Краткие характеристики подшипников основных типов
Типы и конструктивные исполнения подшипников установлены
ГОСТ 3395-89.
Тип 0. Шариковые радиальные однорядные подшипники основного
конструктивного исполнения (обозначение 0000, рис. 13, а)
предназначены для восприятия радиальных и ограниченных осевых сил любого
направления являются одними из наиболее распространенных и дешевых.
Грузоподъемность их ниже, чем у роликоподшипников равных размеров. Могут
работать под воздействием только осевой силы при высокой частоте вращения,
т.е. в условиях, для которых упорные шариковые подшипники не пригодны.
Обеспечивают осевое фиксирование вала в двух направлениях. Не являясь
самоустанавливающимися, допускают небольшие углы взаимного перекоса
внутреннего и наружного колец, значения которых зависят от радиальных
зазоров в подшипнике. При одинаковых габаритных размерах эти подшипники
работают с меньшими потерями на трение и при большей частоте вращения
вала, чем подшипники всех других конструкций.
Рис. 13. Подшипники радиальные шариковые исполнений:
а - 0000; б - 50000; в - 60000; г - 80000; д - 160000;
е - 180000; ж - 480000; з - 840000; и - 900000
Другие конструктивные исполнения:
- с канавкой по ГОСТ 2893 на наружном кольце для установочного кольца
(обозначение 50000, рис. 13, ff); применение установочного кольца упрощает
осевое крепление подшипника в корпусе и позволяет выполнять сквозную
обработку отверстий корпуса под установку наружных колец подшипников;
- с одной (60000, рис. 13, в) или с двумя (80000, рис. 13, г) защитными
шайбами, которые предохраняют подшипники от утечки смазочного материала и
проникновения пыли и грязи в полость подшипника;
- с односторонним (160000, рис. 13, д) или с двусторонним (180000, рис.
13, е) уплотнением из маслостойкой резины или пластмассы; эффективность
герметизации выше, чем у подшипников с защитными шайбами;
- с двумя уплотнениями, широким внутренним кольцом, сферической наружной
поверхностью наружного кольца, установочным винтом во внутреннем кольце
(480000, рис. 13, ж); монтаж на валу удобен и прост;
- с упорным бортом на наружном кольце (840000, рис. 13, з); наличие
упорного борта на наружном кольце позволяет выполнять сквозную обработку
отверстий корпуса под установку наружных колец; возможны исполнения с
одной (860000) и двумя (880000) защитными шайбами;
- с выступающим внутренним кольцом, канавкой для комплектования шариками
без сепаратора (900000, рис. 13, и); обладают большей радиальной
грузоподъемностью, чем подшипники основного типа; наличие канавок не
позволяет применять подшипники для восприятия осевых сил; характеризуются
повышенным моментом трения и, следовательно, меньшей быстроходностью.
При проектировании следует ориентироваться на применение в первую очередь
шариковых радиальных однорядных подшипников, отличающихся невысокой
стоимостью, простотой монтажа и способностью воспринимать комбинированные
нагрузки.
Тип 1. Шариковые радиальные сферические двухрядные
подшипники основного конструктивного исполнения (обозначение 1000,
рис. 14, о) предназначены для восприятия радиальных сил, но могут
воспринимать и ограниченные осевые силы любого направления. Наличие осевой
составляющей приводит к неравномерности в распределении сил между рядами.
Радиальная грузоподъемность ниже, чем у радиальных однорядных
шарикоподшипников.
Дорожка качения на наружном кольце подшипника обработана по сфере. Поэтому
подшипник способен самоустанавливаться и работать при значительном
перекосе внутреннего кольца (вала) относительно наружного кольца
(корпуса). Применяют в узлах с нежесткими валами и в конструкциях, в
которых не может быть обеспечена надлежащая соосность отверстий в
корпусах.
