КЛАССИФИКАЦИЯ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
Материал статьи дополнен информацией о подшипниках, устанавливаемых на переднеприводные модели ВАЗа. Более подробная информация может быть получена из толстых справочников-талмудов, что дядьки на заводах используют.
Таблица 1. Подшипники ведущего моста автомобиля «Жигули»
Примечание:d - диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника (посадочный диаметр вала),D - диаметр наружного кольца,В - ширина внутреннего кольца.
Ширина наружного кольца (C) конического подшипника всегда меньше ширины внутреннего кольца (В). Например, подшипник 6-7807У: С=22,3 мм; В=26,987 мм; осевой габарит определяется размером В (у других подшипников, как правило, - выступающим сепаратором со стороны меньшего диаметра).
Для ориентирования в типах подшипников рассмотрим систему обозначений, принятых в системе Государственных подшипниковых заводов (ГПЗ). В обозначении подшипника (обозначение - не номер) зашифровывают посадочный диаметр вала (диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника - d), серию, тип, конструктивные особенности и др. Не вдаваясь в подробности, рассмотрим основные моменты.
Обозначение (маркировка) наносится на торце наружного или внутреннего кольца, а также может быть нанесена и на цилиндрической поверхности наружного кольца.
На долговечность подшипника очень сильно (в несколько раз) влияет точность его изготовления. Соответствующим стандартом предусмотрено пять классов точности. Класс точности подшипника указывают одной цифрой, которую пишут перед основным обозначением подшипника.
Установлены следующие классы точности и их обозначения: нормальный класс точности (подшипники этого класса на автомобилях не применяются) обозначается цифрой - 0 (как правило, не фигурирует в обозначении подшипника); повышенный (в основном подшипники этого класса применяются на автомобилях) - 6; высокий - 5; прецизионный - 4; сверхпрецизионный - 2. Например, подшипник 6-7705У - цифра 6 обозначает повышенный класс точности.
Четвертая цифра справа обозначает тип подшипника. Например, подшипник 6-7705У - цифра 7 обозначает, что подшипник роликовый конический тип 7000 (пример обозначения шарикового подшипника типа 00000 нормального класса точности - 306).
Третья цифра справа обозначает серию подшипника. Например, подшипник 104 - цифра 1 означает особо легкую серию, 207 - легкая серия (2), 306 - средняя серия (3), - тяжелая серия (4).
Чем отличаются подшипники различных серий. Понять это можно, сравнив, например, шариковые подшипники: 105,205, 305, 405. У всех подшипников d=25 мм, а вот размеры D и В различны. Если размер D подшипника 105 принять за 1, то получим примерное соотношение: 1,0/1,1/1,3/1,7. Для динамической грузоподъемности (кгс) соотнашения будут такими: 1,00/1,25/2,01/3,25.
Если говорить точнее, то третья цифра справа это серия диаметра D (всего их 9 - с 1 по 9 включительно). Кроме серии диаметра есть еще серия ширины. У рассмотренных подшипников (105-405) серия ширины нормальная (0) и в обозначении не указывается. Вообще же серия ширины указывается седьмой цифрой справа.
Все автомобильные подшипники, как правило, относятся к нестандартным, так как они проектируются специально для данного узла автомобиля (поскольку автомобильное производство массовое, то нет смысла подлаживаться к общетехническим подшипникам, именно поэтому подшипники имеют два обозначения, см. табл. 1). Ранее у нестандартных подшипников третья цифра справа (обычно 7) обозначала неопределенную серию (нестандартную).
Первой и второй цифрами справа зашифрован в обозначении диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника - d (посадочный диаметр вала). Две цифры - это частное от деления диаметра d на пять. Таким образом, во многих случаях (не во всех) можно узнать диаметр d, умножив две последние цифры на пять. Например, подшипник 105 - d=05*5=25 мм; 210, 3=10*5=50 мм; подшипник 306 - d=06*5=30 мм.
Если диаметр отверстия d не делится без остатка на пять, то его обозначают целым ближайшим числом. Например, подшипник 6-7705У - d=28 мм, 28:5=5,6 мм; в обозначении используется цифра - 5(05). Из этого правила зашифровки, как кстати и из других, есть исключения. Если размер d не совпадает ни с одним стандартным значением, тогда этот размер округляют до ближайшего стандартного и делят на пять. Например, подшипник 6-7807У - d=34,025 мм, ближайшее стандартное (для серии диаметров В) - 35 мм, тогда 35:5=7 мм, и в обозначении ставится цифра 7 (07), или подшипник 6-7707У - d=33 мм, ближайшее стандартное - 35, тогда 35:5=7 мм, и в обозначении - то же 07.
