Вступ

підшипник кочення додатковий знак

Підшипники кочення є основним видом опор.

Їхнє широке застосування в промисловості обумовлено наступними 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 централізоване виготовлення (тобто низька вартість і повна взаємозамінність за з’єднувальними розмірами), висока вантажність, менші вимоги до термообробки посадкових шийок валів, надійна робота в умовах частої зупинки і пуску приводів.

До недоліків підшипників кочення варто віднести високу чутливість до ударних і вібраційних навантажень, низьку довговічність у високошвидкісних приводах (небезпека руйнування сепаратора від дії відцентрових сил), порівняно великі радіальні розміри, підвищену шумову характеристику при високих швидкостях.

Мета роботи – розглянути сучасні методи розрахунку працездатності підшипників і конструювання підшипникових вузлів, вирішити типові приклади розрахунку і проектування опор на підшипниках кочення.

1. Система умовних позначок підшипників кочення

1.1. Загальні положення

Підшипники кочення маркують нанесенням на торець кілець ряду цифр і букв, що умовно позначають внутрішній діаметр, серію, тип, конструктивні різновиди, клас точності тощо (табл. 1). Клас точності підшипника вказується цифрою, відділеною через тире від основного цифрового позначення, ліворуч. Перед класом точності проставляється ряд радіального проміжку. При нормальному ряді радіального проміжку і нормальному класі точності їхні позначення опускаються.

Таблиця 1. Значення цифр в умовній позначці підшипника

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

Дві перші цифри праворуч умовної позначки підшипника позначають його внутрішній діаметр. Для підшипників з d = (20…495) мм розмір внутрішнього діаметра визначається множенням зазначених двох цифр на 5. Наприклад, підшипник 7308 має діаметр d = 40 мм. Якщо заданий діаметр вала (внутрішній діаметр підшипника), то дві перші цифри праворуч в позначенні підшипника будуть часткою від поділу діаметра отвору підшипника на п'ять. Якщо діаметр отвору не поділяється без залишку на п'ять, то розмір внутрішнього діаметра підшипника позначається цілою найближчою часткою від поділу, а в умовній позначці на третьому місці ставиться цифра 9. З цього правила допускаються наступні виключення.

Для всіх підшипників з номінальним діаметром d отвору від 10 до 17 мм діаметр позначається у відповідності до таблиці 2.

Таблиця 2. Позначення діаметра отвору підшипника

d, мм	Позначення діаметра
10	00
12	01
15	02
17	03

Якщо діаметр отвору підшипника не збігається з жодним номінальним діаметром, приведеним у табл. 2, то його позначають цифрою, що відповідає найближчому номінальному діаметру, при цьому на третьому місці ставиться цифра 9.

Для всіх підшипників із внутрішнім діаметром до 9 мм включно перша цифра умовної позначки указує фактичний розмір внутрішнього діаметра підшипника в міліметрах, друга цифра позначає серію, на третьому місці ставиться цифра 0.

Приклади позначень:

1024 – кульковий підшипник радіальний дворядний сферичний легкої серії з внутрішнім діаметром 4 мм;

15 – кульковий підшипник радіальний однорядний особливо легкої серії з внутрішнім діаметром 5 мм.

Якщо внутрішній діаметр підшипника не виражається цілим числом, то в позначенні вказується розмір діаметра, округлений до одиниці. Цифри 0 зберігаються на третьому місці, а на другому місці ставиться цифра 4 чи 5. Наприклад, радіальні однорядні кулькові підшипники з внутрішнім діаметром 6,35 мм і 7,68 мм позначаються 46 і 58.

Підшипники з внутрішнім діаметром 0,6; 1,5; 2,5; 22; 28; 32 мм і більше позначаються дробом, знаменник якого вказує дійсний розмір внутрішнього діаметра, а чисельник – всі інші параметри (табл. 1) у встановленому для всіх підшипників порядку.

1.3 Позначення серії підшипника

Третя і сьома цифри вказують серію підшипника всіх діаметрів, крім малих (до 9 мм включно). Нулі, що розташовані ліворуч від останньої значущої цифри (справа наліво), опускаються (табл. 3).

Серія підшипників із внутрішнім діаметром до 9 мм включно позначається цифрами 1, 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.

Таблиця 3. Позначення серій діаметрів кулькових і роликових підшипників за ГОСТ3478

Серія 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 однорядний середньої серії з внутрішнім діаметром 5 мм;

66 – кульковий підшипник радіальний однорядний нестандартний (невизначеної серії) із внутрішнім діаметром 6 мм.

Позначення серій підшипників кочення дані в таблиці 4.

