Размеры
Основные размеры однорядных цилиндрических роликоподшипников, выпускаемых компанией SKF, соблюдаются в соответствии с международным стандартом ISO15:1998. Что же касается размеров фасонных колец HJ, то данные параметры соответствуют требованиям стандарта ISO 246:1995.
Допуски
Стандартное исполнение однорядных цилиндрических роликоподшипников компании SKF соответствует нормальному классу точности. По точности вращения данные подшипники имеют класс точности Р6. Значения допусков, соответствующих стандарту ISO 492:2002, представлены в таблицах 3 и 4.
Внутренний зазор
Стандартное исполнение однорядных цилиндрических роликоподшипников подразумевает нормальный радиальный внутренний зазор. Однако многие типоразмеры подшипников могут принадлежать к группе С3, что соответствует увеличенному радиальному внутреннему зазору. Возможен вариант поставки некоторых типоразмеров подшипников, имеющих уменьшенный зазор (группа С2) либо увеличенный (группа С4 или С5). Также компания SKF производит однорядные цилиндрические роликоподшипники, имеющие нестандартные допуски внутреннего зазора – смещенные либо суженные. Ввиду того, что такие параметры не соответствуют стандартам, то диапазон предельных значений несколько уже, чем при нормальных зазорах. Таким образом, специальные зазоры могут частично перекрывать допуски зазоров соседних групп. В соответствии с требованиями заказчика, возможен вариант изготовления однорядных цилиндрических роликоподшипников, имеющих нестандартный внутренний зазор.
В таблице 1 отображены значения максимальных радиальных внутренних зазоров, соответствующие стандарту ISO 5753:1991:
Значения внутренних зазоров действительны для однорядных цилиндрических роликоподшипников, соответствуют нулевой измерительной нагрузке и сняты перед установкой.
Осевой внутренний зазор
В таблице 2 указаны размеры осевых внутренних зазоров, характерных для цилиндрических роликоподшипников типа NUP, основное назначение которых – зафиксировать вал в определенном положении с двух сторон.
В таблице 3 приведены значения осевых внутренних зазоров, характерных для типа подшипников NJ, имеющих фасонные кольца HJ.
Стоит отметить, что значения зазоров, указанные в таблицах 2 и 3 являются ориентировочными. Нужно принимать во внимание возможность образования перекоса роликов. Следовательно, при последующем измерении осевого зазора, величина может быть больше табличной и равняться, к примеру:
приблизительно 2/3 радиального зазора, свойственного 22 и 23 сериям подшипников.
Перекос
Способность компенсировать относительный перекос колец у однорядных цилиндрических роликоподшипников весьма ограничена интервалом в несколько угловых минут. Конкретные величины имеют следующие значения:
для 10, 12, 2, 3, 4 серий подшипников – 4 угловые минуты;
для 20, 22, 23 серий подшипников – 3 угловые минуты.
Данные величины – ориентировочные и характерны для плавающих подшипников. Неизменное положение корпуса и вала – необходимое условие. Возможны и большие значения перекосов, однако срок эксплуатации, в таком случае, резко сокращается. При необходимости эксплуатации в таких условиях рекомендуется получить консультацию у специалистов компании SKF.
Если основное назначение подшипника – фиксация вала в осевом направлении, то необходимо уменьшить максимально допустимый перекос. В противном случае, направляющие борта будут быстро изнашиваться, не исключена возможность их разрушения под воздействием неравномерной нагрузки.
К подшипникам типов NUP и NJ, оснащенных фасонными кольцами HJ, максимально допустимые значения перекосов не применимы. В них может образоваться
осевое нагружение, ведь данные подшипники имеют сравнительно малый осевой внутренний зазор и по паре внутренних и наружных бортов.
При необходимости эксплуатации в таких условиях рекомендуется получить консультацию у специалистов.
Осевое смещение
Подшипники типов NU и N, не имеющие бортов на внутренних либо наружных кольцах, а также подшипники NJ, внутреннее кольцо которых имеет один цельный борт, могут частично компенсировать относительное смещение вала и корпуса в осевом направлении. Такая ситуация может возникать, к примеру, при температурном удлинении и конструктивно показана на рисунке 9.
Поскольку осевое смещение возникает внутри подшипника, а не между кольцом подшипника или валом и отверстием корпуса, увеличения трения при вращении подшипника практически
непроисходит. Величины допустимого осевого смещения одного кольца подшипника относительно другого приведены в таблице подшипников. Воздействие температуры на материал подшипника
Специальной термообработке подвергаются цилиндрические роликоподшипники.
Эксплуатационная температура подшипников с сепараторами из латуни, стали либо РЕЕК может достигать +150oС.