Второе исключение для диаметров d=10, 12 и 15 мм. Для них принято обозначение соответственно: 00, 01, 02. Например, подшипник 201 - d=12 мм.
Что обозначают буквы и цифры, (их принято называть дополнительными знаками) справа от обозначения подшипника? Дополнительные знаки имеют подшипники, предназначенные для работы в особых условиях, при повышенных температурах, в агрессивных средах и т.д. Эти подшипники изготавливают по специальным требованиям из специальных материалов с некоторым изменением внутренней конструкции. Ниже рассмотрим дополнительные знаки только автомобильных подшипников.
Буква У (последующие исполнения У1, У2 и т.д.) - означает подшипник «улучшен» по шероховатости (чистоте) поверхностей деталей, радиальному зазору и осевой игре, покрытию, материалу деталей.
Буква С - подшипник (закрытого типа) заполнен смазочным материалом: С17 - смазка Литол-24, С9 - смазка Л3-31 (специальная автомобильная, хорошие вязкостно-температурные свойства, но неводостойка, применяется в выжимном подшипнике сцепления, подшипнике передней опоры первичного вала коробки передач, запрессованном в гнездо коленчатого вала двигателя).
Буква К (последующие исполнения Kl, K2 и т.д.) - означает конструктивные изменения деталей стандартного подшипника основной общетехнической конструкции с целью приспособления его для специальных условий.
Особо необходимо сказать о подшипниках с защитными шайбами и уплотнениями. Если перед обозначением подшипника стоят цифры: 60, 80, 160, 180 (подшипники типов 60000, 80000, 160000, 180000) это означает, что подшипники имеют: одну защитную шайбу (60), две защитные шайбы (80), одно уплотнение (160), два уплотнения (180). Например, подшипник 60306 - полузакрытый, с одной защитной шайбой; подшипник 80306 - закрытый, с двумя защитными шайбами; подшипник 160306 - полузакрытый, с одним уплотнением; подшипник 180306 - закрытый, с двумя уплотнениями.
Защитные шайбы завальцованы в канавки на бортах наружных колец, не выступают за габариты подшипника и предохраняют подшипник от утечки из него смазки и в некоторой степени от проникновения пыли и грязи. Уплотнения подшипников типов 80000 и 180000 более эффективны и представляют собой металлические шайбы, облицованные резиной методом вулканизации. Закрытые подшипники (две шайбы, два уплотнения) заполняются на заводе-изготовителе пластичными смазками. На автомобилях "Жигули" применяются следующие подшипники с двумя уплотнениями: 6-180502К1УС9(15х35х14) - первичный вал коробки передач (опора в маховике двигателя); 6-180505УС17(26х52х18) - опора карданного вала; 6-180306К1УС17(ЗОх72х19) - полуось; 6-180302У(15х42х13) - генератор (передний, у шкива); 6-180201У(12х32х10) - генератор (задний).
Заметим, что уплотнения подшипников служат только для удержания заложенной в них смазки. Если, например, вышел из строя сальник полуоси, то от попадания масла из картера главной передачи в тормозной механизм уплотнители подшипника не спасут.
Одним из важных факторов, влияющих на долговечность подшипников, являются зазоры в них. При этом в радиальных (нерегулируемых) подшипниках принято рассматривать радиальные зазоры, а в радиально-упорных подшипниках, где радиальный и осевой зазор регулируются, принято рассматривать только осевой зазор.
Таким образом можно сказать, что речь идет чаще не об отсутствии, а о наличии оптимальных зазоров. Выбор подшипника с оптимальным для данных условий эксплуатации радиальным или осевым зазором позволяет обеспечить рациональное распределение нагрузки между телами качения, максимальное уменьшение вибрации подшипника при работе, уменьшение шума, возникающего при работе подшипника.
Различают три вида радиальных зазоров: начальный, посадочный и рабочий. Начальный радиальный зазор - это зазор в подшипнике до установки его на вал и в корпус. Посадочный радиальный зазор - это зазор в подшипнике после установки его на рабочее место, т.е. после уменьшения внутреннего диаметра наружного кольца и увеличения наружного диаметра внутреннего кольца в результате образования посадочного натяга. При этом в подшипнике либо сохраняется некоторый зазор, либо образуется натяг.
