Размеры шариков подшипников шариковых

Содержание

1 Общие сведения о механизме
2 Глава 5. Сопротивление вращения. Точность исполнения. Мировые системы стандартов.
3 Классификация подшипников
4 Классификация подшипников качения
5 Основные виды изделий
6 Применение упорных шариковых подшипников
7 Условное обозначение шариков по ГОСТ 3722
8 Типы подшипников
9 Применяемость подшипника 6201 (201)
10 Как собирают разные виды шариковых подшипников: фото
11 Материалы
12 Шариковые
13 Классификация подшипников
14 Подшипник 6201 – размеры
15 Основные виды изделий
16 История возникновения

Общие сведения о механизме

Сборочный опорный компонент, размещённый на жёстко закреплённой оси или валу, называется подшипником. Его предназначение — обеспечение с минимальным противодействием процессов вращения, качения и хода. А также с его помощью передаётся движущий импульс к прочим элементам механизма.

Такому узлу характерны следующие главные параметры:

Наибольшее нагружающее усилие. Он бывает осевым, действующим вдоль оси, на которой закреплён подшипник и радиальным, расположенным под прямым углом.
Максимальные скоростные возможности.
Габариты установки.
Класс точности подшипников.
Необходимые виды смазки и их эквиваленты.
Количество оборотов до начала разрушения момент (усталости).
Наличие шумовых и вибрационных явлений.

В большинстве отраслей преимущественно используются системы, пользующиеся качением или скольжением.

Они представляют собой опорную часть вращающихся конструкций. Их применение основывается на самом малом значении силы трения при качении меньше, чем при скольжении, следовательно, и расход энергии на преодоление этих сил будет меньше.

Конструкция и назначение

Главными составляющими такого подшипника служат тела качения, сепаратор для предотвращения их сталкивания, две обоймы в виде колец. На них есть в наличии специальные канавки, именуемые дорожками качения для направления движения катящихся элементов. Это промышленные подшипники.

При ограниченном пространстве используются конструкции без обойм. В этом случае желоба для качения оборудуются на поверхностях механизма. Кроме компактности, такой способ компоновки придаст жёсткость всей структуре.

Если условия работы требуют установки подшипника без сепаратора, то увеличивается количество катящихся компонентов. При росте грузоподъёмности уменьшается скорость вращения.

Классификация по различным признакам

Подшипники качения не походят друг на друга по нескольким параметрам. Каждый из них используется в разных условиях и механизмах. Они подразделяются по таким критериям:

По геометрии рабочего тела. Это шарики или ролики. Последние бывают укорочёнными, удлинёнными, коническими, сферообразными, пустотелыми, игольчатыми.
Применяемость таких устройств уместна там, где требуются повышенные скорости.
Бывают изделия с одним или несколькими рядами качения.
В зависимости от направления силы воздействия это радиальные, упорно-радиальные, радиально-упорные и упорные.
По габаритам их поделили на серии.

Все они сведены в таблицу подшипников по размерам, так как при некоторых одинаковых данных другие могут отличаться. У отдельных бывает одинаковый внутренний и внешний диаметр, а толщина разная. Чем больше подшипник, тем ниже его частота вращения.

Подшипник

Точность регламентируется таким порядком: 8, 7, 0, 6 Х, 6, 5, 4, 2, Т. Этот параметр характеризует соответствие формы и осевых смещений. Минимальный показатель — 8, максимальный — Т.

Глава 5. Сопротивление вращения. Точность исполнения. Мировые системы стандартов.

С точки зрения производителей йо-йо сопротивление вращения – это одна из самых важных характеристик подшипника (после геометрических размеров).

В соответствии с возможным применением в промышленности миниатюрные подшипники с разным сопротивлением делятся на классы (JIS – Japanese Industrial Standards -система классификации подшипников):

Классы 0 и 6 – подшипники для принтеров, бытовых электромоторов, моторов машин.
Классы 5 и 4 – подшипники для миниатюрных моторов, сервомоторов, зубоврачебных инструментов.
Классы 4 и 2 – подшипники для сверхточных моторов.

