Федеральное агентство по образованию
Бийский технологический институт (филиал)
государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Алтайский государственный технический университет
имени И.И. Ползунова»
Ю.П. Волков, М.С. Дунин, Н.М. Климонова
подшипники качения
Методические рекомендации к лабораторной работе
по курсу «Детали машин» для студентов специальностей:
190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования
(автомобильный транспорт)»,
240706 «Автоматизированное производство химических предприятий»,
260601 «Машины и аппараты пищевых производств»,
160302 «Ракетные двигатели», 151001 «Технология машиностроения»,
170104 «Высокоэнергетические устройства автоматических систем»,
260204 «Технология бродильных производств и виноделие»
всех форм обучения
Издание 2-е, переработанное и дополненное
Бийск
Издательство Алтайского государственного технического
университета им. И.И. Ползунова
2009
УДК 621.7
В67
| Рецензент: | к.т.н., доцент кафедры ТХМ БТИ АлтГТУ А.Н. Блазнов |
Волков, Ю.П.
| В67 | Подшипники качения: методические рекомендации к лабораторной работе по курсу «Детали машин» для студентов специальностей: 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)», 240706 «Автоматизированное производство химических предприятий», 260601 «Машины и аппараты пищевых производств», 160302 «Ракетные двигатели», 151001 «Технология машиностроения», 170104 «Высокоэнергетические устройства автоматических систем», 260204 «Технология бродильных производств и виноделие» всех форм обучения / Ю.П. Волков, М.С. Дунин, Н.М. Климонова. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2009. – 18 с. |
Методические рекомендации содержат общие сведения о подшипниках качения, необходимые для выполнения лабораторной работы. Приведены описание используемого оборудования и приборов, порядок выполнения работы, рекомендации по обработке экспериментальных данных и составлению отчета, контрольные вопросы для закрепления и проверки знаний студентов, полученных при выполнении работы.
Предназначены для студентов специальностей, изучающих курс «Детали машин», всех форм обучения.
УДК 621.7
В67
| Рассмотрены и одобрены на заседании кафедры ТМ Протокол № 3 от 03.07.2009 г. |
| © Волков Ю.П., Дунин М.С., Климонова Н.М., 2009 |
| ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………….…. | 4 |
| 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОДШИПНИКАХ КАЧЕНИЯ……………………………... | 4 |
| 1.1 Назначение подшипников качения, их достоинства и недостатки. Материалы подшипников качения……………………………….……..................... | 4 |
| 1.2 Классификация подшипников качения…………………………………………. | 5 |
| 1.3 Условные обозначения подшипников качения………………………………... | 6 |
| 1.4 Основные типы подшипников качения……………………………………….... | 6 |
| 1.5 Основные виды разрушения и критерии работоспособности подшипников качения……………………………………………………........................................... | 8 |
| 1.6 Выбор типа подшипника………………………………………………………... | 9 |
| 1.7 Монтаж, демонтаж и обслуживание подшипников качения………………...... | 9 |
| 1.7.1 Подготовка к монтажу………………………………………………......... | 9 |
| 1.7.2 Монтаж подшипников качения ………………………………..……........ | 10 |
| 1.7.3 Демонтаж подшипников качения………………………………………... | 10 |
| 1.7.4 Обслуживание подшипников качения…………….…………………...... | 11 |
| 2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ………………….……... | 11 |
| 3 Экспериментальное исследование характеристик подшипников………………………………………………………………………… | 15 |
| 4 СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА……………………………………………………………... | 16 |
| 5 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ…………………………………………………………... | 16 |
| Рекомендуемая литература................................................................................. | 17 |
ВВЕДЕНИЕ
Выполняя лабораторную работу, студент обязан изучить конструкции и особенности основных видов подшипников качения по натурным образцам, представленным на стенде и приведенным в литературе, ознакомиться с их классификацией и условными обозначениями.
Экспериментальное определение момента сопротивления вращению в подшипнике качения в зависимости от величины и направления приложенных сил и угловой скорости вращения подвижного кольца требует от студента вдумчивого отношения к выполняемой работе, развивает навыки экспериментальной работы и способствует углубленному изучению подшипников качения и условий их работы.
