Черменский О.Н., Федотов Н.Н. «Подшипники качения. Справочник-каталог» Машиностроение, 2003 год, 576 стр. (13,2 мб, djvu)

Справочник подшипников качения дает информацию по типам, размерам, характеристикам и системам условных обозначений подшипников ближнего и дальнего зарубежья. Приводятся сведения о высокоскоростных (из высокопрочных материалов — нитрида кремния) и прецизионных (высокоточных) подшипниках, подбору по рабочим параметрам, прочностным характеристикам, посадкам, смазочным материалам для различных режимов работы подшипника.

Дается информация по работе подшипниковых узлов, кинематике и динамике качения, видам и причинам выхода из строя, ремонту (монтаж-демонтаж) подшипников. Представлены графики, фотографии, рисунки, таблицы по разным технико-эксплуатационным параметрам и рабочим характеристикам.

Справочник подшипников качения предназначен для инженеров, конструкторов, технологов, студентов технических вузов, производственному персоналу эксплуатирующему узлы, агрегаты и в конструкциях которых работают подшипники качения.
ISBN 5-217-03180-8

Предисловие 7 1
Условные обозначения 8

Глава 1. Общие сведения о подшипниках качения 9
1.1. Краткая характеристика подшипннков 9
1.2. Система условных обозначений 35
1.2.1. Основное условное обозначение 36
1.2.2. Дополнительные условные обозначения 38
1.2.3. Основные размеры подшипников 40
Основные размеры радиальных шариковых и роликовых и радиально-упорных шариковых (кроме конических) подшипников (ГОСТ 3478) 41
Основные размеры однорядных подшипников с коническими роликами (ГОСТ 3478) 55
Основные размеры упорных шариковых и роликовых одинарных подшипников (ГОСТ 3478) 60
Основные размеры упорных шариковых и роликовых двойных подшипников (ГОСТ 3478) 69
Размеры координат монтажных фасок 72

Глава 2. Размеры и характеристики подшипников качения 75
2.1. Подшипники производства стран СНГ 75
2.1.1. Однорядные радиальные шарикоподшипники 76
2.1.2. Двухрядные радиальные шарикоподшипники 96
2.1.3. Однорядные радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами 105
2.1.4. Двухрядные радиальные подшипники с цилиндрическими роликами 117
2.1.5. Однорядные радиальные подшипники с длинными цилиндрическими роликами 135
2.1.6. Однорядные радиальные игольчатые роликоподшипники 137
2.1.7. Однорядные радиальные подшипники с витыми роликами 144
2.1.8. Радиально-упорные шарико-подшипники 146
2.1.9. Радиально-упорные конические роликоподшипники 178
2.1.10. Упорные и упорно-радиальные подшипники 198
2.1.11. Шарнирные подшипники 224
2.1.12. Подшипники для линейного перемещения 227
Список литературы 232
2.2. Подшипники инофирм 232
2.2.1. Радиальные шарикоподшипники 232
Подшипники типа Y фирмы SKF 233
Подшипники с «интеллектом» фирмы SKF 236
2.2.2. Двухрядные сферические(самоусганавливаюшиеся) шарикоподшипники 237
2.2.3. Подшипники с цилиндрическими роликами 237
2.2.4. Игольчатые роликоподшипники 237
Комбинированные подшипники фирмы SKF 237
2.2.5. Двухрядные сферические роликоподшипники 239
Двухрядные сферические роликоподшипники со встроенными уплотнениями фирмы SKF 239
2.2.6. Однорядные радиально-упорные шарикоподшипники 241
Радиально-упорные подшипники фирмы SKF 242
Радиально-упорные прецизионные гибридные подшипники со стальными кольцами и шариками из нитрида кремния фирмы SKF 244
2.2.7. Конические роликоподшипники 247
2.2.8. Упорные и упорно-радиальные подшипники 248
2.2.9. Подшипники CARB 248
2.2.10. Опорные ролики 252
2.2.11. Подшипники линейного перемещения 2S8
2.2.12. Прецизионные винтовые пары 258
Прецизионные шариковые винтовые пары 259
2.2.13. Шарнирные подшипники 260
2.2.14. Подшипники Германии и США 260
Список литературы 260

Глава 3. Выбор подшипников по их основным рабочим характеристикам 261
3.1. Статическая грузоподъемность 261
3.2. Долговечность подшипников. Динамическая грузоподъемность 264
3J. Предельная частота вращения подшипника 275
3.4. Характеристики, определяющие класс точности подшипников 278
Предельные отклонения и биения колец шариковых и роликовых радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников 282
Предельные отклонения и биения колец роликовых конических подшипников 293
Предельные отклонения и биения колец шариковых и роликовых упорных и упорно-радиальных подшипников 298
Предельные отклонения конических отверстий и монтажной высоты подшипников 301
3.5. Зазоры в подшипниках качения 304
Радиальный зазор 304
Осевой зазор 317
Список литературы 320

