Вступ
підшипник кочення додатковий знак
Підшипники кочення є основним видом опор.
Їхнє широке застосування в промисловості обумовленонаступними перевагами в порівнянні з підшипниками ковзання: невелике тертя,особливо при малих швидкостях і пуску, простота монтажу й експлуатації,незначна витрата змащення, висока ступінь стандартизації і централізованевиготовлення (тобто низька вартість і повна взаємозамінність за з’єднувальнимирозмірами), висока вантажність, менші вимоги до термообробки посадкових шийоквалів, надійна робота в умовах частої зупинки і пуску приводів.
До недоліків підшипників кочення варто віднестивисоку чутливість до ударних і вібраційних навантажень, низьку довговічність увисокошвидкісних приводах (небезпека руйнування сепаратора від дії відцентровихсил), порівняно великі радіальні розміри, підвищену шумову характеристику привисоких швидкостях.
Метароботи – розглянути сучасні методи розрахунку працездатності підшипників іконструювання підшипникових вузлів, вирішити типові приклади розрахунку і проектуванняопор на підшипниках кочення.
1. Система умовнихпозначок підшипників кочення
1.1. Загальні положення
Підшипники кочення маркують нанесенням на торецькілець ряду цифр і букв, що умовно позначають внутрішній діаметр, серію, тип,конструктивні різновиди, клас точності тощо (табл. 1). Клас точності підшипникавказується цифрою, відділеною через тире від основного цифрового позначення,ліворуч. Перед класом точності проставляється ряд радіального проміжку. Принормальному ряді радіального проміжку і нормальному класі точності їхніпозначення опускаються.
Таблиця 1. Значення цифр в умовній позначціпідшипника
Цифра в умовній позначці
(праворуч ліворуч) Значення цифр 1-а і 2-а Внутрішній діаметр підшипника (діаметр вала) 3-я Серія діаметрів 4-а Тип 5-а і 6-а Конструктивні особливості 7-а Серія ширини 1.2 Позначення внутрішнього діаметра підшипника
Двіперші цифри праворуч умовної позначки підшипника позначають його внутрішнійдіаметр. Для підшипників зd = (20…495) мм розмір внутрішнього діаметравизначається множенням зазначених двох цифр на 5. Наприклад, підшипник 7308 маєдіаметр d = 40 мм. Якщо заданий діаметр вала (внутрішнійдіаметр підшипника), то дві перші цифри праворуч в позначенні підшипника будутьчасткою від поділу діаметра отвору підшипника на п'ять. Якщо діаметр отвору неподіляється без залишку на п'ять, то розмір внутрішнього діаметра підшипникапозначається цілою найближчою часткою від поділу, а в умовній позначці натретьому місці ставиться цифра 9. З цього правила допускаються наступнівиключення.
Длявсіх підшипників з номінальним діаметром d отвору від 10 до 17 ммдіаметр позначається у відповідності до таблиці 2.
Таблиця2. Позначення діаметра отвору підшипника
d, мм Позначення діаметра 10 00 12 01 15 02 17 03
Якщодіаметр отвору підшипника не збігається з жодним номінальним діаметром,приведеним у табл. 2, то його позначають цифрою, що відповідає найближчомуномінальному діаметру, при цьому на третьому місці ставиться цифра 9.
Длявсіх підшипників із внутрішнім діаметром до 9 мм включно першацифра умовної позначки указує фактичний розмір внутрішнього діаметра підшипникав міліметрах, друга цифра позначає серію, на третьому місці ставиться цифра 0.
Прикладипозначень:
1024– кульковий підшипник радіальний дворядний сферичний легкої серіїз внутрішнім діаметром 4 мм;
15 – кульковий підшипник радіальний однорядний особливо легкої серіїз внутрішнім діаметром 5 мм.
Якщовнутрішній діаметр підшипника не виражається цілим числом, то в позначеннівказується розмір діаметра, округлений до одиниці. Цифри 0 зберігаються натретьому місці, а на другому місці ставиться цифра 4 чи 5. Наприклад, радіальніоднорядні кулькові підшипники з внутрішнім діаметром 6,35 мм і 7,68 ммпозначаються 46 і 58.