Во время работы механизма при установившимся температурном режиме в подшипниковом узле образуется рабочий зазор. Посадочный зазор всегда меньше начального вследствие изменения диаметров колец подшипника при их установке с посадочным натягом, а рабочий зазор уменьшается или увеличивается под влиянием перепада температур и увеличивается под действием приложенной нагрузки.
Отмеченная взаимосвязь между начальным, посадочным и рабочим зазором справедлива лишь для нерегулируемых подшипников и не относится к подшипникам у которых радиальный зазор и осевая игра регулируются при сборке узла.
Основная область применения подшипников с увеличенными радиальными зазорами - опоры, в которых кольца подшипника вследствие больших динамических нагрузок монтируют на вал и в корпус со значительными посадочными натягами, а также опоры со значительными колебаниями рабочих температур. В принципе же, чем меньше зазоры, тем выше точность вращения подшипника, больше его долговечность, одновременно работает большее количество тел качения. Однако, подшипники с зазорами, равными нулю, не выпускаются. Дело в том, что при тугих насадках колец в корпус и на вал из-за нагрева подшипникового узла может возникнуть защемление (заклинивание) тел качения и, в конечном счете, даже разрушение подшипника.
Радиальный зазор стандартных подшипников условно характеризуется номером группы (ряда), поставленным перед обозначением подшипника. Например, 76-306, 70-306 - цифра 7 означает радиальный зазор по 7-му ряду, класс точности 6 и 0 (повышенный и нормальный) соответственно, 306 - обозначение стандартного подшипника (шариковый, d=30 мм). Номер группы зазоров может стоять отдельно от обозначения, например, на торце кольца со стороны, противоположной нанесенному обозначению.
Для шариковых однорядных подшипников (10 мм<200 мм) приняты следующие группы зазоров: 6, нормальная, 7, 8. Подшипникам, изготовленным с радиальным зазором, соответствующим нормальной группе, дополнительное условное обозначение не присваивается. Большинство стандартных подшипников изготавливаются по нормальной группе радиального зазора, которая обеспечивает при обычных для большинства случаев посадках и температурных условиях удовлетворительную работу подшипникового узла.
Используя стандартные подшипники при ремонте машины, когда нет специальных, автомобильных, обращайте внимание на все цифры маркировки подшипника. Особенно важное значение для долговечности подшипника имеют его точность и группа радиального зазора. Напомним классы точности подшипников в порядке увеличения точности их изготовления: 0,6,5,4 и 2. Класс точности 0 (нормальный) перед обозначением подшипника не указывается, кроме случаев, когда группа зазора в подшипнике отличается от нормальной и соответственно указывается перед обозначением, например, 70-306 (см. выше).
В табл. 2, для примера представлены радиальные зазоры для подшипников с номинальным диаметром d свыше 24 до 30 мм. В этот диапазон попадает подшипник 306 (30x72x19), который применяется при ремонте полуосей.
Таблица 2. Радиальный зазор в радиальных шариковых подшипниках, измеряемый под действием радиальной нагрузки
В радиально-упорных подшипниках регулируемых типов (например, конические роликовые) речь идет, как уже отмечалось, не о радиальных зазорах, а об осевых (осевая игра). Для нормальных условий работы, когда температура внутренних колец не превышает температуру наружных колец более, чем на 10°С, а разность температур вала и корпуса составляет примерно 10-20°С, установлены рекомендуемые величины осевых зазоров. В табл. 3 приведены значения рекомендуемой осевой игры для роликовых конических подшипников (а=10°-16°) в нормальных условиях эксплуатации при расстоянии между подшипниками (12-14)d. Заметим, что подшипники хвостовика установлены на расстоянии (2,5-2,1)d, подшипники коробки дифференциала - 3,2 d.
Таблица 3. Рекомендуемая осевая игра для конических однорядных роликовых подшипников
Выбор оптимальной осевой игры для роликовых конических подшипников дело не такое простое, так как зависит от условий работы подшипника (температура, нагрузка, посадка колец). Дело еще более усложняется, если условия работы резко меняются. Последнее в значителъной степени относится к автомобильным (нестандартным) подшипникам. Для того, чтобы точнее и полнее представить физическую картину работы, рассмотрим конструктивные особенности роликовых конических подшипников.
Во-первых, почему подшипники роликовые? В обычном шариковом подшипнике теоретический контакт шариков и колец происходит в точке. В действительности точки превращаются в площадки, но у обычных шариковых подшипников для передачи значительных нагрузок этих площадок недостаточно. Вот здесь и помогают роликовые подшипники с теоретическим контактом в виде линии.
Во-вторых, почему подшипники конические? Потому, что имеется значительное осевое усилие, а от угла конуса подшипника зависит его способность воспринимать осевые нагрузки.
