Подшипник – сборочный узел, являющийся частью опоры или упора и поддерживающий вал, ось или иную подвижную конструкцию с заданной жесткостью. Он является достаточно сложным, состоящим из большого количества деталей, сборочным узлом.
Подшипники предназначены для поддержания в определенном положении оси вращающихся или колеблющихся элементов машины и обеспечивают их беспрепятственное движение.
Главное предназначение подшипника – фиксация вала в пространстве и обеспечение его свободного вращения, качения или линейного смещения.
В современном машиностроении существует большое количество типов подшипников.
Все изделия классифицируются по двум основным признакам:
Первые классифицируются по направлениям воспринимаемых нагрузок, виду тел качения и числу их рядов, а также специфическим конструктивным особенностям. В качестве тел вращения могут быть использованы шарики, ролики, иголки.
Вторые классифицируются по направлениям воспринимаемых нагрузок, свойствам смазочного слоя и использованным материалам.
Радиальные подшипники воспринимают (в основном) радиальную нагрузку, т. е. нагрузку, направленную перпендикулярно к геометрической оси вала.
Упорные подшипники воспринимают только осевую нагрузку.
Радиально-упорные и упорно-радиальные подшипники могут одновременно воспринимать как радиальную, так и осевую нагрузку. При этом упорно-радиальные подшипники предназначены для преобладающей осевой нагрузки.
По количеству рядов:
По степени защиты:
Классификация подшипников качения
К подшипникам качения относят:
Все они характеризуются высокими параметрами износостойкости и возможностью работы в условиях разнонаправленных нагрузок – осевых и радиальных.
Виды подшипников:
Открытый - тела качения доступны без разборки подшипника. Требуют обслуживания и внимательного отношения к среде, в которой работает подшипник.
Закрытый - тела качения закрыты элементом (защитной крышкой), предотвращающим проникновение инородных тел к телам качения. Практически не требуют обслуживания.
Шарикоподшипники являются самым распространенным типом подшипников. Он состоит из двух колец, между которыми устанавливают сепаратор с предустановленными шариками определенного размера. Шарики перемещаются по канавкам, которые, при изготовлении тщательно шлифуют. Сепаратор, в который устанавливают шарики, обеспечивает их точное положение и исключает какой-либо контакт между ними. Подшипники этого класса применяют при довольно небольших радиальных нагрузках и большом количестве оборотов рабочего вала.
В роликоподшипниках в качестве тел вращения применяют ролики различной формы. Они могут иметь форму цилиндров, усеченных конусов и пр. Конический роликоподшипник используют для работы при наличии разнонаправленных нагрузках (осевой и радиальной) и больших оборотах на валу. Конструктивно роликовый подшипник похож на шариковый. Он также состоит из двух колец, сепаратора и роликов.
Классификация подшипников скольжения
Изделия этого типа можно разделить на следующие основные типы:
Кроме того, подшипники можно различать по конструкции:
Подшипники скольжения могут иметь, сферическое, упорное и линейное исполнения. Существуют два типа подшипников скольжения - гидростатические и гидродинамические.
Конструкция подшипников скольжения не отличается сложностью. В состав конструкции могут входить два кольца. Одно из них (внутреннее) вращается в процессе работы. Вместо, тел вращения в устройствах этого типа применяют втулки, изготовленные из антифрикционных материалов.
Задача, которую призваны решать подшипники любого типа – это снижение трения между вращающимся и стационарными узлами агрегата. Это необходимо для снижения потерь энергии, нагрева и износа деталей, вызываемыми силой трения.
Для того чтобы подшипник мог работать в заданных условиях, для его изготовления должны быть использованы подходящие материалы: химический состав, механическая и тепловая обработка и другие свойства его деталей – всех или части.
Подшипники и их детали в процессе работы подвергаются статическим и динамическим нагрузкам.
Статическая грузоподъемность,С – это нагрузка, при которой неподвижный подшипник начинает деформироваться.
Динамическая грузоподъемность,Со – это нагрузка, при которой подшипник без износа отрабатывает базовый ресурс.
Но также на них могут воздействовать моментные, ударные и вибрационные нагрузки, высокие, низкие и быстро меняющиеся температуры, агрессивные среды – вода, щелочи, кислоты, растворители, твердые частицы. Очевидно, что подшипниковые материалы должны соответствовать таким условиям.
