверхонь контактуючих деталей внаслідок дії контактних напружень; утворення вмятин на бігових доріжках кілець внаслідок дії динамічних навантажень; абразивний знос тіл кочення та кілець; розколювання кілець внаслідок вібраційних та змінних навантажень; руйнування сепараторів підшипників в наслідок дії відцентрових сил. Тому, враховуючи дію цих факторів, підшипники кочення розраховують на довговічність. Для цього, в розрахунках враховують еквівалентне динамічне навантаження Р підшипника, та еквівалентну динамічну вантажопід‘ємність С підшипника.
Залежність поміж довговічністю L підшипника, динамічним навантаженням та вантажопід‘ємністю підшипника визначається за формулою:
; (1)
де: L – довговічність підшипника, визначається в (млн.обертів); С - еквівалентна динамічна вантажопід‘ємність підшипника (Н) (навантаження яке може витримати підшипник на протязі розрахункового терміну експлуатації, обирається з технічних даних довідників); P - еквівалентне динамічне навантаження підшипника (Н) (навантаження яке діє реально на підшипник); n – коефіцієнт, що враховує тип
тіла кочення підшипника: для кулькових підшипників – n=3; для роликових підшипників n=10/3.
Враховуючи формулу (1) довговічність підшипників можна визначити в годинах:
; (2)
де: nоб – частота обертання кільця підшипника (хв-1), nоб=10хв-1.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5
Тема: Дослідження конструкції та визначення технічних параметрів з'єднувальних муфт.
Мета: Дослідити конструкції муфт. Визначити тип, позначення, основні параметри, технічні характеристики, область застосування муфт. Ознайомитися з методами розрахунку муфт.
Порядок виконання роботи
1. Згідно свого варіанту (табл.1.) для досліджуваного типу муфти:
1.1. Обратити вид муфти.
1.2. Накреслити умовне позначення.
1.3. Виконати ескіз муфти.
1.4. Записати основні розміри.
1.5. Дати коротку технічну характеристику муфти.
Таблиця 1
Варіанти завдань
| Номер залікової книжки | Тип муфти | Номінальний обертовий, момент Тн (кН×м) | Номер залікової книжки | Тип муфти | Номінальний обертовий, момент Тн (кН×м) |
| Глухі муфти | Пружні муфти | ||||
| Компенсуючі жорсткі муфти | 3,9 | Глухі муфти. | |||
| Відцентрова муфта | Компенсуючі жорсткі муфти | 3,6 | |||
| Обгінні муфти | Відцентрова муфта | 9,4 | |||
| Запобіжні муфти | Пружні муфти | ||||
| Асинхронні фрикційні муфти | Відцентрова муфта | ||||
| Пружні муфти | Обгінні муфти | ||||
| Глухі муфти. | Глухі муфти | ||||
| Компенсуючі жорсткі муфти | Компенсуючі жорсткі муфти | ||||
| Відцентрова муфта | Відцентрова муфта | ||||
| Пружні муфти | Обгінні муфти | ||||
| Відцентрова муфта | Запобіжні муфти | ||||
| Обгінні муфти | Асинхронні фрикційні муфти | 7,6 | |||
| Запобіжні муфти | 9,8 | Запобіжні муфти | 8,2 | ||
| Асинхронні фрикційні муфти | 5,6 | Асинхронні фрикційні муфти | 4,3 | ||
| Синхронні муфти | Синхронні муфти | ||||
| Пружні муфти | Пружні муфти | ||||
| Глухі муфти | Глухі муфти | 7,3 | |||
| Компенсуючі жорсткі муфти | Компенсуючі жорсткі муфти | 5,6 | |||
| Відцентрова муфта | Відцентрова муфта | 2,1 | |||
| Обгінні муфти | Обгінні муфти | 4,9 | |||
| Запобіжні муфти | Запобіжні муфти | ||||
| Асинхронні фрикційні муфти | Асинхронні фрикційні муфти | ||||
| Глухі муфти. | Глухі муфти | ||||
| Компенсуючі жорсткі муфти | 3,6 | Компенсуючі жорсткі муфти | |||
| Відцентрова муфта | 8,5 | Відцентрова муфта | |||
| Обгінні муфти | 9,4 | Обгінні муфти | |||
| Продовження табл.1. | |||||
| Запобіжні муфти | Запобіжні муфти | ||||
| Асинхронні фрикційні муфти | Асинхронні фрикційні муфти | ||||
| Пружні муфти | Пружні муфти | 9,3 | |||
| Глухі муфти. | Глухі муфти | ||||
| Компенсуючі жорсткі муфти | Компенсуючі жорсткі муфти | ||||
| Відцентрова муфта | Відцентрова муфта | ||||
| Відцентрова муфта | Пружні муфти | ||||
| Пружні муфти | 7,4 | Відцентрова муфта | 4,9 | ||
| Відцентрова муфта | 7,7 | Обгінні муфти | 5,6 |
Увага !!! Вид та розмір муфти обирається студентом самостійно, при цьому вид та розмір муфти у кожного студента свій.