Співставлення позначень серій діаметрів, ширині і висот згідно з ГОСТ 3478 і за рекомендаціями ІСО наведені в таблиці 5. В ряді випадків ці позначення не співпадають.

Таблиця 4. Позначення серій підшипників

Серія 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 0 1 0	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 0 1 0	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 0 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	0 2	400 2086400
7	Вузька Нормальная	7 7	7 1	7000700 1002700
					Нормальні dвн.	Невизна- чена	9	0	900

Таблиця 5. Позначення серій ширин і висот кулькових і роликових підшипників згідно ГОСТ 3478 і рекомендаціями ІСО

Серия ширин	ГОСТ 3478	ІСО	Серія ширин	ГОСТ 3478	ІСО
Радіальні і радіально-упорні Надлегкі серії діаметрів 8, 9			Важкі серії діаметрів
			Вузька Широка	0 2	0 2
			Упорні Особливо легкі серії діаметрів 9
Вузька Нормальна Широка Особливо широка	7 1 2 3; 4; 5; 6	0 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 0 2 3; 4; 5; 6	0 1 2 3; 4; 5; 6
			Особливо низька Низька Нормальна	7 9 0	7 9 1
Особливо легкі серії діаметрів 7			Легкі серії діаметрів
			Особливо низька Низка Нормальна	7 9 0	7 9 1
Вузька Нормальна Широка Особливо широка	7 1 2 3; 4	0 1 2 3; 4
			Середні серії діаметрів
			Особливо низька Низька Нормальна	7 9 0	7 9 1
Легкі серії діаметрів
Особливо вузька Нормальна Широка Особливо широка	8 0 1 0 3; 4	8 0 1 2 3; 4
			Важкі серії діаметрів
			Особливо низька Низька Нормальна	7 9 0	7 9 1
Середні серії діаметрів
Особливо вузька Вузька Нормальна Широка Особливо широка	8 0 1 0 3	8 0 1 2 3	Особливо важка серія діаметрів
			Низька	9	9

1.4 Позначення типу підшипника

Четверта цифра праворуч в умовній позначці підшипника позначає його тип.

Таблиця 6. Позначення типу підшипника в умовній позначці

Четверта цифра праворуч	Тип підшипника
0	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'ята і шоста цифри праворуч в умовній позначці підшипника позначають відхилення конструкції підшипника від основного типу, тобто конструктивні особливості.

Приклади позначень:

67309 – роликовий конічний підшипник із упорним бортом на зовнішньому кільці (рис. 1, б).

а б в г 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 на зовнішньому кільці шайби (рис. 2, б).

Рис. 2. Шарикопідшипники радіальні однорядні типів:

а – 00000; б – 50000; в – 60000; г – 80000; д – 160000; г – 180000

Велика кількість конструктивних особливостей підшипників не дозволяє привести їхній повний перелік із указівкою позначень.

1.6 Позначення класу точності підшипника

ГОСТ 520 передбачає п'ять класів точності підшипників. Клас точності підшипника вказується однією цифрою, що розташовується через тире перед цифрою умовної позначки підшипника.

Установлюються наступні класи точності і їхнє позначення: нормальний клас точності позначається цифрою 0, надвисокий клас точності цифрою 2, а потім у порядку зниження точності 4, 5, 6 і 0.

На підшипниках нормальної точності позначення класу не дається й у документації не вказується. У підшипників, що мають малий внутрішній діаметр, клас точності вказується на пакувальній коробці в супроводній документації.

Приклади позначень:

7309 – підшипник нормального класу точності;

4–2208 – підшипник радіальний роликовий з короткими циліндричними роликами, легкої серії, d= 40 мм, 4-го класу точності.

1.7 Додаткові знаки до умовних позначок кулькових і роликових підшипників

Для нормальної працездатності машин і механізмів при підвищених температурах, в агресивних середовищах і інших особливих умовах підшипники тих самих типорозмірів виготовляються за спеціальними вимогами зі спеціальних матеріалів з деякою зміною внутрішньої конструкції.

Щоб ці підшипники можна було відрізнити від стандартних, до умовної позначки підшипника додають праворуч додаткові знаки у вигляді цифр і букв російського алфавіту. Повну умовну позначку з додатковими знаками необхідно вказувати у всій технічній документації.

Додаткові знаки до умовних позначок підшипників приведені в табл. 7.

Таблиця 7. Значення додаткових знаків в умовній позначці підшипника

Значення 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 К означає 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. Покриття позначаються 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

При маркуванні на торець підшипника наносять основну умовну позначку і всі додаткові знаки, привласнені підшипнику даного конструктивного різновиду, що вказуються у відомостях узгодження й у замовленні – наряді. Додаткові знаки Ю, Х, Р і порядкові номери до них наносяться на підшипники, за звичаєм, механічним способом. Всі інші знаки (Г, Б, Д, С, Т) і порядкові номери до них завод – виготовник може наносити електрографічним, електрохімічним і іншими способами.