Підшипникиз внутрішнім діаметром 0,6; 1,5; 2,5; 22; 28; 32 мм і більшепозначаються дробом, знаменник якого вказує дійсний розмір внутрішньогодіаметра, а чисельник – всі інші параметри (табл. 1) у встановленому для всіхпідшипників порядку.
1.3 Позначення серії підшипника
Третяі сьома цифри вказують серію підшипника всіх діаметрів, крім малих (до 9 ммвключно). Нулі, що розташовані ліворуч від останньої значущої цифри (справаналіво), опускаються (табл. 3).
Серіяпідшипників із внутрішнім діаметром до 9 мм включно позначається цифрами1, 2, 3, 6, 7, 8 чи 9 на другому місці відповідно позначенням серій діаметрів (табл.4); цифра 6, так само, як і цифра 7, позначає нестандартну серію.
Таблиця3. Позначення серій діаметрів кулькових іроликових підшипників за ГОСТ3478Серія діаметрів ГОСТ Серія діаметрів ГОСТ Радіальні і радіально-упорні Упорні Надлегка 8 Особливо легка 9 9 1 Особливо легка 1 Легка: 3 7
Легка:
вузька
широка
2
5 Середня: 8
Середня:
вузька
широка
3
6 Важка 4 Важка 4 Особливо важка 5
Приклади позначень:
35 – кульковий підшипник радіальний одноряднийсередньої серії з внутрішнім діаметром 5 мм;
66 – кульковий підшипник радіальний одноряднийнестандартний (невизначеної серії) із внутрішнім діаметром 6 мм.
Позначеннясерій підшипників кочення дані в таблиці 4.
Співставлення позначень серій діаметрів, ширині і висот згідно зГОСТ 3478 і за рекомендаціями ІСО наведені в таблиці 5. В ряді випадків ці позначенняне співпадають.
Таблиця4. Позначення серій підшипниківСерія діаметра Серія ширини
Позначення
серії Приклад позначення підшипника Серія діаметра Серія ширини
Позначення
серії Приклад позначення підшипника />
3-я цифра
праворуч
3-я цифра
праворуч
3-я цифра
праворуч
7-я цифра
праворуч /> 8 Надлегка
Вузька
Нормальна
Широка
8
8
8
7
1
2
7000800
1000800
2002800 7 Широка 7 2 2002700 />
Особливо
широка 7
3
4 3003700 /> 2 або 5* Легка
Особливо
вузька
Вузька
Нормальна
Широка
2
2
2
5
8
1
8000200
200
1000200
2500 />
Особливо
широка 8
3
4
5
6
3007800
4024800
5004800
6002800 /> 9
Вузька
Нормальна
Широка
9
9
9
7
1
2
7000900
1000900
2002900 />
Особливо
широка 2
3
4
3003200
4004200 /> 3 або 6* Середня
Особливо
вузька
Вузька
Нормальна
Широка
3
3
3
6
8
1
8000300
300
1002300
3600 />
Особливо
широка 9
3
4
5
6
3007900
4024900
5004900
6002900 /> 1 Особливо легка
Вузька
Нормальна
Широка
1
1
1
7
2
7000100
100
2002100 />
Особливо
широка 3 3 3056300 />
Особливо
широка 1
3
4
5
6
3003100
4024100
5004100
6002100 /> 4 Важка
Вузька
Широка
4
4
2
400
2086400 /> 7
Вузька
Нормальная
7
7
7
1
7000700
1002700 />
Нормальні dвн.
