ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 5

Вивчення вальниць котіння

 

1. Мета роботи

а)	Ознайомитися з вальницями котіння, їхньою будовою й запам’ятати назви складових деталей;
б)	зрозуміти функціональне призначення вальниць котіння й засвоїти їхню класифікацію;
в)	зрозуміти систему умовних позначень вальниць і навчитись їх  розшифровувати
г)	ознайомитися зі списом фірм, що продукують вальниці.

 

2. ТЕОРЕТИЧНІ відомості

2.1. Призначення й будова вальниць котіння

Вальниці котіння, призначені для сприйняття радіальних, осьових та комбінованих сталих і циклічних навантаг, є основним видом опор у машинах. Вони застосовуються в автах, сільськогосподарських машинах, верстатах тощо. Типи вальниць котіння подано в табл. 2.1.

Радіальна вальниця котіння (рис. 2.1, а) складається із зовнішнього 1 та внутрішнього 2 кілець, тіл котіння 3 (кульок або роликів – рис. 2.1, и) й сепаратора 4 (рис. 2.1, і), що розділяє й направляє тіла котіння.

Тіла котіння перекочуються по бігових доріжках, розміщених на циліндричних або конічних поверхнях кілець. У вальницях, призначених для сприйняття тільки осьових навантаг (рис. 2.1, ж та з), бігові доріжки для тіл котіння розташовуються на торцевій поверхні кілець. В окремих спеціальних випадках вальниці можуть мати лише одне кільце або взагалі не мати кілець; тіла котінння в такому разі розміщуватимуться на бігових доріжках, виконаних безпосередньо на поверхнях з’єднуваних деталей. Вальниці котіння стандартизовано, виготовляють їх на спеціалізованих підприємствах.

2.2. Класифікація вальниць котіння

Вальниці котіння класифікують за рядом ознак.

За напрямком сприйманої навантаги вальниці поділяють на (рис. 2.2): радіальні, що сприймають переважно радіальні навантаги, направлені перепендикулярно до осі обертання; упорні, призначені для сприйняття осьової навантаги, направленої вздовж осі вальниці; радіально-упорні, здатні сприймати як радіальні, так і осьову навантаги, та упорно-радіальні, що сприймають значну осьову навантагу й незначні радіальні.

За формою тіл котіння розрізняють вальниці кулькові та роликові (з роликами різноманітної форми: циліндричними, конічними, сферичними (бочкоподібними) й голчастими), за кількістю рядів тіл котіння – одно-, дво-, чотири- та багаторядні.

 

Рис. 2.1. Вальниці котіння, тіла котіння й сепаратори

Рис. 2.2. Класифікація вальниць котіння

За конструктивними ознаками розрізняють вальниці: несамоустановні та самоустановні (сферичні); із циліндричною або конічною посадковою поверхнею внутрішнього кільця; одинарні й подвійні; здвоєні, зтроєні й т. ін.

У залежності від співвідношень габаритних розмірів – зовнішнього діаметра  й ширини  до внутрішнього діаметра  – вальниці поділяють на розмірні серії діаметрів: надлегкі (8 і 9), особливолегкі (1 і 7), легкі (2 й 5), середні (3 й 6) та важку (4), – і ширин: особливовузьку (8), вузькі (0 і 7), нормальну (1), широку (0 і 2), особливоширокі (3, 4, 5 і 6), – що відрізняються граничною частотою обертання, допустимою радіальною та осьовою навантагами й вантажністю. Повну класифікацію вальниць подано в ГОСТ 339 “Вальниці кулькові і роликові. Типи та конструктивні різновиди”.

 

2.3. Система умовних позначень вальниць котіння

2.3.1. Загальні положення

Вальниці котіння маркують на торці й у технічній документації умовно позначають (ГОСТ З189), за винятком вальниць, що виготовляються за ГОСТ 4060 і ГОСТ 24310. Умовне позначення вальниці складається з двох частин: основного позначення, що дає уявлення про розміри й конструкцію вальниці, та додаткових познак ліворуч і праворуч від основного позначення, що характеризують, відповідно: технологічні особливості вальниці (точність, проміжки, вимоги щодо момента тертя); матеріал і конструкцію деталей вальниці, спеціальні технічні вимоги, що висуваються до вальниць та ін.