Глава 4. Материалы подшипников 321
4.1. Характеристика применяемых материалов 321
4.2. Металлургическая загрязненность стали 324
4.3. Прочностные характеристики 326
4.4. Механические испытания подшипниковых материалов 330
Список литературы 335

Глава 5. Общие сведения о работе подшипников 337
5.1. Кинематика и динамика качения. Трение 337
5.2. Распределение нагрузки по телам качения 343
5J. Напряжения и деформации в зонах контакта колеи и тел качения 345
5.3.1. Основные допущение в расчетах напряжений и деформаций. Модели материала 345
5.3.2. Упругая деформация 346
5.3.3. Максимальные касательные напряжения 349
5.3.4. Упругопластическая деформация 352
5.3.5. Пластическая деформация 353
5.4. Виды и причины выходя подшипников из строя 355
5.5. Усталостные повреждения колеи и тел качения 361
5.6. Контактная долговечность. Законы распределения 363
5.7. Усталостные закономерности 366
5.8. Вибрация и шум 367
Список литературы 369

Глава 6. Посадки подшипников 371
6.1. Основные факторы при выборе посадок 371
6.2. Рекомендуемые посадки 372

Глава 7. Смазка подшипников 414
7.1. Смазочные материалы и устройства 414
7.2. Зашита подшипников от загрязнения и вытекания смазочного материала. Конструкции уплотнений 436

Глава 8. Основы проектирования подшипниковых узлов 449
8.1. Основные конструктивные требования к подшипниковым узлам 449
8.2. Типовые конструкции подшипниковых опор 451
13. Расчет осей и валов 462
8.4. Расчет нагрузок на опоры валов от зубчатых и ременных передач 466
8.5. Выбор класса точности подшипников 478
8.6. Примеры расчета подшипниковых опор 480

Глава 9. Монтаж, демонтаж и обслуживание подшипников 490
9.1. Причины прежлевремениого выхода из строя подшипников 490
9.2. Подготовка к монтажу 490
9J. Монтаж подшипников с цилиндрическим отверстием 491
9.4. Монтаж шариковых и роликовых подшипников с коническим отверстием 494
9.5. Демонтаж подшипников 502
9.6. Обслуживание подшипников 504
Список литературы 505

Глава 10. Основные соотношения размеров деталей подшипников. элементы проектирования 506
10.1. Однорядные радиальные шарикоподшипники 506
10.2. Однорядные радиально-упорные шарикоподшипники 509
10.3. Радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами 511
10.4. Радиальные игольчатые подшипники 513
10.5. Однорядные конические роликоподшипники 517
10.6. Упорные шарикоподшипники 519
10.7. Оптимизация форм поверхностей качения 520
ЮЛ. Прочностные расчеты подшипников 522
Список литературы 528

Приложение I. Свободные детали 530

Приложение 2. Сравнение систем условных обозначений шариковых и роликовых подшипников 534
1. Заводы-изготовители подшипников России и стран СНГ (ГПЗ) 534
2. Перечень основных зарубежных фирм-нзготовителей подшипников качения 535
3. Условные обозначения размерных серий диаметров и ширин подшипников 538
4. Условные обозначения конических роликоподшипников в зависимости от угла контакта по стандарту ИСО 540
5. Расположение показателей в обозначении подшипников ГПЗ (GPZ) 540
6. Классы точности подшипников различных систем 542
7. Обозначения групп радиальных зазоров 542
8. Значения радиального зазора в радиальных однорядных шарикоподшипниках 543
9. Значения радиального зазора цилиндрических роликовых и игольчатых подшипников с внутренним кольцом 543
10. Обозначения и значения радиальных зазоров в шарикоподшипниках фирмы Baiden 544
11. Обозначение радиального зазора в шарикоподшипниках фирмы NDH 544
12. Соотношение обозначений классов точности и групп радиального зазора 545
13. Обозначения требуемой рабочей температуры подшипников 545
14. Дополнительные обозначения радиальных однорядных шарикоподшипников 545
15. Показатели обозначения радиально-упорных шарикоподшипников основных фирм 546
16. Расположение показателей в обозначении подшипников основных фирм 548
Однорядные радиальные шарикоподшипники 550
Двухрядные радиальные сферические шарикоподшипники 554

У многих механизмов, существующих в настоящее время, есть подшипники, которые позволяют им вращаться. Поэтому ни одно вращающееся движение не может быть осуществлено без них. Но даже такая, вроде бы незаменимая, но в то же время незаметная часть механизма, может быть разным и по размерам и по своим техническим характеристикам, особенно учитывается диаметр, размеры которого представляют обычно в таблице. Но каким бы ни была эта деталь, как бы она не выглядела и каковы бы ни были ее технические характеристики, она должен выполнять только одну задачу - обеспечивать детали вращение или же необходимый поворот.