Для йо-йо обычно используются подшипники всех классов, кроме 2. Не надо забывать, что чем меньше сопротивление вращения в подшипнике, тем выше его стоимость. Использовать в йо-йо подшипники класса 2 можно, но это будет неоправданно дорого.

Рисунок 4. Возможные отклонения в исполнении деталей подшипников

Точность исполнения подшипника – не менее важная характеристика. Надо понимать, что все детали подшипника: внешнее и внутреннее кольца, клетка и шарики могут быть сделаны с разной степенью точности. Производители подшипников для упрощения понимания свели сложные и запутанные характеристики точности изготовления подшипников к некоторым стандартам. Таких стандартов много.

Общепринятыми считаются следующие:

ABEC – Annular Bearing Engineers Committee
ANSI –American National Standards Institute
AFBMA – Anti-Friction Bearing Manufacturers Association
ISO – International Organization for Standardization
JIS – Japanese Industrial Standards
DIN – Deutsch Industrial Norm

Описания всех этих стандартов можно без труда найти в интернете.

Какими бывают подшипники качения

Не вдаваясь в детали истории, можно сказать, что в нашей стране наиболее узнаваемым является ABEC стандарт. Он предполагает 5 категорий точности: ABEC – 1, 3, 5, 7, 9. Чем выше число, тем выше качество изготовления, и соответственно, длительность вращения подшипника. Подшипник ABEC-9 по качеству соответствует примерно подшипнику класса 2 по стандартам JIS. В производстве йо-йо обычно используют все категории, кроме ABEC9.

Вы всегда можете купить и поставить подшипник ABEC-9 на свое йо-йо – ( www.podshipnik.ru, www.minibearings.com.au ). Наверное, будет «круто».

В заключение хочется заметить, что, если вы решите самостоятельно измерить или проверить точность изготовления подшипников с ваших йо-йо, то вам необходимо будет найти (купить, одолжить) микрометр – прибор для измерения длин с точностью до долей микрона и научиться разбирать подшипник не ломая его. Один микрон равен одной тысячной миллиметра. ABEC 1 – погрешность – 7,5 микрон. ABEC 3 – погрешность – 5,0 микрон. ABEC 5 – погрешность – 3,5 микрон. ABEC 7 – погрешность – 2,5 микрон. ABEC 9 – погрешность – 1,2 микрон.

Классификация подшипников

В настоящий момент существует несколько разновидностей этих изделий, различающихся между собой принципами работы. На основании этого критерия их принято подразделять на следующие типы:

качения;
скольжения;
газодинамические;
динамические;
магнитные.

В машиностроительной отрасли наибольшее распространение получили два типа этих изделий:

Далее мы подробно рассмотрим, какое устройство имеет шариковый подшипник качения.

Говоря о его конструкции необходимо отметить два кольца, выступающие основными элементами. Кроме того, составляющей частью таких изделий являются тело качения и сепаратор. Отметим, что в некоторых подшипников сепаратор отсутствует.

Подшипники качения разного диаметра и размера, которые лишены сепаратора, отличается высокой грузоподъемностью. Однако они имеют невысокие скоростные характеристики. Дорожки для качения в таких изделиях располагаются на торцевой поверхности кольца, а также внутри него. При работе изделий по ним происходит движение тела качения.

Типы подшипников

Классификация подшипников качения

Любой подшипник качения устроен просто и состоит из нескольких частей:

внутренняя обойма;
внешняя обойма;
тело качения;
сепаратор.

Также многие модели, в зависимости от условий их эксплуатации, имеют защитный кожух, выполненный из резины или металла. В них смазка заложена с завода и в процессе эксплуатации они не обслуживаются. Сепаратор служит для удержания тел вращения, он может и отсутствовать. Может иметь как скрытую конструкцию, так и открытую. Выполняется из пластика или из металла, в зависимости от условий применения.

