Детали машин и основы конструирования - часть 13

 

53

Тела  качения  во  избежание  ненужного  контакта  друг  с  другом  и  рав-

номерного распределения по окружности заключены в специальную кольце-
образную обойму – сепаратор (лат. Separatum – разделять).  

В мировой практике для вагонов используются роликовые подшипники 

различных  типов.  По  данным  Всероссийского  института  вагоностроения 
(ВНИИВ)  подшипники  с  цилиндрическими  роликами  при  прочих  равных 
условиях  в  диапазоне  ходовых  скоростей  грузовых  поездов  (14 

÷  28  м/с) 

имеют вчетверо меньший коэффициент трения, который к тому же не увели-
чивается  и при росте скорости до 50 м/с.  

В  некоторых  конструкциях,  где  приходится  бороться  за  уменьшение 

радиальных габаритов, применяются т.н. "бескольцевые" подшипники, когда 
тела качения установлены непосредственно между валом и корпусом. Однако 
нетрудно  догадаться,  что  такие  конструкции  требуют  сложной,  индивиду-
альной, а, следовательно, и дорогой сборки-разборки.

  

 
Достоинства подшипников качения: 

  низкое трение, низкий нагрев; 
  экономия смазки; 
  высокий уровень стандартизации; 
  экономия дорогих антифрикционных материалов. 

 

Недостатки подшипников качения: 

` 

высокие габариты (особенно радиальные) и вес; 

` 

высокие требования к оптимизации выбора типоразмера;  

` 

слабая  виброзащита,  более  того,  подшипники  сами  являются  генера-
торами вибрации за счёт даже очень малой неизбежной разноразмер-
ности тел качения.  

 
Так, при переводе подвижного состава с букс скольжения на подшип-

ники  качения  возникла  неожиданная  проблема.  Уровень  вибрации  вагонов 
даже на очень хороших участках  пути возрос в 10 

÷15 раз! Это происходит 

из-за того, что буксы скольжения рассеивают энергию вибрации посредством 
сил трения, а подшипники качения "по определению" лишены такой способ-

 

54

ности. Для этого в колёсных тележках потребовалось применение специаль-
ных  деталей, совершающих работу сил трения  - фрикционных клиньев, ли-
бо    многослойных  пластинчатых  рессор,  пакетов  цилиндрических  пружин, 
гидравлических виброгасителей. 

Подшипники  качения  классифицируются  по  следующим  основным 

признакам: 

Î

 

форма тел качения; 

Î

 

габариты (осевые и радиальные); 

Î

 

точность выполнения размеров; 

Î

 

направление воспринимаемых сил. 

 
По форме тел качения подшипники делятся на: 

Î

 

Шариковые  (быстроходны,  способны  к  самоустановке  за  счёт  возмож-
ности некоторого отклонения оси вращения); 

 

РАДИАЛЬНЫЙ 

САМОУСТАНАВЛИ-  
      ВАЮЩИЙСЯ  

                

РАДИАЛЬНО-УПОРНЫЕ: 

ОДНОРЯДНЫЙ            МНОГОРЯДНЫЙ    

                         

УПОРНЫЕ:

ОДНОРЯДНЫЙ                     МНОГОРЯДНЫЙ    

       

ШАРИКОВЫЕ   ПОДШИПНИКИ 

 

55

Î

 

Роликовые – конические, цилиндрические, игольчатые (более грузоподъ-
ёмны,  но  из-за  точно  фиксированного  положения  оси  вращения  не  спо-
собны самоустанавливаться, кроме бочкообразных роликов). 

 

По радиальным габаритам подшипники сгруппированы в семь серий: 

 
По осевым габаритам подшипники сгруппированы в четыре серии: 

 

 

2 СВЕРХЛЁГКИЕ       2 ОСОБОЛЁГКИЕ            ЛЁГКАЯ          СРЕДНЯЯ       ТЯЖЁЛАЯ

         СЕРИИ;                       СЕРИИ;               СЕРИЯ;          СЕРИЯ;          СЕРИЯ.

    

УЗКАЯ        НОРМАЛЬНАЯ        ШИРОКАЯ             ОСОБОШИРОКАЯ 

     СЕРИЯ;            СЕРИЯ;                 СЕРИЯ;                       СЕРИЯ. 

ИГОЛЬЧАТЫЙ

   

КОНИЧЕСКИЙ    

       

САМОУСТАНАВ-    

        ЛИВАЮЩИЙСЯ 

ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ РОЛИКОВЫЕ РАДИАЛЬНЫЕ

  

           

РОЛИКОВЫЕ   ПОДШИПНИКИ 

 

56

По классам точности подшипники различают следующим образом:  

Î

 

"0" – нормального класса; 

Î

 

"6" – повышенной точности; 

Î

 

"5" – высокой точности; 

Î

 

"4" – особовысокой точности; 

Î

 

"2" – сверхвысокой точности. 

 При выборе класса точности подшипника необходимо помнить о том, 

что "чем точнее, тем дороже". 
 

По воспринимаемым силам все подшипники делятся на четыре группы. 

Вычислив радиальную F

r 

 и осевую F

a

 реакции опор вала, конструктор может 

выбрать: 

Î

 

Радиальные подшипники (если F

r 

 << F

a

), воспринимающие только ради-

альную нагрузку и незначительную осевую. Это цилиндрические ролико-
вые (если F

a

 = 0) и радиальные шариковые подшипники. 

Î

 

Радиально-упорные  подшипники  (если  F

r 

  >  F

a

),  воспринимающие 

большую  радиальную  и  меньшую  осевую  нагрузки.  Это  радиально-
упорные шариковые и конические роликовые с малым углом конуса. 

Î

 

Упорно-радиальные  подшипники  (если  F

r 

<    F

a

),  воспринимающие 

большую осевую и меньшую радиальную нагрузки. Это конические роли-
ковые подшипники с большим углом конуса. 

Î

 

Упорные подшипники, "подпятники" (если F

r 

<<  F

a

), воспринимающие 

только  осевую  нагрузку.  Это  упорные  шариковые  и  упорные  роликовые 
подшипники. Они не могут центрировать вал и применяются только в со-
четании с радиальными подшипниками. 

Материалы подшипников качения назначаются с учётом  высоких тре-

бований к твёрдости и износостойкости колец и тел качения. 

Здесь  используются  шарикоподшипниковые  высокоуглеродистые  хро-

мистые стали ШХ15 и ШХ15СГ, а также цементируемые легированные стали 
18ХГТ и 20Х2Н4А. 

Твёрдость колец и роликов обычно HRC 60 

÷ 65,  а у шариков немного 

больше –  HRC 62 

÷ 66,  поскольку площадка контактного давления у шарика 

меньше. Сепараторы изготавливают из мягких углеродистых сталей либо из