Выбор подшипников |
Выбор подшипников зависит от трех основных факторов: нагрузки, скорости и срока службы. Но при этом следует принимать во внимание и другие условия работы, равно как и затраты на установку, эксплуатационные расходы и доступность на рынке. Необходимо учесть следующие аспекты:
- Нагрузка: радиальная, осевая или комбинированная? Какова её величина? Какова она по своему характеру: равномерная, легкая ударная или тяжелая ударная?
- Скорость: постоянная или переменная? Какова её величина? Движение однонаправленное или колебательное? Скорости вращения подшипников ограничены классом точности, используемой смазкой, конструкцией сепаратора и уплотнений.
- Требуемый срок службы: как долго должен проработать подшипник? Обычно это обозначается количеством часов работы при заданной скорости и нагрузке.
- Шум и вибрации: будет ли подшипник работать в условиях, где шум нежелателен или при высоких скоростях, когда необходима точная балансировка для предотвращения вибраций?
- Перекос: присутствует ли он? На какой градус?
- Температура: каковы температуры рабочей и окружающей среды? На рабочую температуру влияют скорость, нагрузка и внешние источники тепла.
- Условия среды: присутствуют ли загрязняющие или коррозионные вещества? Если да, то какие и в каком количестве?
Как только эти параметры определены и вычислены, соотнесите возможности различных типов подшипников с требованиями конкретного применения. Чтобы правильно выбрать подшипник, учитывайте не только условия эксплуатации, но и требования по техническому обслуживанию, а также совокупную стоимость.
Подшипники скольжения используются в основном там, где требования к грузоподъемности и максимальной скорости невелики и точность не слишком важна. Среди преимуществ можно назвать малые первоначальные и сборочные затраты.
Подшипники качения могут выдерживать более высокие нагрузки и скорости. Они имеют наименьшее трение и энергозатраты на вращение. Характер нагрузки обычно определяет тип подшипника качения для конкретного применения. Например, при преобладающей осевой нагрузке требуется использование упорного или радиально-упорного подшипника, либо конического роликоподшипника. При больших радиальных нагрузках необходимы роликовые подшипники.
Шариковые подшипники обычно используются для высоких скоростей, в отличие от роликовых подшипников, в том числе, конических и сферических, которые лучше подходят для больших нагрузок. Важно отметить, что сферические роликоподшипники являются динамически самоустанавливающимися, чего нельзя сказать о конических роликоподшипниках, которые, однако, имеют более высокую осевую грузоподъемность.
При выборе подшипникового узла учитывайте размер вала, радиальные и осевые нагрузки, динамические характеристики, скорость вращения, ограничения при установке и условия рабочей среды.
Первый шаг при выборе подшипникового узла – это определение размера вала с учетом изгибающих и скручивающих нагрузок. При этом опрокидывающие усилия или нагрузки, возникающие при больших межцентровых расстояниях, могут потребовать использования валов большого диаметра, даже при небольших нагрузках на подшипники. В таких случаях целесообразно использовать облегченные подшипники или обработать торцы вала под подшипники меньшего размера. Необходимо иметь в виду, что на выбор вала влияют не только технические требования. Его размер может быть продиктован конструктивной унификацией, рыночным ассортиментом и тому подобными факторами.
Способ соединения подшипника с валом выбирается на основе соотношения затрат и рабочих характеристик. Простота установки важна как при проектировании, так и при эксплуатации. В некоторых случая техобслуживание оборудования требует частой разборки подшипника. В таких случаях целесообразно использование подшипниковых узлов, простых в установке и разборке.
Выбирайте подшипниковый узел, учитывая особенности его опорных элементов и окружающих конструкций, равно как прочностные требования. Также принимайте во внимание факторы, влияющие на установку, такие как зазоры и дополнительные детали, требующиеся для монтажа. В большинстве случаев корпус передает нагрузку на монтажную конструкцию через опорную и контактную поверхность, а крепежные болты обеспечивают только крепление и фиксацию. Если с корпуса на крепежные элементы передается нагрузка, внимательно рассчитайте их размер, конфигурацию крепежных отверстий, процедуру установки, прочность корпуса и другие параметры, влияющие на грузоподъемность конструкции в целом.
Также учитывайте прочность материалов корпуса и его конфигурацию. Стационарный подшипниковый узел с толстостенным усиленным корпусом из серого литейного чугуна может оказаться прочнее, чем стальной корпус более легкой конструкции, несмотря на больший предел прочности стали.