Радиальные шарикоподшипники
однорядные, метрической размерности
- Универсальное применение
- Восприятие радиальных и осевых усилий
- Подходят для высокой частоты вращения
Радиальные шарикоподшипники— это наиболее часто используемый конструктивный тип подшипников качения. Они способны воспринимать не только радиальные усилия, но также осевые и комбинированные усилия и особенно хорошо подходят для высокой частоты вращения. Радиальные шарикоподшипники являются неразборными и допускают лишь минимальный угол наклона.
Габаритные размеры и допуски
Радиальные шарикоподшипники стандартно поставляются компанией KRW в соответствии с DIN 620-2 (допуски для подшипников качения) и ISO 492 (радиальные подшипники: размеры и допуски) с нормальным классом допуска (PN). Все другие — отклоняющиеся от этого или специальные — классы допуска следует указывать при заказе.
Стандарты
Основные габаритные размеры однорядных радиальных шарикоподшипников определены в соответствии с ISO 15 (радиальные подшипники: общие габаритные размеры), DIN 616 (подшипники качения: размерные чертежи) или DIN 625-1 (радиальные шарикоподшипники). Габаритные размеры кольцевой канавки и упорного наружного кольца отвечают требованиям ISO 464 (радиальные подшипники с упорным наружным кольцом), DIN 616 или DIN 5417 (крепежные детали для подшипников качения: упорные наружные кольца для подшипников с кольцевой канавкой).
Конструктивное исполнение подшипников
Радиальные шарикоподшипники являются неразъемными и неразборными подшипниками. Помимо радиальный усилий, они также воспринимают двусторонние осевые усилия. В зависимости от зазора образуются подогнанные углы контакта. Из-за точечного контакта предел допустимой радиальной нагрузки шарикоподшипников намного ниже предела роликоподшипников с линейным контактом.
Образование угла контакта под действием осевых усилий
Зазор в подшипнике
Радиальные шарикоподшипники KRW стандартно поставляются в соответствии с DIN 620-4 (радиальный зазор в подшипнике) и ISO 5753-1 (подшипники качения: зазор в подшипнике) с нормальным зазором в подшипнике (CN), но также могут поставляться во всех классах зазора с ограниченным или специальным зазором.
| ||||||||
Сепаратор
Радиальные шарикоподшипники KRW стандартно оснащаются двухсоставным латунным сепаратором (дополнительная маркировка: M). Другие варианты конструктивного исполнения сепаратора доступны по запросу или выбираются в зависимости от области применения и снабжаются соответствующей маркировкой на подшипнике.
Специальная дополнительная маркировка
| DB | Комплект подшипников, состоящий из двух однорядных радиальных шарикоподшипников, подогнанных друг к другу как пара по схеме установки «О»; за дополнительной маркировкой следует символ, обозначающий степень предварительного натяга или размер зазора в подшипнике. |
| DF | Комплект подшипников, состоящий из двух однорядных радиальных шарикоподшипников, подогнанных друг к другу как пара по схеме установки «X»; за дополнительной маркировкой следует символ, обозначающий степень предварительного натяга или размер зазора в подшипнике. |
| DT | Комплект подшипников, состоящий из двух однорядных радиальных шарикоподшипников, подогнанных друг к другу как пара по параллельной схеме установки; за дополнительной маркировкой следует символ, обозначающий степень предварительного натяга или размер зазора в подшипнике. |
Компенсация угловой погрешности
Радиальные шарикоподшипники лишь в ограниченной степени подходят для компенсации смещений. Допустимое смещение внутреннего кольца и наружного кольца относительно друг друга зависит от размера подшипника, внутренней конструкции подшипника, рабочего зазора и действующих сил и моментов.
Смещения ведут к ненадлежащему движению шариков, вызывая дополнительные напряжения в подшипнике, сокращающие срок его службы.
Частота вращения
Компания KRW различает предельную кинематическую частоту вращения nG и термическую контрольную частоту вращения nth. Предельная кинематическая частота вращения — это практическое механическое предельное значение, которое основывается на механической эксплуатационной прочности подшипника качения в зависимости от монтажных условий и смазки. Запрещается превышать предельную частоту вращения даже в оптимальных эксплуатационных условиях без предварительного согласия компании KRW.
Термическая контрольная частота вращения представляет собой параметр равновесия между теплотой, выделяемой в подшипнике вследствие трения, и отводимым тепловым потоком. Это значение указано в стандарте DIN ISO 15312 (подшипники качения: термическая контрольная частота вращения).
Допустимые значения рабочей температуры
Допустимая рабочая температура подшипника определяется в зависимости от материала сепаратора, размерной устойчивости деталей подшипника (колец и тел качения), а также смазочного материала. Подшипники KRW стандартно стабилизированы с расчетом на температуру до 200 °C (S1). По запросу компания KRW поставляет подшипники качения, рассчитанные на более высокие рабочие температуры.
Расчет размеров
Для подшипников, испытывающих динамические нагрузки
Формула расчета срока службы по ISO 281 L10 = (C/P)p для подшипников, испытывающих динамические нагрузки, исходит из эквивалентной нагрузки (P), воздействующей с постоянной направленностью и постоянной силой. Для расчета P необходимы расчетные коэффициенты и отношение осевой и радиальной нагрузки.