Якщо умовна позначка підшипника з усіма додатковими знаками на торці підшипника не розміщуються, то підшипник маркується тільки основною умовною позначкою, а додаткові знаки вносяться в карту якості, ставляться на пакувальну коробку і виносяться в супроводні документи.

1.9 Підшипники основної конструкції, на які додаткові знаки не поширюються

Умовні знаки, приведені в таблиці 7, не поширюються на підшипники, характерні ознаки яких складають особливість їхньої основної конструкції. Такі підшипники додаткових знаків не мають. Нижче приведений перелік підшипників основної конструкції (за групами, обумовленими четвертою цифрою праворуч в умовній позначці підшипників), на які умовні знаки, розташовані в таблиці 11, не поширюються.

Нульова група. Кулькові підшипники 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. Кулькові підшипники сферичні дворядні зі штампованими сепараторами зі стрічок листів.

Друга група. Роликопідшипники радіальні однорядні з короткими циліндричними роликами і масивними сепараторами з латуні на заклепках; роликопідшипники дворядні 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 сталевими сепараторами зі стрічок листів.

Шоста група. Кулькові підшипники радіально – упорні роз’ємні і нероз'ємні з діаметрами отворів до 10 мм і штампованими сепараторами з латуні, а також з діаметром отворів понад 10 мм зі сталевими штампованими сепараторами.

Сьома група. Усі роликопідшипники конічні зі сталевими сепараторами з листів; великогабаритні конічні роликопідшипники зі сталі, яка цементується, коли підшипник даного типу не випускається в одночас зі сталі іншої марки.

Восьма група. Усі кулькові підшипники упорні зі штампованими сталевими сепараторами або з листової сталі, а також з масивними латунними сепараторами, якщо підшипники випускаються в одному варіанті; великогабаритні упорні підшипники з масивними сепараторами.

Дев'ята група. Усі роликопідшипники упорні з масивними сепараторами.

2. Практична частина

Підібрати підшипники для вала черв'яка. Радіальні навантаження, які діють на підшипники, 1780 Н и 3620 Н. Зовнішнє осьове навантаження 1200 Н. Діаметр посадкових поверхонь вала d = 45 мм. Кутова швидкість вала ω = 104,6 рад/с. Необхідний ресурс підшипника 10000 годин. = 1,4; = 1.

Розв’язання:

1. За умовами роботи підшипникового вузла намічаємо для обох опор кулькові радіально-упорні підшипники середньої серії 46309 з кутом контакту α = 260.

2. Для цих підшипників з ГОСТ знаходимо базову динамічну радіальну вантажність = 50,5 кН, а з таблиці 20 е = 0,68.

3. Визначаємо осьові складові від радіальних навантажень

4. Визначаємо величину осьових сил. і , тому за таблицею 21 маємо:

5. Для кожної опори обчислюємо відношення , де V = 1 – обертається внутрішнє 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	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 навантаження підшипника 1

Надалі ведемо розрахунок підшипника 2 як більш навантаженого.

7. Необхідна динамічна вантажність підшипника

Отже, прийнятий підшипник 46309 задовольняє заданому режимові роботи.

Для опори 1 приймаємо той же підшипник 46309.

8. Визначаємо ресурс попередньо обраного кулькового радіально-упорного підшипника середньої серії 46309:

що більше 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. Конструирование узлов и деталей машин. – М.: Высш.шк., 1985. – 416 с.

3. Заблонский К.И. Детали машин.-К.: Вища шк., 1985. – 506 с., ил.

4. Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А. Расчет и проектирование деталей машин. 2 ч.-Харьков: Вища шк., 1985. – 140 с., ил.

5. Ковалев М.П., Народецкий М.З. Расчет высокоточных шарикоподшипников. – М.: Машиностроение, 1980. – 373 с.

6. Комиссар А.Г. Уплотнительные устройства опор качения. – М.: Машиностроение, 1980. – 192 с.

7. Курсовое проектирование деталей машин /В.Н. Кудрявцев, Ю.А. Державец, И.И. Арефьев и др. Под общ. Ред. В.Н. Кудрявцева: Учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов.-Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. – 400 с., ил.

8. Опоры осей валов машин и приборов /Н.А. Спицин, М.М. Машнев, Е.Я. Красковский и др.-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. Справочник техника-конструктора. Изд. 3-е, перераб. и доп. Самохвалов Я.А., Левицкий М.Я., Григораш В.Д. – Киев, «Техніка», 1978. – 592 с.