Другие конструктивные исполнения:
- на закрепительной втулке (11000, рис. 14, б); допускают регулирование
радиального зазора, можно устанавливать на гладких, без бортов, валах;
- с коническим отверстием (111000, рис. 14, в); допускают регулирование
радиального зазора;
- с выступающим внутренним кольцом и двумя защитными шайбами (971000,
рис. 14, г).
Рис. 14. Подшипники радиальные шариковые сферические исполнений:
а - 1000; б - 11000; в - 111000; г - 971000
Тип 2. Роликовые радиальные однорядные подшипники с короткими цилиндрическими роликами основного конструктивного исполнения - с бортами на внутреннем кольце и без бортов на наружном кольце (обозначение 2000, рис. 15, а) - могут воспринимать только радиальную силу. Роликоподшипники отличаются большей грузоподъемностью, чем шарикоподшипники. Возможен раздельный монтаж внутреннего (с комплектом роликов) и наружного колец. Допускают осевое взаимное смещение колец, поэтому возможно применение в качестве плавающей опоры.
Другие конструктивные исполнения:
- с однобортовым наружным кольцом (12000, рис. 15, б);
- без бортов на внутреннем кольце (32000, рис. 15, в);
- с однобортовым внутренним кольцом (42000, рис. 15, г);
- с однобортовым внутренним и плоским упорным кольцом (92000, рис. 15,
д);
- двухрядные с коническим отверстием с бортами на внутреннем кольце
(182000, рис. 15, е); оси роликов в одном ряду смещены относительно осей
роликов в другом ряду: допускают регулирование радиального зазора - все
это способствует созданию повышенной жесткости подшипников в радиальном
направлении.
Рис. 15.
Подшипники радиальные роликовые с короткими цилиндрическими роликами
исполнений:
а
- 2000; б - 12000; в - 32000; г - 42000; д - 92000; е
- 182000
Подшипники, имеющие наружные и внутренние кольца с бортами, в том числе
приставными, кроме радиальной могут воспринимать ограниченную
одностороннюю или двустороннюю осевую силу.
Роликовые радиальные подшипники предъявляют высокие требования к
соосно-сти посадочных мест. Подшипники с модифицированным контактом
(ролики или дорожки качения делают с небольшой выпуклостью - бомбиной)
допускают незначительные взаимные перекосы колец. Двухрядные роликовые
подшипники применяют в опорах шпинделей станков с целью обеспечения
высокой жесткости и точности вращения.
Тип 3. Роликовые радиальные сферические двухрядные подшипники основного
конструктивного исполнения - с бортиками на внутреннем кольце
(обозначение 3000, рис. 16, о) - предназначены для восприятия радиальной и
осевых сил любого направления; допускают значительный перекос внутреннего
кольца (вала) относительно наружного кольца (корпуса). Отличаются от
шарикоподшипников радиальных сферических двухрядных большей
грузоподъемностью, значительно меньшей быстроходностью, большей сложностью
в изготовлении. Другие конструктивные исполнения:
- с бортиками на внутреннем кольце с закрепительной втулкой (13000, рис.
16, б);
- со стяжной втулкой (73000, рис. 16, в);
- с коническим отверстием конусностью 1:12 (113000, номинальный угол
конуса 4°46'18,8") и 1:30 (4113000, номинальный угол конуса 1°54'34,9"),
рис. 16, г; наличие
Рис. 16. Подшипники радиальные роликовые сферические
исполнений:
a - 3000; б - 13000; в - 73000; г - 113000
конического отверстия облегчает монтаж и демонтаж.
Подшипники 13000, 73000, 113000 и 4113000 допускают регулирование
радиального зазора.
Тип 4. Роликовые радиальные игольчатые или роликовые радиальные
подшипники с длинными цилиндрическими роликами основного конструктивного
исполнения - с наружным и внутренним кольцами без сепаратора
(обозначение 74000, рис. 17, а) -отличаются большой радиальной
грузоподъемностью при малых радиальных размерах. Осевые силы воспринимать
не могут и осевое положение вала не фиксируют.