Материалы подшипников качения
Наиболее широко распространенным материалом подшипников качения является сталь. Кольца обычно изготавливают из углеродистых и хромистых сталей, хромоникелевых и хромомарганцевых сталей для цементации, высоколегированных жаропрочных сталей и нержавеющих сталей. Шарики делают из подшипниковой или нержавеющей стали.
Материалы подшипников скольжения
Подшипники скольжения изготавливают из мягких сплавов (баббиты, бронза), трибополимеров (фторопласты, полиоксиметилен), антифрикционного чугуна и стали.
Материалы корпусов подшипников
Материалы подшипниковых узлов и корпусов подшипников – это чугун, листовая сталь, цинковый сплав, пластик и композиты.
Основными размерами подшипника, наряду с шириной колец, являются внутренний и наружный диаметры. Внутренний диаметр подшипника – это диаметр отверстия, соответствующий валу или части вала, где устанавливается подшипник. Внешний, наружный диаметр подшипника подбирают под отверстие в корпусе, куда устанавливается подшипник.
Основные размерные характеристики подшипников указываются в формате dxDxh, где d – диаметр отверстия, D – наружный диаметр, h – ширина.
Таблица с примерами размеров подшипников и грузоподъемностей
№ п/п |
Обозначение подшипника |
d, мм |
D, мм |
h, мм |
Динамическая C, кН |
Статическая, C0, кН |
1 |
6307 |
35 |
80 |
21 |
33,2 |
19,0 |
2 |
6307 ZZ |
35 |
80 |
21 |
33,2 |
19,0 |
3 |
6307 2RS |
35 |
80 |
21 |
33,2 |
19,0 |
4 |
6308 |
40 |
90 |
23 |
42,3 |
24,0 |
5 |
6308 ZZ |
40 |
90 |
23 |
42,3 |
24,0 |
6 |
6308 2RS |
40 |
90 |
23 |
42,3 |
24,0 |
7 |
6309 |
45 |
100 |
25 |
52,7 |
31,5 |
8 |
6309 ZZ |
45 |
100 |
25 |
52,7 |
31,5 |
9 |
6309 2RS |
45 |
100 |
25 |
52,7 |
31,5 |
10 |
6310 |
50 |
110 |
27 |
61,8 |
38,0 |
11 |
6310 ZZ |
50 |
110 |
27 |
61,8 |
38,0 |
12 |
6310 2RS |
50 |
110 |
27 |
61,8 |
38,0 |
13 |
6311 |
55 |
120 |
29 |
71,5 |
45,0 |
14 |
6311 ZZ |
55 |
120 |
29 |
71,5 |
45,0 |
15 |
6311 2RS |
55 |
120 |
29 |
71,5 |
45,0 |
16 |
6312 |
60 |
130 |
31 |
81,9 |
52,0 |
17 |
6312 ZZ |
60 |
130 |
31 |
81,9 |
52,0 |
18 |
6312 2RS |
60 |
130 |
31 |
81,9 |
52,0 |
19 |
6313 |
65 |
140 |
33 |
92,3 |
60,0 |
20 |
6313 ZZ |
65 |
140 |
33 |
92,3 |
60,0 |
21 |
6313 2RS |
65 |
140 |
33 |
92,3 |
60,0 |
22 |
6314 |
70 |
150 |
35 |
104,0 |
68,0 |
23 |
6314 ZZ |
70 |
150 |
35 |
104,0 |
68,0 |
24 |
6314 2RS |
70 |
150 |
35 |
104,0 |
68,0 |
25 |
6318 |
90 |
190 |
43 |
143,0 |
108,0 |
26 |
6318 ZZ |
90 |
190 |
43 |
143,0 |
108,0 |
27 |
6318 2RS |
90 |
190 |
43 |
143,0 |
108,0 |
28 |
6410 |
50 |
130 |
31 |
87,1 |
52,0 |
29 |
6410 ZZ |
50 |
130 |
31 |
87,1 |
52,0 |
30 |
6410 2RS |
50 |
130 |
31 |
87,1 |
52,0 |
Маркировки Z, ZZ, RS и 2RS в обозначении подшипников
Обозначение Z ZZ
Они означают закрытость подшипника: если в маркировке 1 буква Z, значит у подшипника одна закрытая сторона. Если стоит ZZ, то подшипник закрыт полностью – с обоих боков. Это позволяет заполнять внутреннюю часть подшипников смазывающим веществом. Смазки снижают трение, нагрев и разрушение подшипников, увеличивая их срок службы и обеспечивая более мягкий и плавный ход. Также боковые заглушки защищают внутреннюю часть подшипника от пыли, грязи и влаги.