Невизна-
чена 9 900 />
Таблиця5. Позначення серій ширин і висот кульковихі роликових підшипників згідно ГОСТ 3478 і рекомендаціями ІСОСерия ширин ГОСТ 3478 ІСО Серія ширин ГОСТ 3478 ІСО />
Радіальні
і радіально-упорні
Надлегкі серії
діаметрів 8, 9 Важкі серії діаметрів />
Вузька
Широка
2
2 />
Упорні
Особливо легкі серії
діаметрів 9 />
Вузька
Нормальна
Широка
Особливо широка
7
1
2
3; 4; 5; 6
1
2
3; 4; 5; 6 />
Особливо низька
Низька
Нормальна
7
9
1
7
9
1 />
Особливо легкі серії
діаметрів 1 />
Особливо легкі серії
діаметрів 1 />
Вузька
Нормальна
Широка
Особливо широка
7
2
3; 4; 5; 6
1
2
3; 4; 5; 6 />
Особливо низька
Низька
Нормальна
7
9
7
9
1 />
Особливо легкі серії
діаметрів 7 Легкі серії діаметрів />
Особливо низька
Низка
Нормальна
7
9
7
9
1 />
Вузька
Нормальна
Широка
Особливо широка
7
1
2
3; 4
1
2
3; 4 /> Середні серії діаметрів />
Особливо низька
Низька
Нормальна
7
9
7
9
1 /> Легкі серії діаметрів />
Особливо
вузька
Нормальна
Широка
Особливо широка
8
1
3; 4
8
1
2
3; 4 /> Важкі серії діаметрів />
Особливо низька
Низька
Нормальна
7
9
7
9
1 /> Середні серії діаметрів />
Особливо
вузька
Вузька
Нормальна
Широка
Особливо широка
8
1
3
8
1
2
3 Особливо важка серія діаметрів /> /> Низька 9 9 /> /> /> /> /> /> /> />
1.4 Позначення типу підшипника
Четвертацифра праворуч в умовній позначці підшипника позначає його тип.
Таблиця 6. Позначеннятипу підшипника в умовній позначці
Четверта
цифра праворуч Тип підшипника Кульковий радіальний. Якщо після нуля ліворуч немає цифр, 0 в умовній позначці підшипника не ставиться 1 Кульковий радіальний сферичний 2 Роликовий радіальний з короткими циліндричними роликами 3 Роликовий радіальний сферичний 4 Роликовий радіальний з довгими циліндричними роликами голчастий 5 Роликовий радіальний із крученими роликами 6 Кульковий радіально-упорний 7 Роликовий конічний 8 Кульковий упорний 9 Роликовий упорний
1.5 Позначення конструктивних особливостей підшипників
П'ятаі шоста цифри праворуч в умовній позначці підшипника позначають відхиленняконструкції підшипника від основного типу, тобто конструктивні особливості.
Приклади позначень:
67309– роликовий конічний підшипник із упорним бортом на зовнішньому кільці (рис. 1,б).
/>
а б вг д
Рис. 1.Роликопідшипники конічні типів:
а – 7000; б –6700; в – 27000; г – 97000; д – 77000
50312– кульковий радіальний однорядний підшипник середньої серії з канавкою назовнішньому кільці шайби (рис. 2, б).
/>Рис. 2.Шарикопідшипники радіальні однорядні типів:
а – 00000; б –50000; в – 60000; г – 80000; д – 160000; г – 180000
Великакількість конструктивних особливостей підшипників не дозволяє привести їхнійповний перелік із указівкою позначень.
1.6 Позначення класу точності підшипника
ГОСТ520 передбачає п'ять класів точності підшипників. Клас точності підшипникавказується однією цифрою, що розташовується через тире перед цифрою умовноїпозначки підшипника.
Установлюютьсянаступні класи точності і їхнє позначення: нормальний клас точностіпозначається цифрою 0, надвисокий клас точності цифрою 2, а потім у порядкузниження точності 4, 5, 6 і 0.
Напідшипниках нормальної точності позначення класу не дається й у документації невказується. У підшипників, що мають малий внутрішній діаметр, клас точностівказується на пакувальній коробці в супроводній документації.