Другие конструктивные исполнения:
- без внутреннего кольца и сепаратора (24000, рис. 17, б);
- с наружным и внутренним кольцами с сепаратором (244000, рис. 17, в);
- радиальные с игольчатыми роликами и двойные упорные с короткими
цилиндрическими роликами комбинированные (РИК, рис. 17, г); предназначены
для восприятия радиальных и двусторонних осевых сил;
- радиально-упорные игольчатые комбинированные (594000, рис. 17, д);
направление воспринимаемых сил - радиальное и осевое в одну сторону.
Большинство конструкций изготовляют без сепараторов. Рекомендуются для
применения в узлах, работающих с качательным движением вала или при
невысоких частотах вращения. Игольчатые подшипники с сепараторами могут
работать при сравнительно высоких частотах вращения. Весьма чувствительны
к взаимным перекосам колец. Подшипники с модификацией профиля допускают
незначительные взаимные перекосы колец.
Область применения игольчатых подшипников расширяется.
Рис. 17. Подшипники радиальные роликовые игольчатые или роликовые с
длинными цилиндрическими роликами исполнений:
а - 74000; б - 24000; в - 244000; г - РИК;
д - 594000 "
Тип 5. Роликовые радиальные подшипники с витыми
роликами могут воспринимать только радиальные силы, не фиксируя вал в
осевом направлении. Пустотелые ролики, изготовленные из стальной ленты
прямоугольного сечения, характеризуются повышенной упругой податливостью.
Подшипники имеют увеличенный радиальный зазор, способны воспринимать
ударные нагрузки, мало чувствительны к загрязнению; грузоподъемность
примерно в 2 раза меньше, чем у подшипников со сплошными цилиндрическими
роликами. Применяют в неответственных узлах, подверженных действию ударных
нагрузок, не требующих высокой точности вращения и работающих при
невысоких частотах вращения. Неперспективны, их применение сокращается.
Тип 6. Шариковые радиально-упорные однорядные подшипники (рис. 18,
в). Основные конструктивные исполнения 36000, 46000 и 66000 различаются
начальными углами контакта (а = 12, 26 и 36° соответственно). Угол
контакта - угол между нормалью к площадке контакта и плоскостью вращения
подшипника. С ростом а осевая грузоподъемность растет, а предельная
частота вращения и допустимая радиальная нагрузка уменьшаются. В настоящее
время промышленность переходит на выпуск подшипников с углами контакта а =
15, 25 и 40°. Подшипники предназначены для восприятия радиальной и осевой
силы только одного направления; работать под действием только радиальной
силы без осевой не могут.
Для восприятия осевых сил любого направления и двусторонней фиксации вала
эти подшипники устанавливают на валу попарно. При сборке узла подшипники
необходимо регулировать для получения примерно нулевого зазора между
шариками и желобами колец при установившемся тепловом режиме. В некоторых
машинах (например, в станках) путем регулирования парные подшипники
собирают с предварительным натягом, вследствие чего повышается жесткость
опор и точность вращения.
Чем меньше угол контакта, тем больше радиальная, меньше осевая жесткость и
грузоподъемность подшипников. С ростом угла контакта снижается предельная
быстроходность вследствие влияния гироскопического эффекта.
Радиально-упорные подшипники отличаются от радиальных большим числом
шариков, которое удается разместить в подшипнике вследствие наличия скоса
на наружном кольце, поэтому их жесткость и грузоподъемность выше.