Подшипник должен быть надежным, но иногда условия, в которых ему приходится обеспечивать вращение, не соответствуют его нормальному функционированию. Также точно и условия могут влиять на то, что подшипник даже в хороших условиях вдруг может выйти из строя.

Поэтому существуют специальные правила эксплуатации этой части, и к ним стоит отнестись очень серьезно, чтобы ваша деталь смогла проработать как можно дольше. Например, не стоит его перегружать и следить за тем, чтобы он работал лишь положенный временной отрезок, а не более. Еще одним правилом следует считать то, что его стоит подбирать такой, чтобы он идеально подходил по размеру, по диаметру и по другим техническим характеристикам.

Например, по размерам можно найти самые разные подшипники: от миниатюрных и до самых гигантских размеров. Есть и другое деление: высокоскоростные, тихоходные, максимально точные и другие. Все эти деления зависят от того, куда и как вы собираетесь использовать этот важный элемент вращающего движения.

Конструкция подшипников

Продолжая разговор о подшипниках, нельзя пропустить и его конструкцию. А ведь в самом элементе, обеспечивающим вращение, очень много деталей, из которых он состоит. И к каждой из них стоит отнестись очень серьезно, ведь стоит одной из них выйти из строя и дальнейшая эксплуатация подшипника становится просто невозможной.

Комплектующие детали подшипника:

Тела качения.
Втулки.
Гайки.
Шайбы.
Кольца.
Винты.
Скобы.
Шарики.

Конечно же, этот список деталей подшипника можно было бы и дальше перечислять, но все же стоит все это изучить на практике и разобраться в каждом элементе отдельно , чтобы потом было легко его найти.

Типы подшипников

Существует несколько делений подшипников на разные типы. В основе каждого такого деления лежит какой-то признак, который и является основным для отнесения важного элемента для вращения к тому или иному типу.

Первое такое деление основывается на том, как нагрузка воздействует на подшипник и заставляет его работать. Но ведь и нагрузка бывает разной. Соответственно, и группы подшипника будет задействованы в зависимости от того, как нагрузка действует на него.

Группы, зависящие от действия нагрузки:

Радиальные.
Упорные.
Радиально-упорные.

Рассмотрим подробно каждую из этих групп. Итак, первая группа – радиальная. Такие подшипники могут действовать лишь под воздействием радиальной нагрузки. Редко они действуют и под осевой нагрузкой, если используются роликовые элементы для вращения, которые имеют необходимый диаметр.

Вторая группа - упорные элементы для вращения. Они прекрасно работают лишь только тогда, когда ощущают действия осевых нагрузок. Третья группа – радиально-упорные, которые могут действовать под любыми видами нагрузок. Им не страшны ни радиальные, ни упорные нагрузки.

Есть и другое деление подшипников, в основе которого положено форма тел для качения, а также их диаметр. Существуют два вида: шариковые и роликовые. Первый вид – шариковые. В их основе лежит качение такого тела, которое по своей форме похоже на шарики и имеют небольшой диаметр. В основе второго вида – роликового, лежит другая форма качения, то есть ролики определенного диаметра.

По своей конструкции подшипники можно разделить на два вида: самоустанавливающиеся и не самоустанавливающиеся. Такие элементы для вращения еще называют и сферическими. Обычно разделение на эти два вида не требуют какого-либо дополнительного объяснения, Но главное не забывать о диаметре и как можно чаще заглядывать в специальные таблицы, где они и представлены с пояснениями.

Существует еще одно деление подшипников, которое зависит не только от его диаметра или размера, но прежде всего от качения тел самого подшипника, которые могут быть как роликовые, так и шариковые. Такой элемент для вращения может быть, несмотря на формы шариков или роликов, одно-, двух-, трех- или четырехзарядным.

Применяемость подшипников

Зная диаметр подшипника, его конструкцию и размеры, а также форму качения: шарики или ролики, можно будет определить, насколько важен будет этот элемент для вращения пользователю. Особенно это важно тем, кто занимается каким-либо ремонтом техники. Например, автомобильной, тракторной или мототехнике. Но есть и другая применяемость подшипников, которая заключается в знании его размера.

Стоит более подробно остановиться на том, как обозначаются в таблицах подшипники. Обычно на каждом элементе для вращения написано что-то буквами и цифрами. Такие условные обозначения обозначают и диаметр в том числе. Насколько точно изготовлена деталь указывает буква, которая стоит перед цифрой.

