Классификация подшипников

Использование такой важной, но несколько незаметной, детали как подшипника в самых различных машинах и устройствах, ставит вопрос о его классификации. Прежде всего, подшипники делятся на два основных класса - подшипники скольжения и подшипники качения. В зависимости от направления воспринимаемой нагрузки подшипники бывают: радиальные (воспринимают радиальные нагрузки - перпендикулярные оси), упорные (воспринимают осевые нагрузки, именно их часто называют подпятниками), радиально-упорные (воспринимают как осевые, так и радиальные нагрузки).

Классификация подшипников качения осуществляется по следующим признакам:

по направлению воспринимаемой нагрузки относительно вала (радиальные, радиально-упорные, упорно-радиальные, упорные)
по форме тел качения – шариковые, роликовые и комбинированные, причем роликовые могут быть с различными роликами: цилиндрическими короткими, длинными и игольчатыми, а так же бочкообразными, коническими и витыми.
по числу рядов тел качения (однорядные, двурядные, трехрядные, четырехрядные, многорядные);
по способу монтажа подшипника в опоре (со стопорной канавкой, с упорным бортом, закрепительными или стяжными втулками)
по способности устанавливаться на опоре (самоустанавливающиеся и несамоустанавливающиеся);
по наличию защиты внутренней полости подшипника (открытые, с защитными шайбами, с уплотнениями)
по иным конструктивным особенностям (с цилиндрическим или конусным отверстием внутреннего кольца, сдвоенные, сферической посадочной поверхностью наружного кольца, бортами на наружных или внутренних кольцах, отсутствию одного или нескольких конструктивных элементов и др.)

Основная классификация основана на двух признаках: типу воспринимаемой нагрузки и форме тел качения. Вот основные типы:

шариковый радиальный
шариковый радиальный сферический
шариковый радиально-упорный
шариковый упорный
роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами
роликовый радиальный со сферическими роликами
роликовый радиальный с длинными цилиндрическими роликами
роликовый радиальный с витыми роликами
роликовый конический
роликовый упорный

Классификация подшипников скольжения осуществляется по следующим признакам:

по типу соединений (для неподвижных соединений и для подвижных соединений)
по направлению воспринимаемой нагрузки (радиальные и упорные)

Использование такой важной, но несколько незаметной, детали как подшипника в самых различных машинах и устройствах, ставит вопрос о его классификации. Прежде всего, подшипники делятся на два основных класса - подшипники скольжения и подшипники качения. В зависимости от направления воспринимаемой нагрузки подшипники бывают: радиальные (воспринимают радиальные нагрузки - перпендикулярные оси), упорные (воспринимают осевые нагрузки, именно их часто называют подпятниками), радиально-упорные (воспринимают как осевые, так и радиальные нагрузки).

Подшипники скольжения делятся на неразъемные (которые, в основном, применяеются при малой скорости скольжения с перерывами в работе - в механизмах управления) и разъемные (применяемые в тяжелом машиностроении). Выделяется также и такой специфический класс среди подшипников качения и скольжения как самоустанавливающиеся подшипники.

Подшипники качения классифицируются по форме тел качения, т.е. шариковые и роликовые подшипники. Роликовые подшипники могут быть цилиндрическими, коническими, игольчатыми, бочкообразными и литыми. Подшипники качения разделяются также и по числу рядов тел качения: бывают однорядными и многорядными (двух- и четырехрядными). Стоит отметить, что для каждого типа подшипника при одном внутреннем диаметре имеются различные серии,отличающиеся размерами колец и тел качения. Серии бывают сверхлегкие, особо легкие, легкие, средние и тяжелые в зависимости от размера наружного диаметра. В зависимости от ширины подшипника серии подразделяются на особо узкие, узкие, нормальные, широкие и особо широкие.

Номинальная долговечность подшипников

Номинальная долговечность это число циклов (или часов), которые подшипник должен проработать до появления первых признаков усталости. Существует эмпирическая (найденная из опыта) зависимость для определения номинальной долговечности

Ln = (C / P)a, [млн. оборотов],где С – грузоподъёмность, Р – эквивалентная динамическая нагрузка, a = 0,3 для шариков, a = 0,33для роликов.Номинальную долговечность можно вычислить и в часах

Lh = (106 / 60 n) Ln, [часов],

где n – частота вращения вала.

Эквивалентная динамическая нагрузка это такая постоянная нагрузка, при которой долговечность подшипника та же, что и при реальных условиях работы. Здесь для радиальных и радиально упорных подшипников подразумевается радиальная нагрузка, а для упорных и упорно-радиальных - центральная осевая нагрузка.

Эквивалентная динамическая нагрузка вычисляется по эмпирической формуле

P = (V X Fr + Y Fa) KБ KТ,

где Fr, Fa – радиальная и осевая реакции опор;

V – коэффициент вращения вектора нагрузки (V = 1 если вращается внутреннее кольцо, V = 1,2 если вращается наружное кольцо)

X, Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, зависящие от типа подшипников, определяются по справочнику;

КБ – коэффициент безопасности, учитывающий влияние динамических условий работы (КБ =1 для передач, КБ = 1,8 для подвижного состава),

КТ – коэффициент температурного режима (до 100оС КТ =1).

Грузоподъёмность это постоянная нагрузка, которую группа идентичных подшипников выдержит в течение одного миллиона оборотов. Здесь для радиальных и радиально упорных подшипников подразумевается радиальная нагрузка, а для упорных и упорно-радиальных - центральная осевая нагрузка. Если вал вращается медленнее одного оборота в минуту, то речь идёт о статической грузоподъёмности C0, а если вращение быстрее одного оборота в минуту, то говорят о динамической грузоподъёмности C. Величина грузоподъёмности рассчитывается при проектировании подшипника, определяется на экспериментальной партии подшипников и заносится в каталог.