Размеры и другие характеристики шариков подшипников

Подшипник — деталь, которая была изобретена достаточно давно. К эпохе каменного века относятся первые находки, которые можно рассматривать в качестве прототипов современных шариковых подшипников. В то время древний человек уже имел навыки сверления отверстий в камне. Благодаря им и был создан первый подшипник скольжения. В качестве предшественников современного роликового подшипника в древние времена выступали деревянные бревна, которые люди использовали для перемещения тяжелых грузов. Активно они использовались в Древнем Египте, где с их помощью тяжелые камни перемещали на место строительства пирамид.

В 330 году до нашей эры был изобретён первый прототип подшипника качения. Он был придуман Диадом – инженером, жившим во времена древней Греции. Опоры качения в своих изобретениях использовал Леонардо да Винчи. Приближенные к современным образцам подшипники из металла появились в 1785 году. Родиной их изобретения принято считать Англию. Только в конце 19 века началось массовое производство шариковых подшипников. Во многом этому поспособствовало внедрение абразивной обработки.

Если говорить о переломном моменте в истории этих изделий, то таковым является 1853 год. Именно в то время инженер Фридрих Фишер сконструировал первый подшипниковый велосипед. Через некоторое время в 20-е годы XIX века роликовые подшипники получили широкое применение. Несколько десятилетий спустя появились игольчатые и конические подшипники.

Маркировка подшипников по размерам и номерам в зависимости от определения диаметра отверстия с таблицами

Есть 4 категории, согласно которым можно разделить все изделия, классифицировать их:

  • 1D – менее десяти миллиметров.
  • 2D – больше 10, но не более 20 мм.
  • 3D – превыше двадцати вплоть до 499 мм.
  • 4D – более 50 сантиметров.

Это разделение прописывает документ ГОСТ 3189-89. Посмотрим подробнее, в чем особенности нумерации.

Для первого диапазона

Самый простой вариант, тогда классическая картина совсем не нарушается. Это для самых небольших деталек – можно проставить цифру от 1 до 9 включительно. Соответственно, указываются только целые значения. Шагом является миллиметр. Если все так хорошо укладывается в правило, то просто записываем диаметр в начальную графу. Помним, что маркировку мы читаем справа налево, так что последнее место является для пользователя отсчетным – здесь и оказывается показатель.

Вторая ситуация, если мы имеем дробь. Сначала прибегаем к общим правилам округления, то есть если после запятой мы имеем 1, 2, 3 или 4, то смело отбрасываем их, а если от 5 до 9, то приписываем на единицу больше. Готовое округленное значение записываем в первую (то есть с конца) ячейку. Вторую заполняем условным обозначением «5» (это показывает, что было использовано дробное число), а третью – нулем. Если левее не будет указываться важной информации, а иногда такое бывает, то и этот «0» можно вычеркнуть. Тогда у нас получается ядро всего из двухзначного числового символа.

Пример: Ø равен 7,68. Пишем сначала 8, а затем спереди приписываем 5 и 0. Получаем — XXX058 или просто 58.

Сферы применения

Большая часть готовых шаров отправляется на сборку подшипников разного назначения, но нередко изделия нужны в качестве самостоятельного товара: в них нуждаются стержни обычных шариковых ручек, а еще – дезодоранты.

Шары из стали незаменимы, когда изготавливаются подшипники качения и линейной работы, в дробеструйной технологии, шаровых мельницах, производстве станков, для прочих направлений сельскохозяйственной, автомобильной, военной и прочих промышленностей.

Шарики из подшипников, для изготовления которых идет качественная хромистая сталь, применяются во всех машиностроительных разновидностях и в получении товаров народного потребления. Например, изделия из нержавейки – машиностроение, производство электроники, медицина (клапаны дозирующего оборудования), из молибденово-кремниевой стали – долота для бурения и турбобуры.

Элементы из стали с малым количеством углерода чаще задействуют, создавая боеприпасы с экологически безопасной дробью, пневматические 4.5-калиберные пули шарного типа. Полимеры и керамика – как элементы клапанов высокого давления, способных выдержать сложные условия работы, в разных автомобильных узлах.

