Общие сведения. Подшипник качения – это сборочный узел, состоящий из наружного 1и внутреннего 2 колец, тел качения 3 (шариков или роликов) и сепаратора 4

Подшипник качения – это сборочный узел, состоящий из наружного 1 и внутреннего 2 колец, тел качения 3 (шариков или роликов) и сепаратора 4, удерживающего тела качения на расстоянии друг от друга (рис. 139, а). В некоторых подшипниках для уменьшения их габаритов отсутствуют одно или оба кольца, а в некоторых отсутствует сепаратор (рис. 139, б, в).

а) б) в)

Рис. 139. Устройство подшипников скольжения:

а) - шариковый подшипник; б) - роликовый подшипник КПП грузовых а/м «ЗИЛ», «ГАЗ»; в) - ролики первичного вала КПП а/м «ГАЗ - 24», «УАЗ - 469»; 1 и 2 - наружное и внутреннее кольцо; 3 - тела качения; 4 - сепаратор

Подшипники качения являются основными видами опор в машиностроении и обладают следующими достоинствами:

- достаточно малые потери на трение и высокий КПД (до 0,995);

- высокая нагрузочная способность и надёжность;

- малая длина опоры (малые габаритные размеры в осевом направлении);

- полная взаимозаменяемость, что облегчает сборку и ремонт механизмов;

- малая стоимость при массовом производстве;

- малый расход смазочного материала при эксплуатации.

Недостатками подшипников скольжения являются:

- невысокий срок службы при ударных и вибрационных нагрузках;

- большие радиальные размеры;

- высокая стоимость при единичном и мелкосерийном производстве;

- ограниченная быстроходность и повышенный шум при высоких частотах вращения.

Подшипники качения классифицируют по следующим признакам:

- по форме тел качения (шариковые и роликовые с цилиндрическими, коническими, сферическими, игольчатыми и витыми роликами);

а) б) в) г) д) е)

Рис. 140. Тела качения подшипников:

а) - шариковые; б) - цилиндрческий; в) - конический; г) - сферические;

д) - игольчатые; е) - витые ролики

- по направлению воспринимаемой нагрузки (радиальные, радиально – упорные, упорные);

- по числу тел качения (однорядные, двухрядные и многорядные);

- по способу самоустановки (самоустанавливающиеся сферические и несамоустанавливающиеся);

Рис. 141. Относительные размеры подшипников качения

- по соотношению габаритных размеров однотипные подшипники при одинаковом внутреннем диаметре разделяют на серии (особолёгкую 1, лёгкую 2, лёгкую широкую 5, среднюю 3, среднюю широкую 6 и тяжёлую 4, рис. 143);

- по классу точности изготовления (нормальный - 0, повышенный - 6, высокий - 5, прецизионный - 4, сверхпрецизионный - 2). В общем машиностроении обычно применяют подшипники класса точности 0.

Подшипники качения, применяемые в механизмах, разделяют на две большие группы:

- стандартные подшипники, применяемые во всех областях машиностроения;

- специальные подшипники, разработанные с учётом конструктивных и эксплуатационных особенностей отдельных узлов и агрегатов машин и механизмов.

Как правило, подшипники качения работают при низких динамических нагрузках, что позволяет изготавливать их из сравнительно хрупких высокоуглеродистых сталей, подвергаемых объёмной закалке и низкому отпуску. Для изготовления шариков, роликов и колец подшипников применяют недорогие хромистые стали ШХ15 и ШХ15ГС, содержащие примерно 1 % углерода. После термической обработки подшипниковая сталь имеет структуру мартенсита с включением мелких карбидов при твёрдости поверхностного слоя H_HRC = 60 … 64.

Сепараторы подшипников изготавливают из мягкой углеродистой стали методом штамповки. Для высокоскоростных подшипников (при относительных окружных скоростях колец подшипников больше 10 м/с) применяют сепараторы из антифрикционных бронз, латуни, алюминиевых сплавов и неметаллических материалов.