Сепараторы
На рисунке 10 приведены различные типы сепараторов, которыми, в зависимости от серии, размеров и конструкции,
могут оснащаться стандартные цилиндрические роликоподшипники.
На рис. 10(а) представлен литой сепаратор, центрируемый по роликам. Материал исполнения – стеклонаполненный полиамид 6,6 (суффикс обозначения Р).
На рис. 10(b) представлен штампованный, незакаленный сепаратор, центрируемый по роликам. Материал исполнения – сталь (суффикс обозначения J).
На рис. 10(с) представлен механически обработанный, цельный сепаратор, оконного типа. Центрировка по наружному кольцу (суффикс обозначения МР) либо по внутреннему (суффикс обозначения ML). Материал исполнения – латунь.
На рис. 10(d) представлен механически обработанный сепаратор, составной. Центрировка по наружному кольцу (суффикс обозначения МА), по внутреннему кольцу (суффикс обозначения MВ) либо по роликам (суффикс обозначения M). Материал исполнения – латунь.
В зависимости от дальнейших условий эксплуатации возможны поставки различных типов подшипников из стандартного ассортимента компании SKF, укомплектованных разнообразными сепараторами. В таблице подшипников изложены вариации. К примеру, сепараторы, выполненные из стеклонаполненного полиамида РЕЕК, имеют литую конструкцию и обладают повышенной прочностью, технологичностью, эластичностью и термостойкостью. Основное их назначение – эксплуатация в тяжелых условиях. Вопросы, связанные с наличием и поставкой подшипников, оснащенных вышеупомянутыми сепараторами, дополнительно оговариваются с заказчиком.
Примечание
Расчетная рабочая температура однорядных цилиндрических роликоподшипников, оснащенных сепараторами из полиамида 6,6, составляет +120oС.
Смазочные материалы, которые обычно используются вдля подшипников качения, не ухудшают характеристик таких сепараторов, за исключением некоторых
сортов синтетических масел, пластичных смазок на синтетической основе и смазочных материалов, имеющих большое содержание антизадирных присадок
в условиях высоких температур.
Что же касается тяжело нагруженных подшипниковых узлов, которые подвержены работе в экстремальных условиях, то для них наиболее подходящими
будут однорядные цилиндрические роликоподшипники, оснащенные металлическими сепараторами – таковы рекомендации специалистов компании SKF.
Если же оборудование работает с такими хладагентами, как фреон либо аммиак, то в нем рекомендуется применять подшипники, оснащенные
полиамидными сепараторами, эксплуатационная температура которых может достигать 70oС. Если же эксплуатационная температура еще
более высока, рекомендовано применение подшипников, оснащенных латунными, стальными сепараторами, либо же выполненными из полимера РЕЕК.
Раздел «Материалы сепараторов» наиболее полно отображает сведения о назначении и устойчивости к температурному воздействию сепараторов.
Скорости вращения
Существуют определенные критерии для вычисления предельных скоростей вращения, среди которых – прочность сепаратора, стабильность формы.
Подробнее с данными критериями Вы можете ознакомиться в раделе «Предельные частоты вращения». Все величины, приведенные в таблице подшипников характерны для стандартных сепараторов. В таблице 4 обозначены коэффициенты, которые позволяют производить расчет предельных скоростей вращения подшипников, имеющих альтернативные сепараторы, по упрощенной схеме.
Минимальная нагрузка
Минимальная нагрузка определенной величины – необходимое условие нормальной работы однорядных цилиндрических роликоподшипников. Впрочем, это условие характерно для всех подшипников качения. Наличие минимальной нагрузки особенно важно при условии, когда частота вращения подшипника настолько высока, что инерционные силы сепаратора и роликов, а также силы трения в смазке негативно влияют на условия качения, следствием чего может являться проскальзывание роликов подшипника по дорожке качения.
Ниже приведена формула, по которой определяется минимально-необходимая радиальная нагрузка, которая должна воздействовать на однорядные цилиндрические роликоподшипники:
Frm – величина минимальной радиальной нагрузки, измеряемая в кН;
kr – коэффициент минимальной радиальной нагрузки, определяется из таблицы подшипников;
n – частота вращения, измеряемая в об/мин;
nr – номинальная частота вращения, измеряемая в об/мин, определяется из таблицы подшипников;
dm=0,5(d+D) – средний размер шарикоподшипника, измеряется в мм.
В некоторых случаях возникает необходимость приложения еще больших нагрузок. Такая потребность может быть обусловлена работой при пониженных температурах либо же при применении смазочных материалов повышенной вязкости. В большинстве случаев минимальная нагрузка полностью возмещается массой деталей, которые поддерживает подшипник и наружными силами. Однако, как показывает практика, возникают ситуации, когда необходима дополнительная радиальная нагрузка на подшипник.