Обозначения RS или 2RS (он же 2RSH)
Это так же показатель закрытости подшипника, но уже с резиново-каучуковой шайбой поверх металлической заглушки. Такая заглушка даёт повышенную защиту от пыли и влаги. Буквы RS значат, что закрыта одна сторона, а 2RS или 2RSH значат, что закрыты обе стороны.
В зависимости от соотношения радиальных габаритных размеров наружного и внутреннего диаметров подшипники делят на серии: сверхлегкую, особо легкую, легкую, среднюю, тяжелую, легкую широкую, среднюю широкую. Основное распространение имеют легкие и средние узкие серии.
Таблица размеров шариковых радиальных однорядных подшипников по сериям(мм)
Обозначение подшипников |
d |
D |
В |
r |
Шарики |
Масса, кг |
Динамическая, С, Н |
Статическая, С0, Н |
|
Dw |
Z |
||||||||
Легкая серия |
|||||||||
200 |
10 |
30 |
9 |
1.0 |
5,95 |
6 |
0.030 |
5 900 |
2 650 |
201 |
12 |
32 |
10 |
1.0 |
5,56 |
7 |
0,037 |
6 890 |
3 100 |
202 |
15 |
35 |
11 |
1.0 |
5.95 |
8 |
0,045 |
7 800 |
3 550 |
203 |
17 |
40 |
12 |
1.0 |
7,14 |
7 |
0.060 |
9 560 |
4 500 |
204 |
20 |
47 |
14 |
1.5 |
7 94 |
8 |
0,10 |
12 700 |
6 200 |
205 |
25 |
52 |
15 |
1,5 |
7,94 |
9 |
0,12 |
14 000 |
6 950 |
206 |
30 |
62 |
16 |
1,5 |
9,53 |
9 |
0,20 |
19 500 |
10 000 |
207 |
35 |
72 |
17 |
2,0 |
11,11 |
9 |
0,29 |
25 500 |
13 700 |
208 |
40 |
80 |
18 |
2,0 |
12,7 |
9 |
0,36 |
32 000 |
17 800 |
209 |
45 |
85 |
19 |
2,0 |
12,7 |
9 |
0,41 |
33 200 |
18 600 |
210 |
50 |
90 |
20 |
2,0 |
12,7 |
10 |
0,47 |
35 100 |
19 800 |
211 |
55 |
100 |
21 |
2,5 |
14,29 |
10 |
0,60 |
43 600 |
25 000 |
212 |
60 |
110 |
22 |
2,5 |
15,88 |
10 |
0,80 |
52 000 |
31 000 |
213 |
65 |
120 |
23 |
2,5 |
16,67 |
10 |
0,98 |
56 000 |
34 000 |
214 |
70 |
125 |
24 |
2,5 |
17,46 |
10 |
1,08 |
61 800 |
37 500 |
215 |
75 |
130 |
25 |
2,5 |
17,46 |
11 |
1,18 |
66 300 |
41 000 |
216 |
80 |
140 |
26 |
3,0 |
19,05 |
10 |
1,40 |
70 200 |
45 000 |
217 |
85 |
150 |
28 |
3,0 |
19,84 |
11 |
1,80 |
83 200 |
53 000 |
218 |
90 |
160 |
30 |
3,0 |
22,23 |
10 |
2,2 |
95 600 |
62 000 |
220 |
100 |
180 |
34 |
3,5 |
25,4 |
10 |
3,2 |
124 000 |
79 000 |
Средняя серия |
|||||||||
300 |
10 |
35 |
11 |
1,0 |
7,14 |
6 |
0,05 |
8 060 |
3 750 |
301 |
12 |
37 |
12 |
1,5 |
7,94 |
6 |
0,06 |
9 750 |
4 650 |