 

2.3.2. Розшифрування основного умовного позначення вальниці

Основне умовне позначення вальниці складається із семи цифр, схематично його можна подати в такому вигляді:

Х  Х  Х  Х  Х  Х  Х

Дві перші, рахуючи справа, цифри основного позначення вказують внутрішній діаметр вальниці. Для вальниць із внутрішнім діаметром до 9 мм включно одна перша цифра справа вказує внутрішній діаметр у мм (наприклад: радіальна кулькова вальниця 29, де 9 – внутрішній діаметр у мм). Внутрішні діаметри 10, 12, 15, 17 мм позначаються двома цифрами, відповідно: 00, 01, 02, 03. Для вальниць із внутрішнім діаметром 20 мм і більше дві перші цифри справа є часткою від ділення внутрішнього діаметра (у мм) на 5. У позначенні вальниць із внутрішнім діаметром: 0,6; 1,5; 2,5; 22; 28; 32; 500 мм і більше – діаметр вказується в номінальному вираженні й проставляється через риску дробу праворуч від решти познак основного позначення.

Цифра, що стоїть ліворуч від позначення внутрішнього діаметра, визначає серію діаметрів; четверта, рахуючи справа, цифра вказує тип вальниці; п’ята й шоста цифри характеризують конструктивні особливості вальниці; сьома – визначає серію ширин.

Таблиця 2.1

Типи вальниць котіння

 

Отже, основне умовне позначення вальниць, внутрішній діаметр яких не перевищує 9 мм, розшифровується так:

 

Схема 1

Примітка. Виняток становлять позначення вальниць, внутрішній діаметр яких дорівнює: 0,6; 1,5 або 2,5 мм.

Наведемо приклади розшифрування основного умовного позначення вальниць у відповідності зі схемою 1.

 

Приклад 1: вальниця 1000094.

Розшифрування позначення:

Приклад 2: вальниця 29.

Розшифрування позначення:

 

Приклад 3: вальниця 184009/1,5.

Розшифрування позначення:

 

Для вальниць із внутрішнім діаметром, що лежить у межах від 10 до 495 мм включно, основне умовне позначення розшифровується за схемою:

 

Схема 2

 

Х		ХХ		Х		Х		ХХ
Познака серії ширин		Познаки конструктивних особливостей		Познака типу вальниці		Познака серії діаметрів		Познака внутрішнього діаметра

Примітка. Виняток становлять позначення вальниць із внутрішнім діаметром 22; 28; 32; 500 мм і більше.

 

Розглянемо приклади розшифрування основного умовного позначення вальниць у відповідності зі схемою 2.

 

Приклад 4: вальниця 32206.

Розшифрування позначення:

0		03		2		2		06
Серія ширин 0 – вузька		Конструктивні особливості		Тип вальниці 2 – радіальна роликова з короткими циліндричними роликами		Серія діаметрів 2 – легка		Внутрішній діаметр: d = 6 · 5 = 30 мм

 

Приклад 5: вальниця 1098.

Розшифрування позначення:

 

Приклад 6: вальниця 58.

Розшифрування позначення:

 

Приклад 7: вальниця 4074102.

Розшифрування позначення:

4		07		4		1		02
Серія ширин 4 – особливо- широка		Конструктивні особливості		Тип вальниці 4 – радіальна роликова з довгими циліндричними роликами (голчаста)		Серія діаметрів 1 – особливо легка		Внутрішній діаметр d = 15 мм

 

Приклад 8: вальниця 901 (з внутрішнім діаметром d = 12,7 мм).

Розшифрування позначення:

0		00		0		9		01
Серія ширин 0 – невизна-чена		Конструктивні особливості – немає		Тип вальниці 0 – радіальна кулькова однорядна		Серія діаметрів 9 – надлегка		Внутрішній діаметр d » 12 мм

Приклад 9: вальниця 2910 (з внутрішнім діаметром d = 48 мм).

Розшифрування позначення:

0		00		2		9		10
Серія ширин 0 – невизна-чена		Конструктивні особливості – немає		Тип вальниці 2 – радіальна роликова з короткими циліндричними роликами		Серія діаметрів 9 – надлегка		Внутрішній діаметр (наближено): d » 10 · 5 = = 50 мм

 

Приклад 10: вальниця 602/28.