Оглавление

1 Основные размеры

2 Технические требования

3 Правила приемки

4 Методы контроля

5 Маркировка, упаковка, транпсортирование и хранение

6 Гарантии изготовителя

Приложение 1 (справочное) Термины, используемые в стандарте, и пояснения к ним

Приложение 2 (обязательное) Номограммы разрушающих нагрузок

Дата введения 01.01.1983
Добавлен в базу 01.09.2013
Завершение срока действия 01.01.2016
Актуализация 01.02.2020

Этот ГОСТ находится в:

  • Раздел Экология
    • Раздел 21 МЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
      • Раздел 21.100 Подшипники
        • Раздел 21.100.20 Подшипники качения
  • Раздел Электроэнергия
    • Раздел 21 МЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
      • Раздел 21.100 Подшипники
        • Раздел 21.100.20 Подшипники качения

Организации:

17.04.1981 Утвержден Государственный комитет СССР по стандартам 2013
Издан Издательство стандартов 1990 г.
Издан Издательство стандартов 1981 г.
Разработан Министерство автомобильной промышленности

Rolling bearings. Balls. Technical requirements

  • ГОСТ 515-77Бумага упаковочная битумированная и дегтевая. Технические условия
  • ГОСТ 9.014-78Единая система защиты от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования
  • ГОСТ 14192-77Маркировка грузов. Заменен на ГОСТ 14192-96.
  • ГОСТ 16148-79Ящики деревянные для подшипников качения. Технические условия
  • ГОСТ 16272-79Пленка поливинилхлоридная пластифицированная техническая. Технические условия
  • ГОСТ 801-78Сталь подшипниковая. Технические условия
  • ГОСТ 9013-59Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу
  • Показать все

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

  • Сканы страниц ГОСТа
  • Текст ГОСТа

В подшипниках с такой литерой установлен штампованный сепаратор из стали, он идет разъемного типа.

HA сам подшипник или детали в нем выполнены из цементируемой стали
HB изделие или детали в нем идут с закалкой на бейнит
HC подшипник или его узлы сделаны из керамики
HE детали и сам подшипник выполнены из стали после вакуумного переплава
HM подшипниковый узел или его отдельные части сделаны из закаленной стали на мартенсит
HT подшипник заполнен пластической смазкой, у которой интервал температур находиться от -20 до +130 градусов
HV подшипниковый узел выполнен из нержавеющей стали

Как делают шарики

При осмотре внешне простого по конструкции подшипникового шарика возникает вопрос о том, как получают такие детали. Трудно поверить, но для получения этих устройств используется стальная проволока. Чтобы добиться идеальной окружности, понадобится специальное оборудование. Весь процесс производства состоит из следующих этапов:

  • Подготовка исходного материала. Для этого используется бухта с проволокой, которая сделана из специальной подшипниковой стали. Размер применяемой заготовки близок с диаметром будущих образцов.
  • Формовка или прессование — нарубленные цилиндрики одинаковых размеров подаются на пресс, где происходит изменение их формы. Они становятся больше похожими на шарики, но с незначительными отклонениями. В процессе смятия появляются центральные выпуклости, которые называют «кольцами Сатурна». Для их удаления детали подвергаются следующему технологическому процессу.
  • Корректировка формы. Чтобы из изделия получить сферическое тело качения, заготовка помещается между дисковыми пластинами (матрицами), где происходит процесс обкатки. После его завершения деталь приобретает форму, максимально приближенную к шарообразной.
  • Обработка абразивными веществами. Она проводится с целью удаления имеющихся выступов и дефектов. Для этого заготовки подаются в специальные конструкции, напоминающие барабан. В емкостях имеются мелкие абразивные частицы, которые воздействуют на поверхность шариков и стачивают изъяны.
  • Получение шарообразной формы. Детали размещаются между двумя дисками, где происходит их многократное прокатывание и отточка.
  • Термическая обработка. Для повышения технических параметров износостойкости заготовки проходят стадию закаливания и отжига.
  • Шлифовка — в сферошлифовальных станках происходит точная подгонка деталей по размеру. Это оборудование имеет канавки и диски, которые за счет многократных касаний к заготовкам, придают им необходимые размеры с точностью до 1 микрометра.
Читайте также  Розетки в спальне

Завершающий этап предусматривает проведение промывки и проверки качества полученных образцов. Готовые изделия поступают в сортировочный цех, где происходит их упаковка.