Цифры указывают на размер отверстия, на то, что особенного есть в его конструкции, например, шариковые или роликовые формы тел. Обычно первые две цифры на детали для вращения указывают на диаметр. Но ведь даже диаметр может быть разный , поэтому стоит быть очень внимательными к цифрам.

Так, детали скольжения, которые необходимы для автомобильного строения, не очень строго относятся и к диаметру, и к тому, что используются шарики или ролики. Другое дело деталь для качения, где все должно быть строго инструкции.

Например, шариковая деталь скольжения широко применяется для изготовления запчастей автомобиля. Чтобы нагрузка в данном случае была больше, необходимо правильно использовать шарики. Стоит помнить, что желоб должен быть больше шарика. Кстати, шариковые детали позволяют их использование и под разными углами.

Но зато роликовые детали обеспечивают высокую скорост ь, которая необходима очень часто. Не стоит смешивать все типы подшипников, иначе потом при работе шарики будут мешать работе роликам и наоборот. Поэтому стоит следить за формой качения, если это шарик, то такую шариковую деталь необходимо использовать по назначению. В настоящее время шариковые детали для вращения используются намного чаще, чем все остальные.

Лабораторная работа №10.Разработка программного модуля на примере расчета и построения подшипников качения

Расчёт подшипников на долговечность производится исходя из их динамической грузоподъёмности.

Динамической грузоподъёмностью радиальных и радиально-упорных подшипников называется постоянная радиальная нагрузка, которую группа идентичных подшипников с неподвижным наружным кольцом сможет выдержать в течение расчетного срока службы, исчисляемого в часах.

Долговечность подшипника определяется как срок службы до появления признаков контактной усталости металла на любом из колец или тел качения.

Под расчётным сроком службы понимают срок службы партии подшипников, в которых не менее 90% одинаковых подшипников, при одной и той же нагрузке и частоте вращения должны обработать без появления на рабочих поверхностях раковин и отслаивания.

Зависимость между номинальной долговечностью (расчётным сроком службы), динамической грузоподъёмностью и действующей на подшипник нагрузкой определяется формулой

где: L - номинальная долговечность, млн.оборотов;

C - динамическая грузоподъёмность;

P – эквивалентная динамическая нагрузка;

p – показатель степени в формуле долговечности (для шариковых подшипниковp=3, для роликовыхp= 10/3 или 3,33).

Эквивалентной динамической нагрузкой для радиальных шариковых и радиально – упорных подшипников называется постоянная радиальная нагрузка, которая при приложении её к подшипнику с вращающимся внутренним кольцом и неподвижным наружным обеспечивает такой же расчётный срок службы, как при действительных условиях нагружения и вращения. Для этих типов подшипников эквивалентная динамическая нагрузка определяется по формуле:

где: F r – постоянная по величине и направлению радиальная нагрузка, Н;

F a - постоянная по величине и направлению осевая нагрузка, Н;

X - коэффициент радиальной нагрузки;

Y - коэффициент осевой нагрузки;

V – коэффициент вращения (V=1);

К б – коэффициент безопасности;

К T – температурный коэффициент.

Эквивалентная динамическая нагрузка для подшипников, не обладающих осевой или

радиальной нагрузкой может быть определена по формулам (3.3) и (3.4):

3.1.2. Обозначение нормальных габаритных размеров подшипников качения

Рис.3.1. Изображение подшипников качения в разрезе:

а). подшипник шариковый радиальный;

б). подшипник шариковый радиально-упорный;

в). подшипник шариковый двухрядный сферический;

г). подшипник роликовый радиальный;

д). подшипник роликовый радиально-упорный.

d – диаметр отверстия внутреннего кольца радиального и радиально-упорного подшипника и «тугого» кольца одинарного упорного подшипника;

d 1 – диаметр отверстия свободного кольца упорного подшипника;

D – внешний диаметр наружного кольца радиального и радиально-упорного подшипника и свободного кольца упорного подшипника;

B – ширина колец радиальных и радиально-упорных подшипников или ширина внутреннего кольца, если ширины колец не одинаковы;

T – монтажная высота роликового радиально-упорного конического подшипника;

H - высота упорного подшипника.

Размеры тел качения для основных типов подшипников можно определить по следующим формулам:

d Т = 0,3*(D -d ) для радиальных и радиально-упорных шарикоподшипников;

d Т = 0,25*(D -d );

l = (1,5+1,7)*d Т для серий лёгкой, широкой и средней широкой иl =d Т у всех остальных серий радиальных подшипников с короткими цилиндрическими роликами,

где d Т - диаметр тела качения (шарика или ролика);

l – длина ролика.

Для шарикоподшипников:

S – толщина кольцаS = 0,15*(D -d ),

d 1 – ось шарикаd 1 = 0,5*(D +d ) .

Таблица 3.2