302 |
15 |
42 |
13 |
1,5 |
7,94 |
7 |
0,08 |
11 400 |
5 400 |
303 |
17 |
47 |
14 |
1,5 |
9,53 |
6 |
0,11 |
13 500 |
6 650 |
304 |
20 |
52 |
15 |
2,0 |
9,53 |
7 |
0,14 |
15 900 |
7 800 |
305 |
25 |
62 |
17 |
2,0 |
11,51 |
7 |
0,23 |
22 500 |
11 400 |
306 |
30 |
72 |
19 |
2,0 |
12,3 |
8 |
0,34 |
28 100 |
14 600 |
307 |
35 |
80 |
21 |
2,5 |
14,29 |
7 |
0,44 |
33 200 |
18 000 |
308 |
40 |
90 |
23 |
2,5 |
15,08 |
8 |
0,63 |
41 000 |
22 400 |
309 |
45 |
100 |
25 |
2,5 |
17,46 |
8 |
0,83 |
52 700 |
30 000 |
310 |
50 |
110 |
27 |
3,0 |
19,05 |
8 |
1,08 |
61 800 |
36 000 |
311 |
55 |
120 |
29 |
3,0 |
20,64 |
8 |
1,35 |
71 500 |
41 500 |
312 |
60 |
130 |
31 |
3,5 |
22,23 |
8 |
1,70 |
81 900 |
48 000 |
313 |
65 |
140 |
33 |
3,5 |
23,81 |
8 |
2,11 |
92 300 |
56 000 |
314 |
70 |
150 |
35 |
3,5 |
25,4 |
8 |
2,60 |
104 000 |
63 000 |
315 |
75 |
160 |
37 |
3,5 |
26,99 |
8 |
3,10 |
112 000 |
72 500 |
316 |
80 |
170 |
39 |
3,5 |
28,58 |
8 |
3,60 |
124 000 |
80 000 |
317 |
85 |
180 |
41 |
4,0 |
30,16 |
8 |
4,30 |
133 000 |
90 000 |
318 |
90 |
190 |
43 |
4,0 |
31,75 |
8 |
5,10 |
143 000 |
99 000 |
320 |
100 |
215 |
47 |
4,0 |
36,51 |
8 |
7,00 |
174 000 |
132 000 |
Тяжелая серия |
|||||||||
403 |
17 |
62 |
17 |
2,0 |
12,7 |
6 |
0,27 |
22 900 |
11 800 |
405 |
25 |
80 |
21 |
2,5 |
16,67 |
6 |
0,5 |
36 400 |
20 400 |
406 |
30 |
90 |
23 |
2,5 |
19,05 |
6 |
0,72 |
47 000 |
26 700 |
407 |
35 |
100 |
25 |
2,5 |
20,64 |
6 |
0,93 |
55 300 |
31 000 |
408 |
40 |
110 |
27 |
3,0 |
22,23 |
6 |
1,20 |
63 700 |
36 500 |
409 |
45 |
120 |
29 |
3,0 |
23,02 |
7 |
1,52 |
76 100 |
45 500 |
410 |
50 |
130 |
31 |
3,5 |
25,4 |
7 |
1,91 |
87 100 |
52 000 |
411 |
55 |
140 |
33 |
3,5 |
26,99 |
7 |
2,3 |
100 000 |
63 000 |
412 |
60 |
150 |
35 |
3,5 |
28,58 |
7 |
2,8 |
108 000 |
70 000 |
413 |
65 |
160 |
37 |
3,5 |
30,16 |
7 |
3,4 |
119 000 |
78 000 |
414 |
70 |
180 |
42 |
4,0 |
34,93 |
7 |
5,3 |
143 000 |
105 000 |
416 |
80 |
200 |
48 |
4,0 |
38,1 |
7 |
7,0 |
163 000 |
125 000 |
417 |
85 |
210 |
52 |
5,0 |
39,69 |
7 |
8,0 |
174 000 |
135 000 |
418 |
90 |
225 |
54 |
5,0 |
- |
- |
11,4 |
186 000 |
146 000 |
Подшипники отечественного и импортного производства в ассортименте
Правильный подбор подшипника – решение всех проблем!