Динамическая осевая грузоподъемность
Восприимчивость, как к радиальным нагрузкам, так и к осевым характерна для однорядных цилиндрических роликоподшипников, внутренние и наружные кольца которых оснащены направляющими бортами. Определяющим фактором осевой грузоподъемности, как правило, является несущая способность роликовых торцов, а также бортов в месте контакта с роликами. На несущую способность, главным образом, влияет смазывание, рассеивание тепла от подшипника, а также рабочая температура.
Ниже приведены условия, допустимая осевая нагрузка для которых рассчитывается по следующей формуле:
Fар – величина максимальной допустимой осевой нагрузки, измеряемая в кН;
С0 – величина статической грузоподъемности, измеряемая в кН;
Fr – величина фактической радиальной нагрузки, приложенной к подшипнику, измеряемая в кН;
n – частота вращения, измеряемая в об/мин;
d – диаметр отверстия подшипника, измеряется в мм;
D – диаметр наружного кольца подшипника, измеряется в мм;
k1 – коэффициент, имеющий величину
1,5 – если смазывание осуществляется маслом;
1 – если смазывание осуществляется пластичной смазкой;
k2 – коэффициент, имеющий величину
0,15 – если смазывание осуществляется маслом;
0,1 – если смазывание осуществляется пластичной смазкой;
Ниже приведены нормальные условия эксплуатации, на которых основано вышеуказанное уравнение:
Температура подшипника отличается от температуры окружающей среды на 60oС;
Для поверхности наружного кольца подшипника (πDB) характерна удельная теплоотдача 0,5 мВт/мм2 oС.
Величина относительной вязкости к≥2.
Если используется пластичная смазка, то для нее характерна вязкость базового масла. Возможно увеличение коэффициента трения и, как следствие, сокращение эксплуатационного ресурса подшипника, при условии, что к≥2. Путем применения смазок с антизадирными и противоизносными присадками, можно добиться понижения данного эффекта на пониженных скоростях вращения.
При длительном воздействии осевых нагрузок, если используются пластичные смазки, то следует выбрать смазку, которая при рабочей температуре имеет хорошее маслоотделение более 3% в соответствии с требованиями стандарта DIN 51 817. Повторную смазку также рекомендовано производить чаще.
Значение величины Fар, вычисленное по приведенному выше уравнению, характерно для зоны контакта с бортами – поверхности роликовых торцов, к которым подается достаточное количество смазки и постоянно приложена осевая нагрузка. При условии кратковременного осевого нагружения, значение Fар возрастает вдвое, а при осевых ударных нагрузках – втрое.
Чтобы борта не ломались, постоянная осевая нагрузка Fа, приложенная к подшипнику, не должна выходить за рамки следующих значений:
Случайная ударная нагрузка, приложенная к подшипнику, не должна выходить за рамки следующих значений:
Fa max – величина осевой нагрузки, случайно либо постоянно воздействующей на подшипник, измеряемая в кН;
D – диаметр наружного кольца подшипника, измеряется в мм.
Чтобы, при больших осевых нагрузках, вал вращался точно, а нагрузка на борт действовала равномерно, необходимо тщательно соблюдать допуски осевого биения и размеров, характерные для поверхностей деталей, сопряженных с подшипником. На рисунке 11показана опора внутреннего кольца на половину высоты борта.
Компания SKF рекомендует выполнить такую опору, чтобы соблюдалась точность размеров заплечников. Диаметр заплечника вала определяется по формуле:
d1 – величина диаметра борта внутреннего кольца, измеряется в мм;
F – величина диаметра дорожки качения внутреннего кольца, измеряемая в мм.
Кардинальное изменение характера воздействия нагрузки на борт наблюдается при условии, что относительный перекос колец подшипника больше одной угловой минуты. В таком случае может быть недостаточно коэффициентов запаса, являющихся ориентировочными. В данной ситуации рекомендуется проконсультироваться со специалистами компании SKF.
Эквивалентная динамическая нагрузка
Для плавающих подшипников характерно соотношение Р=Fr. В случае, когда подшипник, кольца которого оснащены бортами, применяется для фиксации вала в двух направлениях, эквивалентная динамическая нагрузка определяется следующими выражениями:
е – величина коэффициента, который может быть равен:
0,2 – применимо к 10, 2, 3, 4 сериям подшипников;
0,3 – применимо к другим сериям подшипников.