Прикладипозначень:
7309– підшипник нормального класу точності;
4–2208– підшипник радіальний роликовий з короткими циліндричними роликами, легкоїсерії, d= 40 мм, 4-го класу точності.
1.7 Додаткові знаки до умовних позначок кулькових і роликовихпідшипників
Для нормальної працездатності машин і механізмівпри підвищених температурах, в агресивних середовищах і інших особливих умовахпідшипники тих самих типорозмірів виготовляються за спеціальними вимогами зіспеціальних матеріалів з деякою зміною внутрішньої конструкції.
Щоб ці підшипники можна було відрізнити відстандартних, до умовної позначки підшипника додають праворуч додаткові знаки увигляді цифр і букв російського алфавіту. Повну умовну позначку з додатковимизнаками необхідно вказувати у всій технічній документації.
Додаткові знаки до умовних позначок підшипниківприведені в табл. 7.
Таблиця7. Значення додаткових знаків в умовній позначці підшипникаЗначення додаткових знаків Додаткові знаки при виконанні Першому Наступному Всі деталі підшипників або частина деталей з корозійно-стійкої сталі Ю Ю1, Ю2, Ю3 тощо Кільця і тіла кочення або тільки кільця, в тому числі одне кільце, зі сталей, що цементуються Х Х1, Х2, Х3 тощо Деталі підшипників з теплостійких сталей Р Р1, Р2, Р3 тощо
Сепаратор:
– з чорних металів;
– з безолов’янистої бронзи;
– з алюмінієвого сплаву;
– з латуні;
– з пластичних матеріалів (текстоліт тощо)
Г
Б
Д
Л
Е
Г1, Г2, Г3 тощо
Б1, Б2, Б3 тощо
Д1, Д2, Д3 тощо
Л1, Л2, Л3 тощо
Е1, Е2, Е3 тощо Деталі підшипника (кільця, тіла кочення), що виготовляються з матеріалів, які рідко застосовуються (твердих сплавів, скла, кераміки тощо) Я Я1, Я2, Я3 тощо Конструкторське змінення деталей підшипника К К1, К2, К3 тощо Спеціальні вимоги до підшипника по шуму Ш Ш1, Ш2, Ш3 тощо Додаткові технічні вимоги до жорсткості поверхні деталей, до радіального проміжка і осьової гри, до покриття У У1, У2, У3 тощо
Підшипники закритого типу при заповненні мастильним матеріалом:
– ОКБ-122–7;
– ЦИАТИМ-221;
– ЦИАТИМ-221С;
С
С1
С2
С4
– ЦИАТИМ-202;
– ПФМС-4С;
– ВНИИ НП-221;
– ВНИИ НП-235;
– ЛЗ-31;
– №158;
– ВНИИ НП-262;
– ВНИИ НП-234;
– ВНИИ НП-281;
– ЛЗ-31–3К;
– ВНИИ НП-207;
– ВНИИ НП-246;
– ЛИТОЛ-24;
– ВНИИ НП-238.
С5
С6
С7
С8
С9
С10
С11
С12
С13
С14
С15
С16
С17
С18 Спеціальні вимоги до температури відпуску деталей, твердості і механічних характеристик Т* Т1, Т2, Т3 тощо Деталі підшипників із сталі ШХ15 з присадками (ванадій, кобальт тощо) Є /> /> /> />
Температура відпуску кілець,0С 200 225 250 300 350 400 450 Додатковий символ в позначенні Т Т1 Т2 Т3 Т4 Т5 Т6
Для роликових циліндричних підшипників буква Козначає залізний штампований сепаратор; Ш – підшипник має нормовану шумність,що встановлюється за еталоном на заводі-виготовнику, погоджену з замовником; У– радіальні проміжки і момент тертя, коли вони взяті не за нормаллю. Покриттяпозначаються буквой У, коли вони виготовляються з основного металу: для кілець –із сталі ШХ15, для змійкових сепараторів – із сталі 10 і 20.