Розшифрування позначення:

0		06		0		2		28
Серія ширин 0 – вузька		Конструктивні особливості – захисна шайба		Тип вальниці 0 – радіальна кулькова однорядна		Серія діаметрів 2 – легка		Внутрішній діаметр d = 28 мм

Приклад 11: вальниця 20071/710.

Розшифрування позначення:

2		00		7		1		710
Серія ширин 2 – широка		Конструктивні особливості – немає		Тип вальниці 7 – радіально-упорна роликова конічна		Серія діаметрів 1 – особливо-легка		Внутрішній діаметр d = 710 мм

 

2.3.3. Додаткові познаки в умовному позначенні вальниці

Познаки, що означають додаткові вимоги до вальниці, проставляють ліворуч і праворуч від основного позначення.

Ліворуч від основного позначення проставляються познаки, які визначають клас точності, групу радіальних проміжків, ряд моментів тертя й категорію вальниць.

Познаки розміщують у порядку лічби справа наліво й відокремлюють від основного позначення знаком “тире”, наприклад: вальниця В 215–3180208, де 3180208 – основне позначення; 5 – клас точності; 1 – група радіальних проміжків; 2 – ряд моментів тертя; В – категорія вальниці.

 

Ліворуч від основного позначення вальниці через тире вказується клас точності цифрами: 8, 7, 0, 6Х, 6, 5, 4, 2 та літерою Т. Основні класи точності – 0, 6Х, 6, 5, 4, 2, Т; додаткові – 8, 7. Позначення класів точності в порядку підвищення точності: 0, 6, 5, 4, 2, Т – для кулькових та роликових радіальних і кулькових радіально-упорних вальниць; 0, 6, 5, 4, 2 – для упорних і упорно-радіальних вальниць; 0, 6Х, 6, 5, 4, 2 – для роликових конічних вальниць (це стосується основної продукції ВАТ “Луцький підшипниковий завод”, яке продукує конічні вальниці). Вальниці додаткових класів точності 8 і 7, нижчих за клас точності 0, призначаються для застосування в невідповідальних вузлах і виготовляються на замовлення споживачів. Класи точності вальниць характеризуються значеннями граничних відхилень розмірів, форми, розміщення поверхонь вальниць.

У залежності від наявності вимог щодо рівня вібрації, допустимих значень рівня вібрації або інших додаткових технічних вимог встановлено три категорії вальниць: А, В та С. До категорії А зараховуються вальниці класів точності: 5, 4, 2 та Т – з однією з додаткових вимог (див. ГОСТ 520); до категорії В – вальниці класів точності: 0, 6Х, 6 та 5 – з однією з додаткових вимог (там само в ГОСТ 520); до категорії С – вальниці класів точності: 8, 7, 0 та 6, – до яких не висуваються вимоги щодо рівня вібрації, момента тертя та інші, указані в ГОСТ 520.

 

Примітки:

1. Для вальниць, не віднесених до категорій А, В та С, познаку категорії в умовному позначенні не вказують.

2. В умовному позначенні вальниць категорії С, а також вальниць, які не віднесено до категорій, що мають величину проміжку, як у нормальній групі, у разі відсутності вимог щодо момента тертя клас точності 0 не вказують.

3. Познаки додаткових технічних вимог до вальниць категорій А та В позначають у відповідності з технічними вимогами на ці вальниці й проставляють перед позначенням категорії.

4. В умовному позначенні вальниць з регламентованим моментом тертя зі значенням проміжку за нормальною групою, тобто таких, що не мають в позначенні познаки проміжку, на її місці проставляється літера М.

Наприклад: А1М5–1000900, В1М0–206, В2М6–310.

5. В умовному позначенні вальниць категорії С познаку категорії не проставляють.

6. Позначення категорій А та В вказують:

– перед познакою проміжку – у разі відсутності вимог щодо момента тертя для вальниць із величиною проміжку, відмінною від значень нормальної групи.

Наприклад: А25–205;

– перед класом точності – у разі відсутності вимог щодо момента тертя й значенням проміжку за нормальною групою, наприклад: А5–206; для вальниць класу точності 0 в позначенні проставляють знак “0”.

Наприклад: В0–206.

Для роликових конічних вальниць категорії С та вальниць, які не віднесено до категорій, встановлюються нормальна й підвищена точності за монтажною висотою.

Для вальниць підвищеної точності ліворуч від основного позначення праворуч від познаки класу точності проставляють додатковий знак “У”.