В работающей передаче речь идет часто уже не о зазоpax в подшипнике, а о его жесткости. Напоминаем, что жесткость - сопротивляемость изменению формы под действием сил.
Интересно, что если подшипники собраны с большими зазорами, то всю нагрузку воспринимают один или два ролика. В результате большие зазоры приводят к быстрому разрушению подшипников, причем не только из-за малых площадей контакта, но и вследствие ударных нагрузок. Обычно в конических подшипниках устанавливают зазоры, близкие к нулю. В этом случае под нагрузкой находится примерно половина тел качения.
Точность вращения подшипников под нагрузкой в значительной степени определяется их жесткостью. В балансе других перемещений валов деформация подшипников качения имеет тот же порядок величин, что и деформация валов. Жесткость может явиться критерием, определяющим размеры валов и тип подшипников. Жесткость подшипников разных типов для одного размера может отличаться в несколько раз. Наибольшую жесткость имеют точно изготовленные роликовые подшипники и их жесткость может быть в 5-6 раз больше жесткости шариковых подшипников.
Упругие смещения валов в подшипниках складываются из упругих сближений тел качения и колец, контактных деформаций в посадочных местах колец на вал и в корпус. Жесткость подшипников может быть существенно повышена предварительным натягом. Зависимость упругих смещений колец подшипников от нагрузки нелинейна, так как с увеличением нагрузки увеличивается площадь контакта, а следовательно и жесткость. Одинаковое приращение нагрузки вызывает большие приращения перемещений в зоне малых нагрузок и малые приращения перемещений в зоне больших нагрузок.
Сущность предварительного натяга заключается в выборке зазоров. Предварительный натяг осуществляется взаимным осевым смещением колец. Роликовые конические подшипники более стойки против повреждений при перетяжке, чем шариковые. В принципе, величина предварительного натяга (преднатяга) должна быть такой, чтобы под нагрузкой в подшипнике не появлялся зазор. Излишний преднатяг приводит к усиленному изнашиванию подшипника.
С помощью преднатяга можно повысить жесткость подшипника до 2 раз и этим существенно повысить точность положения вала при передаче нагрузки. Однако, при нагревании металл расширяется и, если не учесть, что и как в передаче удлиняется при нагреве, то натяг может увеличиться настолько, что произойдет стопорение подшипника. В подшипнике сильнее нагревается внутреннее кольцо (больше нагружено, меньше теплоотдача). Если подшипник не перетянут, то причиной его стопорения может оказаться узел, в котором он установлен (например, дисковые тормоза передних колес). Итак, лучше, когда в подшипнике зазор равен нулю. В действительности в большинстве механизмов зазоры в подшипниках делают такие, чтобы тепловое удлинение вала (корпуса) полностью их не выбирало.
Возможные схемы установки роликовых конических подшипников на автомобилях представлены на рис. 4. Наиболее "серьезный" узел по действующим силам - это редуктор. Конические роликовые подшипники редуктора (рис. 4,а,в) обеспечивают не только точность вращения валов под нагрузкой, но и точность зацепления. Под точностью зацепления понимается положение шестерен, отличающееся от номинального (в радиальном и осевом направлениях) в пределах ±0,08 мм. Точность положения шестерен обеспечивается "жесткими" подшипниками, валами и картером.
Наибольшей жесткостью в осевом направлении обладают конические роликовые подшипники с большим углом конуса (угол a, см. рис. 4,б.). Обычно угол конуса a= 11-16° (подшипники "Жигулей" - около 13°).
Конические подшипники с большим углом конуса имеют сравнительно малую радиальную жесткость и поэтому применение их наиболее целесообразно при наличие дополнительной опоры, воспринимающей только радиальную нагрузку (подшипники с цилиндрическими роликами).
Жесткость роликовых конических подшипников в осевом направлении, как отмечалось, удается значительно повысить, применяя подшипники с большим углом конуса и особый способ регулирования подшипников - регулирование с предварительным натягом. Осевое смещение шестерни при преднатяге подшипников уменьшается более чем в два раза.
Выбор величин преднатяга оказывает большое влияние на долговечность элементов главной передачи. С увеличением преднатяга уменьшается возможность нарушения зацепления шестерен. Одновременно с этим несколько улучшается и работа подшипникового узла, так как обеспечивается более равномерное распределение нагрузки между роликами (шариками) и снижаются динамические нагрузки, вызываемые изменением величины и направления сил, действующих на шестерни.