1.8 Маркування умовної позначки підшипника з додатковими знаками
Примаркуванні на торець підшипника наносять основну умовну позначку і всідодаткові знаки, привласнені підшипнику даного конструктивного різновиду, щовказуються у відомостях узгодження й у замовленні – наряді. Додаткові знаки Ю,Х, Р і порядкові номери до них наносяться на підшипники, за звичаєм, механічнимспособом. Всі інші знаки (Г, Б, Д, С, Т) і порядкові номери до них завод – виготовникможе наносити електрографічним, електрохімічним і іншими способами.
Якщоумовна позначка підшипника з усіма додатковими знаками на торці підшипника нерозміщуються, то підшипник маркується тільки основною умовною позначкою, адодаткові знаки вносяться в карту якості, ставляться на пакувальну коробку івиносяться в супроводні документи.
1.9 Підшипники основної конструкції, на які додаткові знаки непоширюються
Умовнізнаки, приведені в таблиці 7, не поширюються на підшипники, характерні ознакияких складають особливість їхньої основної конструкції. Такі підшипникидодаткових знаків не мають. Нижче приведений перелік підшипників основноїконструкції (за групами, обумовленими четвертою цифрою праворуч в умовнійпозначці підшипників), на які умовні знаки, розташовані в таблиці 11, непоширюються.
Нульова група. Кульковіпідшипники радіальні однорядні із сепараторами, штампованими зі стрічок листів;кулькові підшипники закритого типу, у які закладається змащення ЦИАТИМ-201;кулькові підшипники радіальні однорядні з діаметром отворів до 9 мм,що мають латунні штамповані сепаратори зі стрічки Л63.
Перша група. Кульковіпідшипники сферичні дворядні зі штампованими сепараторами зі стрічок листів.
Друга група. Роликопідшипники радіальні однорядні з короткими циліндричнимироликами і масивними сепараторами з латуні на заклепках; роликопідшипникидворядні і багаторядні з масивними сепараторами з латуні.
Третя група.Роликопідшипники сферичні з масивними сепараторами з латуні.
Четверта і п'ята групи.Роликопідшипники з довгими циліндричними і крученими роликами зі сталевимисепараторами зі стрічок листів.
Шоста група. Кульковіпідшипники радіально – упорні роз’ємні і нероз'ємні з діаметрами отворів до 10 ммі штампованими сепараторами з латуні, а також з діаметром отворів понад 10 ммзі сталевими штампованими сепараторами.
Сьома група. Усіроликопідшипники конічні зі сталевими сепараторами з листів; великогабаритніконічні роликопідшипники зі сталі, яка цементується, коли підшипник даного типуне випускається в одночас зі сталі іншої марки.
Восьма група. Усікулькові підшипники упорні зі штампованими сталевими сепараторами або злистової сталі, а також з масивними латунними сепараторами, якщо підшипникивипускаються в одному варіанті; великогабаритні упорні підшипники з масивнимисепараторами.
Дев'ята група. Усіроликопідшипники упорні з масивними сепараторами.
2. Практична частина
Підібрати підшипники для вала черв'яка. Радіальнінавантаження, які діють на підшипники, /> 1780Н и /> 3620 Н. Зовнішнєосьове навантаження />1200 Н.Діаметр посадкових поверхонь вала d = 45 мм. Кутова швидкість вала ω= 104,6 рад/с. Необхідний ресурс підшипника />10000годин. /> = 1,4; /> = 1.
Розв’язання:
1. За умовами роботи підшипникового вузла намічаємодля обох опор кулькові радіально-упорні підшипники середньої серії 46309 зкутом контакту α = 260.
2. Для цих підшипників з ГОСТ знаходимо базовудинамічну радіальну вантажність /> = 50,5 кН,а з таблиці 20 е = 0,68.
3. Визначаємо осьові складові від радіальнихнавантажень
/>
/>
4. Визначаємо величину осьових сил. /> і />, тому за таблицею 21маємо:
/>
/>
5. Для кожної опори обчислюємо відношення />, де V = 1 – обертаєтьсявнутрішнє кільце підшипника. Для опори 1
/>
/> = 0,41, /> =0,87(табл. 2.1).