Подшипники качения бывают только двух видов, в зависимости от типа тела качения: роликовые и шариковые. Не нужно объяснять разницу между шариком и роликом, а вот классификация того или другого вида достаточно запутана. Основные параметры, которые интересуют инженеров при принятии решения о применении той или иной модели показаны на рисунке. Все эти параметры сводятся в таблицы, и если техника не советская и совпадает по стандартам с мировыми, то отыскать подходящее изделие можно в течение одной минуты и выбрать среди миллиона тот, который необходим.

Основные виды изделий

Шариковые подшипники радиального вида представляют собой деталь, отличающуюся широким спектром применения. Их можно использовать в условиях, в которых применять упорные модификации нет возможности. Эти изделия рассчитаны на радиальную нагрузку. Кроме того, они в состоянии воспринимать и осевые нагрузки небольшой величины. Одной из их особенностей являются хорошие скоростные показатели. Однако перекосов валов они не выдерживают. Помимо этого, они имеют невысокую нагрузочную способность. Если говорить о лидерах по производству этих изделий, то таковыми являются компании из Швеции и Японии.

Упорный шариковый подшипник — эти изделия определенного диаметра, рассчитанные на работу при осевой нагрузке. Радиальную нагрузку этот вид шариковых подшипников не выносит. Для них характерны высокие скоростные качества, однако нагрузоспособность у них довольно низкая.

Подшипник упорного вида однорядный

при незначительных нагрузках и невысоких оборотах

Радиальные упорные по своему устройству схожи с радиальными. Основное отличие этих изделий состоит в том, что работать они должны одновременно и с осевой, и с радиальной нагрузкой. Если эти условия не будут выполняться, то такие изделия невозможно будет эксплуатировать. При использовании они обеспечивают хорошую скорость.

Необходимо сказать, что эти изделия могут объединяться в дуплексы и триплексы. Это обеспечивает им возможность выдерживать осевую и радиальную нагрузку одновременно. Такая разновидность широко применяется в производстве станков и в сфере автомобилестроения.

Подшипники радиальные двухрядные

В 1907 году был изобретен этот тип изделий. Изобретателем этой разновидности изделия стал Свен Вингквист. Позднее он стал основателем и главой шведской компании SKF. Благодаря его изобретению появилась возможность передавать всю мощность от одной паровой машины к ткацким станкам, расположенным в цехе. В основе созданного инженером изобретения лежал шариковый подшипник. Однако изделие имело определенные отличия. Основное состояло в том, что у него была сферическая поверхность, расположенная на внешнем кольце. Это обеспечивает возможность его функционирования приливов. За счет этого он мог работать при изгибе и перекосе валов.

Сферический шариковый подшипник

Для продукции этого вида характерна высокая степень восприимчивости к радиальным нагрузкам. Кроме того, такой продукт, который мог быть определенного диаметра, в состоянии выдерживать только незначительные осевые нагрузки. Название этих изделий связано с наличием на их внутренней поверхности наружного кольца, имеющего сферическую поверхность. Обработанная по сфере дорожка качения обеспечивает возможность изделию самоустанавливаться. Применять эти изделия можно в узлах, оснащенных нежесткими валами.

Применение упорных шариковых подшипников

Востребованы эти опоры в приборостроении, автомобильной индустрии и машиностроении. Часто их используют в домкратах, червячных и глобоидных передачах и вращающихся центрах металлообрабатывающих станков, системах сцепления, поворотных опорах. Следует учитывать, что с большими валами и серьезными нагрузками лучше себя показали роликовые модели, в которых нагрузка от тел качения к дорожкам колец передается не точечно, а вдоль линии. Следует помнить, что срок службы упорного подшипника напрямую зависит не только от его качества, но и от того, насколько профессионально был проведен монтаж. Внутреннее тугое кольцо устанавливается на вал внатяг, что подразумевает максимально точный подбор изделия в соответствие со всеми допусками. Иногда при сборке особо точного узла берут несколько шт. одинаковых деталей и выбирают из них ту, которая максимально точно «сядет» на вал и в корпус. Во избежание проблем в процессе эксплуатации нельзя использовать ударные методы воздействия, а также передавать нагрузку от кольца к кольцу через тела качения. Оптимальным способом установки является метод напрессовки при помощи специальных механических, гидравлических и пневматических прессов, равномерно воздействующих на монтируемое кольцо по всей его окружности