Другие конструктивные исполнения:
- разъемные со съемным наружным кольцом с углом контакта а = 12 °
(6000, рис. 18, б); допускают раздельный монтаж наружного и внутреннего (с
шариками) колец подшипников;
Рис. 18. Подшипники раднально-упорные шариковые исполнений:
а - 36000; б - 6000; в - 36000К; г -
56000; д - 176000; е - 236000;
ж - 336000; з - 236000К; ч - 336000К; к - 436000;
л - 436000К
- неразъемные со скосом на внутреннем кольце (36000К7,
36000К, 46000К, рис. 18, в), предназначены для работы с высокими частотами
вращения;
- двухрядные (56000, рис. 18, г); направление воспринимаемых сил -
радиальное и осевое в обе стороны; изготовлены с предварительным натягом;
обеспечивают повышенную радиальную жесткость опоры;
- однорядные с разъемным внутренним кольцом с трехточечным (126000) и
четырехточечным (176000) контактом, рис. 18, д; профили дорожек качения
образованы двумя дугами со смещенными центрами; предназначены для
восприятия значительных радиальных, осевых в обе стороны, а также
комбинированных нагрузок; четырехточечный контакт при данном радиальном
зазоре обусловливает наименьший осевой зазор подшипника, обеспечивает
точную осевую фиксацию валов;
- сдвоенные: наружные кольца обращены друг к другу широкими торцами
(236000, 246000, 266000), рис. 18, е; узкими торцами (336000, 346000,
366000), рис. 18, ж; направление воспринимаемых сил -радиальное и осевое в
обе стороны; комплекты подшипников фиксируют вал и корпус в обоих осевых
направлениях; подшипники по рис. 18, е обеспечивают более жесткую фиксацию
вала, чем подшипники по рис. 18, ж;
- сдвоенные: внутренние кольца обращены друг к другу узкими торцами
(236000К, рис. 18, з); широкими торцами (336000К, рис. 18, ч); основное
назначение всех перечисленных выше сдвоенных подшипников, монтируемых с
предварительным натягом, - жестко фиксировать вал в радиальном и осевом
направлениях;
- сдвоенные: наружные (436000, 446000, 466000, рис. 18, к) или
внутренние (436000К, рис. 18, л) кольца обращены друг
к другу разноименными торцами; направление воспринимаемых нагрузок -
радиальное и осевое только в одну сторону; применяют в двух парах с
противоположным расположением или же в сочетании с третьим замыкающим
подшипником; для особо больших осевых нагрузок допускают комбинацию из
трех и более подшипников по этому же принципу; для создания
предварительного натяга комплекта таких подшипников их замыкают другим
подшипником с противоположной стороны.
Сдвоенные подшипники специально комплектуют и дорабатывают на
заводе-изготовителе, регулирования не требуют, взаимозаменяемы только
полные комплекты.
Тип 7. Роликовые радиально-упорные конические подшипники основного
конструктивного исполнения повышенной грузоподъемности с нормальным углом
контакта 10-16 ° (7000, рис. 19, а) предназначены для восприятия
радиальной и осевой силы только одного направления. Отличаются от
шариковых радиально-упорных подшипников большей грузоподъемностью, меньшей
предельной частотой вращения, меньшей достижимой точностью вращения вала.
В узлах с роликовыми коническими подшипниками должна быть предусмотрена
возможность регулирования осевого зазора подшипников. Допускают раздельный
монтаж наружного кольца и внутреннего кольца с комплектом роликов.
Другие конструктивные исполнения:
- с большим углом контакта (27000А, а ≥ 20°);
способны воспринимать значительные осевые силы;
- с упорным бортом на наружном кольце (67000, рис. 19, б); наличие борта
на
Рис. 19. Подшипники радиально-упорные роликовые исполнений:
а - 7000; б - 67000; в - 97000А; г - 77000
наружном кольце позволяет выполнять сквозную обработку
отверстий корпуса под установку наружных колец подшипников;
- двухрядные с внутренним дистанционным кольцом (97000А, рис. 19, в);
- четырехрядные (77000, рис. 19, г). Однорядные конические подшипники
необходимо регулировать при сборке, двухрядные и четырехрядные
регулировать не требуется. Однорядные подшипники должны для фиксирования
вала устанавливаться парно, двух- и четырехрядные подшипники фиксируют
положение вала относительно корпуса в осевом направлении в обе стороны.
Требуют строгой соосности посадочных поверхностей вала и корпуса.