Интересно знать! Шарики для подшипников имеют 10 степеней точности от -200 до -3, по которым происходит их сортировка.

Разновидности шариковых моделей

Шариковые подшипники отличаются относительно небольшим моментом трения, что делает их достаточно востребованными в промышленной сфере. Эти детали заключены в сепараторы. В зависимости от конкретной модели могут иметь разные виды сепараторов: штампованные или механически обработанные.

Исходя из воспринимаемой нагрузки, все модели классифицируются следующим образом:

• Радиальные – с учетом их названия эти шарикоподшипники могут воспринимать исключительно радиальные усилия.
• Радиально-упорные и упорно-радиальные – детали, что могут эксплуатироваться сразу при нескольких нагрузках.
• Упорные – шарикоподшипники, что могут работать только в условиях осевых сил.
• Модели с четырехточечным контактом – могут работать в условиях осевой нагрузки в двух направлениях или эксплуатироваться в процессе комбинированной радиальной при условии, что одновременно действуют осевые силы.
Представленные модели активно используются для работы различных редукторов, современной бытовой техники, для электрических двигателей в медицинской сфере, для станков, что используют во время обработки деревьев.

Основные технические характеристики шариков для подшипников

  1. Прочность. Ответ на вопрос, как делают шарики для подшипников, первоначально связан с выбором материала, чтобы обеспечить должную прочность изделию.
  2. Гладкость. Выполняется тщательное оттачивание и шлифование детали, прорабатывается на финальных этапах поверхность шариков, когда не допускаются сколы, деформации, микротрещины.
  3. Сферичность. Практически идеальная форма свойственна шарикам для подшипника, все точки периферии равнозначно удалены от центра.
  4. Точность. Шарики для подшипника должны быть одного размера, поэтому погрешности не допускаются. Все изделия выполняются с точностью до десятых долей микрона. И не стоит считать шарики одной из второстепенных составляющих подшипника, наоборот, шарик прост по своим внешним параметрам, но при этом считается ключевой и самой сложной в техническом смысле деталью. От правильного расположения шариков, их функционирования зависит изностойкость подшипника, правильная работа агрегата или любого транспортного средства.

Шарики для подшипников

Подшипники качения состоят из двух колец, тел качения (различной формы) и сепаратора (некоторые типы подшипников могут быть без сепаратора), отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба — дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения.

Также существуют насыпные подшипники, состоящие из сепаратора и вставленных в него шариков (см. рис. ниже), которые можно вытаскивать.

Имеются подшипники качения, изготовленные без сепаратора. Такие подшипники имеют большее число тел качения и большую грузоподъёмность. Однако предельные частоты вращения бессепараторных подшипников значительно ниже вследствие повышенных моментов сопротивления вращению.

В подшипниках качения возникает преимущественно трение качения (имеются только небольшие потери на трение скольжения между сепаратором и телами качения), поэтому по сравнению с подшипниками скольжения снижаются потери энергии на трение и уменьшается износ. Закрытые подшипники качения (имеющие защитные крышки) практически не требуют обслуживания (замены смазки), открытые — чувствительны к попаданию инородных тел, что может привести к быстрому разрушению подшипника.

Классификация

Классификация подшипников качения осуществляется на основе следующих признаков:

  • По виду тел качения
    • Шариковые,
    • Роликовые (игольчатые, если ролики тонкие и длинные);
  • По типу воспринимаемой нагрузки
    • Радиальные (нагрузка вдоль оси вала не допускается).
    • Радиально-упорные, упорно-радиальные. Воспринимают нагрузки как вдоль, так и поперёк оси вала. Часто нагрузка вдоль оси только одного направления.
    • Упорные (нагрузка поперёк оси вала не допускается).
      • Шариковые винтовые передачи. Обеспечивают сопряжение винт-гайка через тела качения.
  • По числу рядов тел качения
    • Однорядные,
    • Двухрядные,
    • Многорядные;
    • Самоустанавливающиеся.
    • Несамоустанавливающиеся.
  • По материалу тел качений:
    • Полностью стальные;
    • Гибридные: стальные кольца, тела качения неметаллические, как правило, керамические, применяются в быстровращающихся механизмах, чаще всего — в газотурбинных двигателях;