Выбор посадок подшипников качения

Допуски подшипников качения.

Качество подшипников при прочих равных ус­ловиях определяется: 1) точностью присоединительных размеров и ширины ко­лец, а для роликовых радиально-упорных подшипников еще и точностью мон­тажной высоты; точностью формы и взаимного расположения поверхностей колец подшипников и их шероховатости; точностью формы и размеров тел каче­ния в одном подшипнике и шероховатостью их поверхностей; 2) точностью вра­щения, характеризуемой радиальным и осевым биениями дорожек качения и торцовколец.

По ГОСТ 520-89* установлены девять классов точности, обозначаемых в поряд­ке ее возрастания 8; 7; 0; 6Х, 6; 5; 4; 2; Т. Классы точности 8 и 7 изготавливаются по заказу потребителя.

Поле допуска диаметра отверстия и наружного диаметра подшипника располо­жено вниз от нулевой линии. В большинстве узлов машин применяют подшип­ники качения класса точности 0. При повышенных требованиях к точности вра­щения следует выбирать подшипники более высокого класса точности.

В зависимости от требований по уровню вибрации, волнистости и отклонений по круглости поверхности качения устанавливаются три категории А, В, С.

Категория А включает классы точности5,4,2,Т и дополнительно регламенти­рует: момент трения, угол контакта, осевое и радиальное биение.

Категория В включает классы точности 0, 6Х, 6, 5 с дополнительными требова­ниями по моменту трения; углу контакта; осевому и радиальному биению, соот­ветствующему следующему более точному классу точности.

Категория С включает классы точности 8, 7, 0, 6, к которым не предъявляются требования но уровню вибрации, моменту трения и др.

Посадку подшипника качения на вал ивкорпус выбирают в зависимости от типа и размера подшипника, условий его экс­плуатации, значения и характера действующих на него нагрузок и вида нагружения колец. Согласно ГОСТ 3325-85* различают три основных вида нагружения колец: местное, циркуляционное и колебательное.

Местное нагружение кольца - нагружение, при котором действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка постоянно воспринимается одним и тем же ограниченным участком дорожки качения этого кольца (в пределах зоны нагружения) и передается соответствующему участку посадочной поверхности вала или корпуса. Кольцо может быть неподвижно относительно действующей на него нагрузки или кольцо и нагрузка участвуют в совместном вращении. На рис. 7.2. представлены случаи местного нагружения колец (а - наружного, б - внутреннего) с соответствующими эпюрами нормальных напряжений на посадочных поверхностях.

Циркуляционное нагружение кольца -нагружение, при котором действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка воспринимается и передается телами качения дорожке качения в процессе вращения последовательно по всей ее длине, а следовательно, и всей посадочной поверхности вала или корпуса. Такое нагружение имеет место, например, когда кольцо вращается относительно постоянной по направлению радиальной нагрузки, а также когда нагрузка вращается относительно неподвижного или подвижного кольца (рис. 7.3.). На этом рисунке представлены случаи циркуляционного нагружения внутреннего кольца (рис. 7.3., а и б), наружного кольца (рис. 7.3., в и г), обоих колец (рис. 35, д). Показана также эпюра нормальных напряжений на посадочной поверхности корпуса (рис. 7.3., в), перемещающаяся по мере вращения нагрузки Fr с частотой вращения п.

Колебательное нагружение - нагружение, при котором неподвижное кольцо подшипника подвергается одновременному воздействию радиальных нагрузок: постоянной по направлению Fr и вращающейся Fc, меньшей или равной по величине Fr. Их равнодействующая совершает периодическое колебательное движение, симметричное относительно направления Fr, причем она периодически воспринимается последовательно через тела качения зоной нагружения кольца и передается соответствующим ограниченным участкам посадочной поверхности.

Такое нагружение возникает, например, на неподвижном наружном кольце, когда на него воздействует через вал постоянная нагрузка Fr., а внутреннее кольцо вращается совместно с приложенной к нему нагрузкой Fc, возникающей от дисбаланса (рис. 7.4., а). При вращении наружного кольца совместно с нагрузкой Fc колебательное нагружение возникает на неподвижном внутреннем кольце (рис. 7.4., б).

Рис. 7.2.. Случаи циркуляционного нагружения внутреннего кольца (а, б),

наружного кольца (в, г), обоих колец (д)

Рис. 7.3.. Случаи колебательного нагружения наружного кольца при циркуляционном нагружении

внутреннего кольца (а), внутреннего кольца при циркуляционном нагружении наружного кольца (б);круговая диаграмма изменения равнодействующей силы Fr+c при /Fr/> /Fc/ (в)

рис. 7.4.. Случаи местного нагружения внутреннего кольца при циркуляционном

нагружении наружного кольца (а), циркуляционного нагружения внутреннего кольца

при местном нагружении наружного (б); круговая диаграмма изменения

равнодействующей силы Fr+c при /Fr/< /Fc/ (в)

Виды нагружения колец подшипников качения. Табл.7.1.