Подшипники с модифицированным контактом (особенно с модификацией контакта
на рабочей поверхности наружного кольца) допускают незначительные взаимные
перекосы колец.
Тип 8. Шариковые упорные и упорно-радиальные подшипники. Основное
конструктивное исполнение упорного подшипника - одинарный подшипник (8000,
рис. 20, а). Предназначен для восприятия только осевой силы одного
направления. Подшипники лучше работают на вертикальных валах. Очень
чувствительны к точности монтажа. Вследствие повышенного гироскопического
эффекта применяют при значительно меньших, чем другие шарикоподшипники,
частотах вращения.
Другие конструктивные исполнения:
- одинарный со свободным самоустанавливающимся и подкладным кольцами
(18000, рис. 20, а); подкладное кольцо обеспечивает компенсацию отклонения
от параллельности опорных поверхностей корпуса и заплечиков вала;
- двойной упорный подшипник с тремя кольцами (38000, рис. 20, в);
применяют для восприятия осевых сил в обоих направлениях.
Конструктивные исполнения упорно-радиальных подшипников:
- одинарный (168000, рис. 20, г); применяют для восприятия радиальной и
осевой силы одного направления;
- сдвоенный с углом контакта 60 ° (178000, рис. 20, д);
направление воспринимаемых сил - осевое в обе стороны и радиальное.
Упорно-радиальные подшипники применяют при невысоких частотах вращения.
Они менее чем шариковые упорные, чувствительны к взаимному перекосу колец.
Рис. 20. Подшипники упорные и упорно-радиальные шариковые исполнений:
а - 8000; б - 18000; в - 38000; г - 168000; д
- 178000
Тип 9. Роликовые упорные и упорно-радиальные подшипники.
Основное конструктивное исполнение упорного подшипника - одинарный
однорядный с цилиндрическими роликами (9000, рис. 21, а). Применяют для
восприятия только осевой силы одного направления, главным образом на
вертикальных валах, работающих с невысокими частотами вращения.
Характеризуется высокой грузоподъемностью, очень чувствителен к перекосам
колец.
Другие конструктивные исполнения:
- конические одинарные (19000, рис. 21, б); вершины конусов
роликов пересекаются в одной точке на оси подшипника;
- с цилиндрическими роликами одинарные двухрядные (889000, рис. 21,
в).
Рис. 21. Подшипники упорные и упорно-радиальные роликовые исполнений:
а - 9000; б - 19000; в - 889000; г - 39000
Основное конструктивное исполнение упорно-радиального
подшипника - сферический одинарный с бочкообразными роликами (39000, рис.
21, г); направление воспринимаемых сил - осевое и радиальное. Условия
контакта допускают более высокие скорости вращения по сравнению с
шариковыми упорными подшипниками. Допускают значительный взаимный перекос
колец.
Общие технические условия на подшипники качения установлены ГОСТ
520-89 и распространяются на шариковые и роликовые подшипники качения с
отверстием диаметром от 0,6 до 2000 мм.
Шарики должны соответствовать требованиям ГОСТ 3722, ролики игольчатые
-ГОСТ 6870, ролики цилиндрические короткие с прямолинейной образующей -
ГОСТ 22696, ролики цилиндрические длинные с прямолинейной образующей -
ГОСТ 25255, ролики со скосами на краях, ролики конические с прямолинейной
образующей, ролики с выпуклой образующей всех типов (бомбиной,
модифицированным контактом, бочкообразные) - по технической документации,
утвержденной в установленном порядке.
Специальные требования, отличающиеся от требований ГОСТ 520-89 и
дополняющие их, к подшипникам для отдельных отраслей (авиации,
железнодорожного транспорта, автомобилестроения, станкостроения,
приборостроения и др.), устанавливают в технических условиях на
соответствующие подшипники.
Закрепительные и стяжные втулки должны соответствовать ГОСТ 13014, ГОСТ
24208 и ГОСТ 25455, стопорные шайбы, скобы и гайки - ГОСТ 8530.