Также важно помнить, что, как и любой шариковый подшипник, упорные и упорно-радиальные изделия очень требовательны к соблюдению чистоты при установке и в процессе эксплуатации, а также к качеству смазки

Условное обозначение шариков по ГОСТ 3722

Дополнительное обозначение

Диаметр шарика
—
Степень точности

например: Н25,6-20 шарик диаметром 25,6 мм с 20 степенью точности

В дополнительном обозначении:

буква «Н» — шарики применяемые в подшипниках качения. буква «Б» — шарики не сортируемые по диаметру.

Диаметр шарика:

обозначение номинального диаметра в миллиметрах

Степень точности:

На меру точности шариков влияют следующие величины: — отклонение среднего диаметра шариков , применяемых в виде отдельных деталей — разноразмерность шариков по диаметру в партии — непостоянство единичного диаметра — отклонение от сферической формы — параметры шероховатости поверхности.

Типы подшипников

Первое такое деление основывается на том, как нагрузка воздействует на подшипник и заставляет его работать. Но ведь и нагрузка бывает разной. Соответственно, и группы подшипника будет задействованы в зависимости от того, как нагрузка действует на него.

Группы, зависящие от действия нагрузки:

Радиальные.
Упорные.
Радиально-упорные.

Вторая группа — упорные элементы для вращения. Они прекрасно работают лишь только тогда, когда ощущают действия осевых нагрузок. Третья группа – радиально-упорные, которые могут действовать под любыми видами нагрузок. Им не страшны ни радиальные, ни упорные нагрузки.

Есть и другое деление подшипников, в основе которого положено форма тел для качения, а также их диаметр. Существуют два вида: шариковые и роликовые. Первый вид – шариковые. В их основе лежит качение такого тела, которое по своей форме похоже на шарики и имеют небольшой диаметр. В основе второго вида – роликового, лежит другая форма качения, то есть ролики определенного диаметра.

По своей конструкции подшипники можно разделить на два вида: самоустанавливающиеся и не самоустанавливающиеся. Такие элементы для вращения еще называют и сферическими. Обычно разделение на эти два вида не требуют какого-либо дополнительного объяснения, Но главное не забывать о диаметре и как можно чаще заглядывать в специальные таблицы, где они и представлены с пояснениями.

Существует еще одно деление подшипников, которое зависит не только от его диаметра или размера, но прежде всего от качения тел самого подшипника, которые могут быть как роликовые, так и шариковые. Такой элемент для вращения может быть, несмотря на формы шариков или роликов, одно-, двух-, трех- или четырехзарядным.

Применяемость подшипника 6201 (201)