Однако, в случае превышения некоторой оптимальной величины преднатяга долговечность подшипников резко падает, более того они могут просто заклинить.
В США на ряде фирм принимается величина преднатяга в пределах 0,002-0,003 дюйма (0,05-0,075 мм). Фирма «Тимкен» рекомендует величину преднатяга контролировать по моменту, необходимому для завертывания регулировочной гайки, равному 17-23 кгс*см для консольной установки ведущей шестерни главной передачи (например, хвостовика автомобиля «Жигули») и 7-9 кгс*см при установке подшипников с двух сторон этой шестерни.
Более точная регулировка преднатяга (например, подшипников хвостовика) осуществляется регулировочными прокладками между подшипниками при затяжке гайки до упора. Для предотвращения создания чрезмерного преднатяга подшипников и для длительного сохранения его заданной величины между подшипниками вводят упругую распорную втулку (см. рис. 4,а).
Преднатяг повышает равномерность распределения нагрузки между телами качения в подшипнике, обеспечивает точность положения и вращения шестерен. И все бы хорошо, но, как отмечалось, нагрев деталей может испортить всю картину. При этом в одном случае нагрев уменьшает натяг (увеличивает зазор, см. рис. 4,а), в другом, напротив - увеличивает (уменьшает зазор, см. рис. 4,6). В связи с этим, роликовые конические подшипники хвостовика (см. рис. 4,а) и колес (см. рис. 4,6), устанавливаемые одинаково, «врастяжку», регулируются по разному.
Подшипники колес (см. рис. 4,6), где источником тепла являются дисковые тормоза (диск крепится на ступице и нагревает ее), регулируются с зазором 0,02-0,08 мм, так как их заклинивание вызовет стопорение колеса и аварию. Подшипники хвостовика (см. рис. 4,а), напротив, регулируются с преднатягом (нагревается хвостовик - натяг уменьшается).
Зазор в подшипнике установить сравнительно просто, а вот с натягом дело сложнее, поскольку его трудно измерить или, по крайней мере, регламентировать. Известны три способа. Первый - непосредственным замером (в реальной обстановке этот наиболее достоверный способ часто практически невыполним).
Второй способ - по моменту сопротивления вращению вала в подшипнике.
Третий способ - косвенные замеры. Здесь замеряют затяжку гайки (гаек), обеспечивающей натяг (способ упоминался выше), а также величины деформаций, связанных с затяжкой подшипников (например, расстояние между опорами подшипников, см. рис. 4,в).
Особенно чувствительны к перетяжке подшипники низкой точности, у которых нагрузку воспринимают не все тела качения при их локализованном контакте с дорожками качения. Попытка отрегулировать такие подшипники (устранить быстро появляющийся зазор) часто приводит к сколу внутреннего кольца со стороны меньшего диаметра дорожки качения.
РИС 4. СХЕМЫ УСТАНОВКИ КОНИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКОВ:
а - "врастяжку" с преднатягом;
б - "врастяжку" с зазором;
в - "враспор" с преднатягом.
1 - регулировочное кольцо
Приведенная выше статья взята из книги Росса Твега «Ремонт трансмиссии и ходовой части «Жигулей».
Ниже привожу таблицу подшипников с переднеприводных ВАЗов. На десятом семействе подшипники такие же как и на девятом. На Оке в передней ступице стоит задний 706 от восьмерки. На Ниве не ставится оригинальных интересующих нас подшипников.
Рекомендую ходить в большие автомагазины. Смотреть на детальки и запоминать, что понравилось. Потом узнавать их характеристики. Как правило подшипники из аналогичных узлов автомобиля подходят с многократным запасом по всем параметрам. Если решитесь на покупку, смотрите от каких они бывают производителей. Процитирую Judge Bod: "Если будеш ставить отечественные, то старайся искать до перестроечных времен (делали тогда лучше) и ищи номер завода ГПЗ, 1ГПЗ, 2ГПЗ, 3ГПЗ, 4ГПЗ, но не ниже. Раньше эти заводы делали подшипники на оборонку, а после 15ГПЗ это уже шла рестоврация и для сельхоз техники, там точности подшипников дерьмовые. Нивкоем случае не бери подшипник на котором не штампом выбит № завода и № подшипника, а написано электрографом (это явно востановленные)."
Таблица 4. Подшипники качения, применяемые на переднеприводных ВАЗах
Автор: Krusha
Источник: oppozit.ru
Другие новости похожие на "КЛАССИФИКАЦИЯ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ":
Автор новости: Rust
Комментарии:
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.Последние комментарии на сайте:
Последние сообщения на форуме: 1