Наприклад: 6У–75І5.

 

Безпосередньо ліворуч від основного позначення може проставлятися літера “Н”:

– для вальниць радіальних роликових дворядних сферичних із кільцевою проточкою та отвором для змащування (ГОСТ 5721, ГОСТ 24696 і ГОСТ 24850);

– для вальниць радіальних роликових із короткими циліндричними роликами без внутрішнього або зовнішнього кільця з габаритами, що відповідають міжнародним стандартам (ГОСТ 5377);

– для упорних кулькових одинарних та здвоєних вальниць зі значенням діаметра отвору вільного кільця, що відповідає міжнародному стандарту (ГОСТ 7972).

Наприклад: вальниця Н 32210 – радіальна роликова з короткими циліндричними роликами.

 

Додаткові познаки ліворуч від основного умовного позначення (………… Н ХХХХХХХ А) розшифровуються за такою схемою:

 

Схема 3

 

Праворуч від основного позначення проставляють познаки, що визначають матеріал деталей вальниці, конструктивні зміни, марку мастила, вимоги щодо рівня вібрації та спеціальні технічні вимоги.

Безпосередньо праворуч від основного позначення може стояти познака літерою “А”, яка означає, що вальниця має підвищену вантажність.

Наприклад: 7510А (випускається ВАТ “Луцький завод вальниць”).

 

 

Таблиця 2.2.

Значення додаткових умовних познак, що визначають матеріал деталей вальниць

 

 

 

Додаткові познаки праворуч від основного умовного позначення (Н ХХХХХХХ А …………………) розшифровуються за схемою:

Таблиця 2.3.

Додаткові умовні познаки для позначення марки
 пластичного мастила, що закладається у вальниці закритого типу

 

Приклад розшифрувння умовного позначення вальниці з додатковими познаками:

2.4. Матеріали деталей вальниць котіння

Кільця й тіла котіння виготовляють зі сталей марок: ШХ4, ШХ6, ШХ9, ШХ15, ШХ15-Ш, ШХ15СГ, ШХ15СГ-В, ШХ15СГ-Ш, ШХ20СГ, 15Г1, 18ХГТ, 12ХН3А, 12Х2Н4А, 20Х2Н4А. Застосовуються також маловуглецеві леговані сталі з подальшою цементацією й загартуванням.

Сепаратори вальниць котіння виготовляють із м’яких вуглецевих сталей, мосяжу, брондзи, алюмінієвих стопів, пластмас (текстоліту та інших шаруватих пластиків, а також із поліамідів) і деяких інших матеріалів. В умовах ударних навантаг й у разі високих вимог щодо безшумності роботи вальниць кульки та ролики виготовляють із пластмас (склопластиків).

 

2.5. Виробники вальниць котіння

На сьогодні у світі налічується понад 50 фірм, основною продукцією яких є вальниці котіння. З них одна фірма – ДПЗ (ГПЗ) – розміщується на території СНД (Союзу Незалежних Держав); а це – 33 заводи, що продукують вальниці котіння, і 9 ремонтних заводів.

Таблиця 2.4

Заводи країн СНД, що продукують вальниці котіння

Продовження таблиці 2.4

 

У м. Луцьку працює ВАТ “Луцький підшипниковий завод”, що донедавна носив порядковий номер “28”.

 

Таблиця 2.5

Ремонтні заводи вальниць

 

 

Коротка додаткова інформація

Спеціалізовані фірми з виробництва вальниць є у більшості розвинених країн, зокрема: в Австрії – 1 фірма, у Великій Британії й Італії – по 2, у Польщі – 1, у США – 22, у Франції й Швейцарії – по 4, у ФРН – 6, у Чехії – 1, у Швеції – 1 (концерн), в Японії – 6.

Проте географія діяльності фірм, як наприклад шведського концерну “SKF”, надзвичайно широка.

Концерн “SKF” зараховується до числа провідних фірм світу. Він має понад 200 виробничих і комерційних підприємств в 140 країнах, з них понад 80 заводів лише випускають продукцію, а 33 виробничих підприємства провадять одночасно й комерційну діяльність. 70 комерційних підприємств і 200 інженерно-комерційних бюро доповнюються комерційною мережею, що діє в усьому світі. Концерн має понад 10 тисяч розподільчих і торгових баз.