Таблица применяемости изделия 201, 180201, 80201 и 60201

Техника	Место установки	Подшипник
ВАЗ 2101, ВАЗ 2102, ВАЗ 2103, ВАЗ 2105, ВАЗ 2106, ВАЗ 2107, ВАЗ 2108, ВАЗ 2109.	Генератор	180201 УС9
Мотоцикл минск ммв3-3.11211, минск ммв3-3.1135	Коробка передач, вал промежуточный	201
Мотоцикл ИЖ-ПС	Маятниковая вилка	201
ВАЗ 1111 Ока	генератор	80201
Луаз-1302	Генератор, задняя опора	180201 УС9
ВАЗ 2121 Нива	Генератор, опора со стороны выпрямителя	180201 УС9
Лиаз- 5256	Двигатель, система питания	201
Газ-4301	Генератор, задняя опора	180201 УС9
ЗИЛ-133ВЯ, ЗИЛ-133ГЯ	Двигатель, система питания	201
КАЗ-4540	Двигатель, система питания	201
Камаз-43101, Камаз-43106, Камаз-5320, Камаз-53205, Камаз-53213, Камаз-53215, Камаз-55111, Камаз-65115, Камаз-65117, Камаз-53229, Камаз-43114, Камаз-43118, Камаз-53228, Камаз-65111, Камаз-6426, Камаз-6520, Камаз-5297, Камаз-4350, Камаз-5350, Камаз-6350, Камаз-4326, Камаз-5360, Камаз-5460, Камаз-6460, Камаз-6522, Камаз-6540, Камаз-43253.	Двигатель, система питания	201
МАЗ-504В, МАЗ-5334, МАЗ-5335, МАЗ-5338, МАЗ-5430, МАЗ-5558, МАЗ-509А, МАЗ-5322, МАЗ-5433, МАЗ-55512, МАЗ-5336, МАЗ-54321, МАЗ-5429, МАЗ-5549, МАЗ-5434, МАЗ-6303, МАЗ-6422, МАЗ-64221, МАЗ-64224, МАЗ-64227, МАЗ-64229.	Датчик	80201
УРАЛ-4320, УРАЛ-5557, УРАЛ-5920.	Двигатель	201
Белаз-7822, Белаз-78221, Белаз-7823, Белаз-78231,	Топливный насос	201
Трактор Т-25А	Топливный насос, вал регулятора	201
Трактор Т-40М, Трактор Т-40АМ,	Система питания, насос распределителя топлива	201
МТЗ-5М, МТЗ-5МС, МТЗ-50, МТЗ-50Л, МТЗ-50ПЛ, МТЗ-52, МТЗ-52Л.	Генератор Г81-Д,задняя опора	201
Т-150	Сцепление, рычаг управления главной муфтой	80201
Т-150К, Т-151К с СМД-62/63 Т-151К с СМД-62А/63А	Двигатель, вал регулятора топливного насоса	201
Т-150К, Т-151К с СМД-62/63	Двигатель, пусковой двигатель, ручной пусковой механизм	60201

Как собирают разные виды шариковых подшипников: фото

Внутреннее кольцо помещается на свое место, когда элементы качения собраны вплотную. После этого они распределяются равномерно по периметру, и на них накладывается с двух сторон конструкция, фиксирующая положение, заклепками половинки скрепляются между собой.

Технология не позволяет добавить большее количество, потому что сборка станет невозможной. Если на узел создается большое давление, то разработчики помещают большее число шаров, но для этого приходится в одной из обойм делать технологическое отверстие. При таком способе сборки площадь с опорного прикосновения увеличивается в два раза. Фиксация производится за счет бронзового устройства. Недостатком является высокая стоимость.

Модель со сферическим корпусом. В этом случае мы можем повернуть внутреннее кольцо под девяносто градусов относительно внешнего. Если до комплекта не хватает четырех горошин, то весь узел легко вынимается и вставляется. Это становится понятным по фото. Монтаж на внутренней поверхности осуществляется загибанием удерживающих усиков.

Материалы

ГОСТ 3722-81, регламентирующий технические условия изготовления шариков, допускает выработку из хромоуглеродной стали марки ШХ15. Когда у заказчика есть дополнительные требования к прочностным характеристикам, в дело идут другие материалы. В частности, стали разновидностей 12Х18, ШХ4, 95Х18 и прочие.

Постепенно в производство подшипниковых элементов внедряются новые технологии. Например, получение инновационной синтетической основы — нитрида кремния, позволило производить более легкие и износостойкие керамические детали.

http://xn--b1admaaambxhicdu5i.xn--p1ai/razmery-sharikov-v-podshipnikehttp://mirpl.ru/blog/sklad-obzor/sharikovye-podshipniki-vidy-razmery-sharikov-v-tab/http://instanko.ru/drugoe/podbor-podshipnikov.htmlhttp://stanok.guru/metalloprokat/sortovoy-prokat/razmery-i-drugie-harakteristiki-sharikov-podshipnikov.htmlhttp://www.ompod.ru/info/articles/proizvodstvo-sharikov-dlya-podshipnikov/

Шариковые

Шарикоподшипники – самый древний, но до настоящего момента часто употребляемый подвид. Они состоят из двух колец – внешнего и внутреннего – и шариков из металла. Каждый из них находится в ячейке, сепараторе, который предопределяет их местонахождение и то, что они не будут соприкасаться.