Таблиця 2.1. Коефіцієнти />
/>
/>
Підшипники
однорядні
Підшипники
дворядні
/>
/>
/>
/>
Х
Y
Х
Y
Х
Y
00 0,014 0,56 2,30 1,0 0,56 2,30 0,19 0,028 1,99 1,99 0,22
0,056
0,084
1,71
1,55
1,71
1,55
0,26
0,29 0,110 1,45 1,45 0,30 0,170 1,31 1,31 0,34 0,280 1,15 1,15 0,38 0,420 1,04 1,04 0,42 0,560 1,00 1,00 0,44
120 0,014 0,45 1,81 1,0 2,08 0,74 2,94 0,30 0,029 1,62 1,84 2,63 0,34 0,057 1,46 1,69 2,37 0,37 0,086 1,34 1,52 2,18 0,41 0,110 1,22 1,39 1,98 0,45 0,170 1,13 1,30 1,84 0,48 0,290 1,04 1,20 1,69 0,52 0,430 1,01 1,16 1,64 0,54 0,57 1,00 1,16 1,62 0,54
260 0,41 0,87 1 0,92 0,67 1,41 0,68
360 0,37 0,66 1 0,66 0,60 1,07 0,95
2.При /> у всіх випадках приймають />. У таблиці /> – число рядів тіл кочення.
Для опори 2
/>
/> = 1, /> =0.
6. Обчислюємо еквівалентне динамічне навантаженняпідшипника 1
/>
/>
Надалі ведемо розрахунок підшипника 2 як більшнавантаженого.
7. Необхідна динамічна вантажність підшипника
/>
Отже, прийнятий підшипник 46309 задовольняєзаданому режимові роботи.
Для опори 1 приймаємо той же підшипник 46309.
8. Визначаємо ресурс попередньо обраного кульковогорадіально-упорного підшипника середньої серії 46309:
/>
щобільше за необхідний ресурс підшипника.
Література
1. Бейзельман Р.Д.,Цыпкин Б.В., Перель Л.Я. Подшипники качения. Справочник. – М.:Машиностроение, 1975. – 572 с.
2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструированиеузлов и деталей машин. – М.: Высш.шк., 1985. – 416 с.
3. Заблонский К.И. Деталимашин.-К.: Вища шк., 1985. – 506 с., ил.
4. Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А. Расчети проектирование деталей машин. 2 ч.-Харьков: Вища шк., 1985. –140 с., ил.
5. Ковалев М.П., Народецкий М.З. Расчетвысокоточных шарикоподшипников. – М.: Машиностроение, 1980. – 373 с.
6. Комиссар А.Г. Уплотнительныеустройства опор качения. – М.: Машиностроение, 1980. – 192 с.
7. Курсовоепроектирование деталей машин /В.Н. Кудрявцев, Ю.А. Державец, И.И. Арефьеви др. Под общ. Ред. В.Н. Кудрявцева: Учебное пособие для студентовмашиностроительных специальностей вузов.-Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние,1984. – 400 с., ил.
8. Опоры осей валовмашин и приборов /Н.А. Спицин, М.М. Машнев, Е.Я. Красковский идр.-Л.: Машиностроение, 1970. – 520 с.
9. Подшипники качения.Каталог-справочник.-М.: НИИНавтопром, 1972. – 465 с.
10. Подшипники качения:Справочник-каталог /Под ред. В.Н. Нарышкина и Р.В. Коросташевского.-М.:Машиностроение, 1984. – 280 с., ил.
11. Спицин Н.А., Яхин Б.А.,Перегудов В.Н. Расчет и выбор подшипников качения. Справочник.-М.:Машиностроение, 1974. – 56 с.
12. Справочниктехника-конструктора. Изд. 3-е, перераб. и доп. Самохвалов Я.А., Левицкий М.Я.,Григораш В.Д. – Киев, «Техніка», 1978. – 592 с.