Динамически эквивалентная нагрузка на подшипник P
Для радиального шарикоподшипника в условиях только радиальной нагрузки, который функционирует как плавающий подшипник, справедливо следующее:
| P | динамическая эквивалентная нагрузка | [кН] |
| Fr | динамическое радиальное усилие | [кН] |
Эквивалентный срок службы радиального шарикоподшипника в условиях дополнительной осевой нагрузки зависит от отношения Fa/Fr (осевое усилие / радиальное усилие). Динамически эквивалентная нагрузка на подшипник определяется следующей формулой:
| P | динамическая эквивалентная нагрузка | [кН] |
| Fr | динамическое радиальное усилие | [кН] |
| Fa | динамическое осевое усилие | [кН] |
| e | расчетный коэффициент, см. таблицу | [кН] |
| X | расчетный коэффициент, см. таблицу | [кН] |
| Y | расчетный коэффициент, см. таблицу | [кН] |
Расчетные коэффициенты X и Y зависят от отношения:
| C0 | статическая допускаемая нагрузка, см. таблицу изделий | [кН] |
| f0 | статический расчетный фактор, см. таблицы изделий | [-] |
Восприятие осевых усилий связано с углом контакта подшипника, который регулируется имеющимся рабочим зазором в подшипнике. Коэффициенты e, X и Y приведены в следующей таблице в зависимости от зазора в подшипнике.
Если рассчитанное значение находится между указанных значений, то необходимо считать окружающие значения и интерполировать их на нужное значение. Табличные значения распространяются только на посадку вала с j5 по k5, корпус: J6.
| Зазор в подшипнике CN | Зазор в подшипнике C3 | Зазор в подшипнике C4 | |||||||
| f0 · Fa / C0 | e | X | Y | e | X | Y | e | X | Y |
| 0,31 | 0,22 | 0,56 | 2,0 | 0,31 | 0,46 | 1,75 | 0,40 | 0,44 | 1,42 |
| 0,48 | 0,24 | 0,56 | 1,8 | 0,33 | 0,46 | 1,62 | 0,42 | 0,44 | 1,36 |
| 0,86 | 0,27 | 0,56 | 1,6 | 0,36 | 0,46 | 1,46 | 0,44 | 0,44 | 1,27 |
| 1,60 | 0,31 | 0,56 | 1,4 | 0,41 | 0,46 | 1,30 | 0,48 | 0,44 | 1,16 |
| 3,10 | 0,37 | 0,56 | 1,2 | 0,46 | 0,46 | 1,15 | 0,52 | 0,44 | 1,10 |
| 6,20 | 0,44 | 0,56 | 1,0 | 0,46 | 0,46 | 1,00 | 0,56 | 0,44 | 1,00 |
Для подшипников, испытывающих статические нагрузки
В случае с подшипниками с очень низкой частотой вращения (n x dm ≤ 4000 мм/мин) расчет динамической нагрузки не применим. Статический коэффициент запаса S0 рассчитывается по:
| S0 | статический коэффициент запаса | [-] |
| C0 | статическая допускаемая нагрузка (из таблицы подшипников) | [кН] |
| P0 | статическая эквивалентная нагрузка подшипника | [кН] |
| n | частота вращения подшипника | [об/мин] |
| dm | средний диаметр подшипника [dm = (D+d)/2] | [мм] |
Статическая несущая способность
Для радиальных шарикоподшипников, испытывающих статическую нагрузку, действуют следующие закономерности:
Стойкость к осевым нагрузкам
При избыточной осевой нагрузке на радиальные шарикоподшипники существует опасность повреждения шариками кромок дорожки качения. Поэтому допустимая осевая сила приведена в соответствие со статической допускаемой нагрузкой C0. В таблице ниже этот параметр указан для наиболее распространенных серий радиальных шарикоподшипников.
| Радиальный рабочий зазор в подшипнике в соответствии с | Fa, max / C0 | |||||||
| d ≤ 60 мм | d > 60 мм | |||||||
| Серия | Серия | |||||||
| 160 | 60 | 62 | 63, 64 | 160 | 60 | 62 | 63, 64 | |
| CN | 0,3 | 0,5 | 0,55 | 0,7 | 0,6 | 0,65 | 0,75 | 0,7 |
| C3 | 0,25 | 0,45 | 0,5 | 0,7 | 0,55 | 0,6 | 0,65 | 0,7 |
| C4 | 0,2 | 0,4 | 0,45 | 0,7 | 0,45 | 0,55 | 0,6 | 0,7 |
В случае с радиальными шарикоподшипниками, испытывающими высокие осевые нагрузки, нагруженные борта требуют опоры по всей высоте бортов. Высота бортов приведена в таблицах подшипников.
Минимальная радиальная нагрузка
Для надежной эксплуатации подшипника качения требуется параметр минимальной нагрузки. При падении нагрузки ниже минимального значения возможно проскальзывание. Минимальная радиальная нагрузка для радиальных шарикоподшипников ориентировочно составляет 1 % от статической допускаемой нагрузки C0 подшипника. При падении параметра ниже этого значения следует обращаться в инженерно-технологическую службу компании KRW.