Плюсы:

надежность из-за простоты конструкции;
долговечность;
низкая сила трения;
хорошая работа на малых оборотах и скоростях;
нет необходимости в постоянной смазке
низкая цена.

Минусы:

нельзя применять при больших радиальных нагрузках;
плохо справляется с высокими оборотами рабочего вала.

Упорные шариковые

Изготавливаются по ГОСТ 7872–89. Начинают работать при действии осевой нагрузки, то есть совсем не подходят для радиальных. Они имеют очень низкую скорость вращения. Используют однорядные и двухрядные, в зависимости от того, в какое направление будут вращаться элементы, если в двух, то лучше сделать второй вариант.

Плюсы:

Простота установки. Запрессовка происходит отдельно внутреннего и внешнего кольца.
Есть двойная разновидность, когда появляется третий круг, он придает стабильности движениям.

Минус один – ломается при больших оборотах.

Классификация подшипников

качения;
скольжения;
газодинамические;
динамические;
магнитные.

В машиностроительной отрасли наибольшее распространение получили два типа этих изделий:

качения;
скольжения.

Далее мы подробно рассмотрим, какое устройство имеет шариковый подшипник качения.

Подшипник 6201 – размеры

Направление получаемого воздействие данного элемента – двухстороннее радиальное и осевое. Причем второе – до 70% неиспользованной разрешенной радиальной нагрузки. Эта деталь способна работать под осевым воздействием при очень высокой частотности вращения.

Обозначение 6201 – это международный формат названия детали. На отечественном рынке его легче найти под кодом 201. Основной размер данного изделия 12х32х10.

Таблица характеристик 201 подшипника:

Характеристика	Значение	Ед. измерения
Внутренний размер	12	мм
Наружный размер	32	мм
Ширина	10	мм
Радиус монтажной фаски детали	1	мм
Грузовая нагрузка в статике	3100	Н
Грузовая нагрузка в динамике	6890	Н
Общая масса	0.037	кг
Частота вращения	22 000	об/мин

Выше приведена таблица размеров и характеристик шарикового радиального однорядного подшипника с обозначением 6201 в средней ценовой категории. В такой элемент уже при сборке вносят смазочную жидкость. Открытый тип способен обеспечить пороговую частоту вращения немного выше, если его предварительно смазать минеральным маслом. В такой ситуации справа к номеру добавляются дополнительные пометки:

1. - ZZ или 2Z – двухсторонние металлические заглушки;
  - 2AS, 2RSH, 2RS, 2RS1, 2RS2, DD, UU, 2RSR, LLU, 2NSE9 (зависит от изготовителя) – с обеих сторон резинки из каучука, армированные листовой сталью. Паз для фиксации стопорного кольца помечается в обозначении при помощи N. Все перечисленные изделия, кроме этой детали, ничем не отличаются друг от друга. Они схожи по всем параметрам, и нередко выступают как взаимозаменяемые элементы, на примере ниже изображен подшипник 6201 2RS.
  - Односторонние, тобишь закрытые металлической шайбой с одной из сторон, зарубежные изделия гораздо реже используются и в продаже их сложнее найти, по аналогии расширение обозначается Z.
  - С3 или С4 — это обозначение группы радиального зазора. Подшипники с такими обозначениями используются в механизмах с повышенной рабочей температурой из-за расширения стали.
  - Сепаратор может изготавливаться из металла ,не указывается в обозначении, или латунным , помечается буквой М справа от номера. Материал изделия значительно влияет на его стоимость, например из латуни стоит дороже.