Окрім вальниць, “SKF” виробляє спеціальні сталі, матеріалорізальні верстати, інструменти, прецизійне литво та багато інших машинобудівних складників.

 

4. Лабораторне устаткування

Комплект вальниць і міряльний інструмент.

 

5. Порядок виконання роботи

5.1. Ознайомитися з відомостями провальниці котіння (п. 2).

5.2. Отримати комплект вальниць і міряльний інструмент.

5.3. Виконати олівцем ескізи вальниць проставивши на них основні (габаритні) розміри: внутрішній діаметр ; зовнішній діаметр  та ширину вальниці  (або розмір Т – для конічних вальниць), – отримані безпосереднім обміром вальниць штангенциркулем. На ескізах вказати стрілками напрямки навантаг, які може сприймати вальниця.

5.4. Записати умовні позначення вальниць, узяті з об’єктів вивчення (усі основні та додаткові познаки).

5.5. Розшифрувати умовні позначення вальниць.

5.6. Дати коротку характеристику кожної з вальниць, скориставшись для цього конспектом лекцій та рекомендованою літературою.

 

6. Контрольні запитання

  1. Роль вальниць у машинах.

  2. Назвіть складові первні (елементи) вальниці котіння.

  3. За якими ознаками класифікують вальниці котіння?

  4. Чим відрізняються вальниці 7000312 і 312?

  5. Які існують класи точності вальниць котіння?

  6. Чи може вальниця котіння мати таке позначення: 6Х-ЗІ5?

  7. Чим відрізняються вальниці 29, 209 і 1000209?

  8. Скільки існує категорій вальниць котіння? Місце познаки категорії в умовному позначенні вальниці.

  9. Які познаки в умовному позначенні вальниці визначають матеріал деталей?

10. З яких матеріалів виготовляють деталі вальниць?

11. Які відмінності позначення конструктивних особливостей і конструктивних змін вальниць?

12. Які познаки в умовному позначенні вальниці вказують марку мастила?

13. Які заводи вальниць працюють в Україні?

14. Розшифруйте умовні позначення вальниць, що випускаються ВАТ “Луцький підшипниковий завод”: 7208А, 72І0А, 72І5А, 7536А, 7309А, 73І5А, 76І0А, 7611А, 76І4А, 78І5А, 2007913, 704902, 804805.

Указівка. Для підготовки відповіді на ці запитання скористайтеся довідником .

 

7. Форма та зміст звіту
про виконання роботи

Звіт виконується в тонкому зошиті в клітинку або на аркушах білого паперу формату А4, які потім мають бути зшиті. Поля обов’язкові.

 

Студент _________________________        Група__________________

^{(прізвище та ініціали)}

 

 

ЗВІТ

про виконання лабораторної роботи 5:

"Вивчення вальниць котіння"

 

Указівка. Для кожної з вальниць, які входять у комплект, виконати всі записи за змістом пп. 5.3…5.6.

 

 

Виконав    __________        _________________

                      ^{(підпис)                                                     (розшифрування підпису)}

Перевірив __________                       _________________

                      ^{(підпис)                                                    (розшифрування підпису)}

 

 

Список літератури

 

1. Деталі машин. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт: Навчально-методичний посібник для студентів інженерно-технічних спеціальностей: У 3-ьох ч. Ч.2 / Уклад. В.Байбула, Д.Коновалюк, М.Ярошевич; За ред. В.Байбули. – Луцьк: Ред.-видавничий від. ЛДТУ, 2001. – 48 с.

2. Детали машин / К.И.Заблонский. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1985. – 518 с.

3. Иванов М.Н. Детали машин. – М.:Высш. шк., 1991. – 383 с.

4. Подшипники качения: Справочник-каталог / Под ред. В.Н.Нарышкина и Р.В.Корасташевского. – М.: Машиностроение, 1984. – 280 с.

5. Павлише В.Т. Основи конструювання та розрахунок деталей машин: Підручник. – 2-е вид. перероб. – Львів: Афіша, 2003. – 560 с.

6. Коновалюк Д.М., Ковальчук Р.М. Деталі машин: Підручник: Друге видання. – К.: Кондор, 2004. – 584 с.

7. Коновалюк Д.М., Ковальчук Р.М., Байбула В.О., Толстушко М.М. Деталі машин. Практикум. Навчальний посібник. – К.: Кондор, 2009. – 278 с.