Радиальная нагрузка, воспринимаемая подшипником	Вращающееся кольцо	Вид нагружения колец
внутреннего	наружного
Постоянная па направ­лению	Внутреннее	Циркуляционное	Местное
Наружное	Местное	Циркуляционное
Постоянная по направ­лению и вращающаяся — меньшая по величине	Внутреннее	Циркуляционное	Колебательное
Наружное	Колебательное	Циркуляционное
Постоянная по направ­лению и вращающаяся — большая по величине	Внутреннее	Местное	Циркуляционное
Наружное	Циркуляционное	Местное
Постоянная по направ­лению	Внутреннее и наруж­ное кольца в одном или противополож­ных направлениях	Циркуляционное	Циркуляционное
Вращающаяся с внутрен­ним кольцом	Местное	Циркуляционное
Вращающаяся с наруж­ным кольцом	Циркуляционное	Местное

Циркуляционно-нагруженные кольца должны иметь неподвижную посадку, ко­торая назначается в зависимости от величины и интенсивности нагрузки Р_г на посадочной поверхности кольца:

P_r= k₁k₂k₃

где:

F_r — радиальная нагрузка на подшипник,кН

b -рабочая ширина посадочного места,м

k₁ — динамический коэффициент посадки (при нагрузке с умеренными толчками и вибрациями.

к_г = 1,0; при сильных ударах и вибрациях k₁ = 1,8);

k₂ — коэффициент, учитывающий снижение посадочного натяга (при полом вале или тонкостенном корпусе k₂ > 1, при сплошном вале и толстостенном корпусе k₂ - 1);

k ₃ — коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки (F_r) между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой силы F_a на

опору. Значения k₃, зависящие от — ctg , где — угол контакта тел качения с дорожкой качения наружного кольца.

Для радиальных и радиально-упор­ных подшипников при расположении тел качения в один рядk₃=1. По под­считанной интенсивности нагрузки Р_г выбирается посадка.

Колебательно нагруженные кольца подшипников устанавливаются в корпус с основными отклонениями К и J_s, а на вал -с отклонениямиk, j_s, h. Точность вы­полнения посадочных поверхностей в корпусе и на валу определяется классом точности подшипника. Для классов точности 0 и 6 рекомендуется для валов назначить квалитет IT6, а для отверстий — IT7, для классов точности 2, 4 и 5 - соответственно IT 5 и IT 6.

Посадки подшипников отличаются от обычных расположением и значением полей допусков на посадочные поверхности колец. Подшипник является основным комплектующим изделием, не подлежащим в процессе сборки дополнительной доводке.

Требуемые посадки в соединении получают назначением соответствующий полей допусков на диаметры вала или отверстия в корпусе. Особенностью является то, что в подшипниках качения поле допуска на диаметр отверстия внутреннего кольца располагают не вверх от нулевой линии (не "в плюс"), а вниз ("в минус"). Этим гарантируют получение натягов в соединениях внутреннего кольца с валами, имеющими поля допусков k, n.

Поле допуска на диаметр наружного кольца располагают как обычно - "в минус" или "в тело детали".

Посадки колец шариковых и роликов радиальных подшипников на вал и в отверстие корпуса в зависимости от вида нагружения выбирают в соответствии с ГОСТ 3325-85.

Часто выбор посадок осуществляют методом аналогий, ориентируясь на аналогичные, длительно работающие проверенные узлы, близкие по конструкции, назначению и условиям эксплуатации.

Чтобы обеспечить нормальный срок службы подшипников качения, сопрягаемые с ними детали должны иметь определенную точность следующих параметров:

а) размеров;

б) формы поверхностей;

в) расположения поверхностей;

г) шероховатость.

а) сопрягаемые детали выполняются по следующим квалитетам:

Класс подшипника	Квалитет
Отверстие	Вал
0; 6 4; 5

б) отклонение формы (допуск цилиндричности) отверстия и вала не должно превышать 1/4 допуска на размер для подшипников 0-го и 6-го классов.

Класс подшипника	Допуск цилиндричности отверстия и вала
0; 6   4; 5

г) шероховатость посадочных поверхностей валов и отверстий в корпусах не должна превышать следующих величин. (параметр R ).

Класс подшипника	Валы	Отверстия
d 80мм	d > 80мм	D 80мм	D > 80мм
0; 6; 5	1,25 0,63	2,5 1,25	1,25 0,63	2,5 1,25
	0,32	0,63	0,63	1,25

Кроме указанных факторов существенное влияние на срок службы подшипников оказывают его посадки на вал и в корпус. (ГОСТ 3325 – 85. Подшипники шариковые и роликовые. Посадки).

Для сокращения номенклатуры подшипники изготовляют с отклонениями внутреннего и наружного диаметров, не зависящими от посадки, по которой их будут монтировать. Для всех классов точности верхнее отклонение присоединительных диаметров принято равным 0.

Дата добавления: 2014-11-08