Y – величина коэффициента осевой нагрузки, который может быть равен:
0,6 – применимо к 10, 2, 3, 4 сериям подшипников;
0,4 – применимо к другим сериям подшипников.
Величина соотношения Fa/Fr не должна быть больше 0,5, так как цилиндрические роликоподшипники, находящиеся под воздействием осевой нагрузки, могут нормально функционировать лишь при одновременном приложении к ним радиальной нагрузки.
Дополнительные обозначения
Некоторые характеристики однорядных цилиндрических роликоподшипников, производимых компанией SKF, в своем обозначении имеют суффиксы, список и значение которых приведены ниже:
CN – нормальный радиальный зазор. Данный суффикс, как правило, применяется в комбинации с буквами H, L, P, которые говорят о смещенном или суженном поле зазора.
Н – суженное поле зазора. Данное поле соответствует полю зазора конкретной группы (его верхней половине).
L – суженное поле зазора. Данное поле соответствует полю зазора конкретной группы (его нижней половине).
Все вышеприведенные буквы могут применяться в комбинации с такими классами зазоров, как С2, С4, С5 (к примеру С2Н).
С2 – внутренний радиальный зазор отличается от нормального в меньшую сторону;
С3 – внутренний радиальный зазор отличается от нормального в большую сторону;
С4 – внутренний радиальный зазор отличается от С3 в большую сторону;
С5 – внутренний радиальный зазор отличается от С4 в большую сторону;
НА3 – материал исполнения внутреннего кольца – цементируемая сталь.
НВ1 – наружное и внутреннее кольца подшипника закалены на бейнит.
HN1 – наружное и внутреннее кольца подшипника имеют специальную термообработку поверхности.
J – сепаратор штампованный, центрированный по шарикам. Материал исполнения – сталь.
К – отверстие коническое, имеющее конусность 1:12.
M – сепаратор, обработанный механически, центрированный по шарикам, материал исполнения – латунь. Данный суффикс может применяться с цифрами, которые говорят о конструктивных отличиях либо о других материалах исполнения (к примеру М1).
МА – сепаратор, обработанный механически, центрирование по наружному кольцу, материал исполнения – латунь.
МВ – сепаратор, обработанный механически, центрирование по внутреннему кольцу, материал исполнения – латунь.
ML – механически обработанный сепаратор, цельный, оконного типа. Центровка по наружному либо внутреннему кольцу. Материал исполнения – латунь.
МР – механически обработанный сепаратор, цельный, оконного типа. Центровка по наружному либо внутреннему кольцу. Материал исполнения – латунь. Оснащен протянутыми либо фрезерованными карманами.
MR – механически обработанный сепаратор, цельный, оконного типа. Центровка по роликам. Материал исполнения – латунь.
N – канавка, расположенная на наружном кольце подшипника, предназначенная для расположения стопорного кольца.
NR – аналогично суффиксу N, однако обозначает дополнительное наличие стопорного кольца.
N1 – одиночный паз, расположенный на торце наружного кольца. Служит для применения фиксатора.
N2 – два паза, предназначенных для фиксации, расположены относительно друг друга под углом 180o на торце наружного кольца.
Р – сепаратор, центрируемый по шарикам. Материал исполнения – стеклонаполненный полиамид 6,6.
РН – сепаратор литой, центрируемый по шарикам. Материал исполнения – стеклонаполненный полиэфирэфиркетон (РЕЕК).
РНА – сепаратор литой, центрируемый по наружному кольцу. Материал исполнения – стеклонаполненный полиэфирэфиркетон (РЕЕК).
S1 – кольца, имеющие стабилизацию для работы при максимальной температуре в +200oС.
S2 – кольца, имеющие стабилизацию для работы при максимальной температуре в +250oС.
VA301 – роликоподшипник, применяемый в железнодорожных тяговых двигателях.
VA305 – тот же подшипник VA301, прошедший спецконтроль.
VA350 – роликоподшипник железнодорожный, буксовый.
VA380 - роликоподшипник железнодорожный, буксовый, выполнен в соответствии с
EN 12080:1998, имеет класс 1.
VA3091 – VA301+VL0241
VC025 – подшипник, предназначенный для эксплуатации в загрязненной среде, имеющий износостойкие дорожки качения.
VL0241 – электроизолированное внешнее кольцо. Назначение – электроизоляционная защита при воздействии до 1000 В. Материал исполнения – оксид алюминия.
VL2071 - электроизолированное внутреннее кольцо. Назначение – электроизоляционная защита при воздействии до 1000 В. Материал исполнения – оксид алюминия.
VQ015 – внутренне кольцо, дорожки качения которого – комбинированные. Назначение – компенсация перекосов, превышающих норму.
Карта раздела