Лабораторная работа завершается составлением отчета с последующей его защитой.
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОДШИПНИКАХ КАЧЕНИЯ
1.1 Назначение подшипников качения, их достоинства и недостатки.
Материалы подшипников качения
Опоры валов и осей, в которых трение скольжения заменено трением качения, называют подшипниками качения.
В настоящее время, подшипники качения являются основными видами опор в машинах. Основные виды подшипников качения стандартизованы. Подшипники качения изготовляют диаметром от 1 до 2600 мм (с диаметром шариков от 0,35 до 203 мм, с массой от 0,5 г до 3,5 т).
В лаборатории на стенде представлены основные виды подшипников. (Для изучения подшипников их можно снимать со стенда).
Подшипники качения (см. стенд) состоят из следующих деталей: наружного и внутреннего колец с дорожками качения, тел качения, сепараторов, разделяющих и направляющих тела качения. В некоторых видах подшипников одно или оба кольца могут отсутствовать. В них тела качения катятся непосредственно по канавкам вала или корпуса. Подшипники некоторых видов не имеют сепараторов. Подшипники других видов дополнительно снабжены защитными шайбами для защиты от загрязнения или для удержания смазки в узле, установочными кольцами и т.п.
Основными материалами для колец и тел качения подшипников являются шарикоподшипниковые высокоуглеродистые хромистые стали ШХ15 и ШХ15СГ.
Широко применяют также цементуемые легированные стали18ХГТ и 20Х2Н4А.
Твердость колец и роликов (кроме витых) обычно 60…65 HRC, шариков 62...66 HRC.
Для работы в условиях высоких температур применяют теплостойкие стали ЭИ347Ш и др.; при требовании немагнитности – бериллиевую бронзу БрБ2.
Сепараторы подшипников массового производства изготовляют из мягкой углеродистой стали методом штамповки; для высокоскоростных подшипников применяют массивные сепараторы из антифрикционных бронз, анодированного дюралюминия, металлокерамики, текстолита, полиамидов и др.
В условиях ударных нагрузок и высоких требований к бесшумности работы начинают применять тела качения из пластмасс. При этом резко снижаются требования к твердости колец.
Основные преимущества подшипников качения по сравнению с подшипниками скольжения:
– значительно меньшие потери на трение и, следовательно, более высокий коэффициент полезного действия (до 0,995) и меньший нагрев;
– момент трения при пуске в 10...20 раз меньше;
– экономия дефицитных цветных металлов;
– меньше требования к материалу и к термической обработке валов;
– меньшие габаритные размеры в осевом направлении;
– простота обслуживания и замены;
– меньший расход смазочных материалов;
– малая стоимость вследствие массового производства стандартных подшипников.
Недостатки подшипников качения:
– ограниченная возможность применения при очень больших нагрузках и значительных угловых скоростях валов;
– непригодны для работы при значительных ударных и вибрационных нагрузках из-за высоких контактных напряжений и плохой способности демпфировать колебания;
– большие, чем у подшипников скольжения, габаритные размеры в радиальном направлении.
– повышенный шум при высоких частотах вращения.
1.2 Классификация подшипников качения
Принято классифицировать подшипники качения по следующим признакам:
а) по направлению воспринимаемой нагрузки (ГОСТ 3395):
– радиальные, предназначенные для восприятия радиальной нагрузки и способные также фиксировать валы в осевом направлении и воспринимать небольшие осевые нагрузки;
– радиально-упорные для восприятия комбинированной радиальной и осевой нагрузок;
– упорные, предназначенные для восприятия осевой нагрузки;
– упорно-радиальные для восприятия осевой и небольшой радиальной нагрузки;
б) по форме тел качения (рисунок 1) – шариковые (а), роликовые с цилиндрическими
(короткими (б), длинными (в), витыми (г), в виде игл (и)), коническими (д, ж) и бочкообразными (е) роликами;