Главным фактором при выборе посадок является вид нагружения наружного и внутреннего колец подшипника

Выбор посадок подшипников качения

Правильный выбор посадок колец подшипника с присоединяемыми поверхностями деталей изделия обеспечивает высокую работоспособность подшипников.

Основными факторами, определяющими выбор посадок, являются:

§ вид нагружения колец подшипника;

§ величина нагрузки (интенсивность нагружения);

§ частота вращения;

§ условия монтажа.

Схема «вращается вал» (внутреннее кольцо вращается вместе с валом) имеет место у подшипников валов коробок передач, задних колес заднеприводных автомобилей, у роторов электродвигателей.

Схема «вращается корпус» (при работе вращается наружное кольцо) лежит в основе работы подшипников передних колес заднеприводных автомобилей, в роликах конвейеров и т. п.

Различают три вида нагружения колец подшипников (рис 1.7.2):

§ местное (М)

§ циркулярное (Ц)

§ колебательное (К)

Местное нагружение кольца (М) — вид нагружения, при котором действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка F_к постоянно воспринимается одним и тем же ограниченным участком дорожки качения этого кольца и передается соответствующему участку посадочной поверхности вала и корпуса.

Такое нагружение имеет место, когда кольцо не вращается относительно действующей нагрузки (рис. 1.7.2 а) или кольцо и нагрузка участвуют в совместном вращении (рис 1.7.2 д, е).

Циркуляционное нагружение кольца (Ц) — вид нагружения, при котором действующая на подшипник результирующая радиальная нагрузка воспринимается и передается телами качения в процессе вращения дорожки качения последовательно по всей её длине и соответственно всей посадочной поверхности вала или корпуса.

Такое нагружение происходит, когда кольцо вращается относительно постоянной по направлению радиальной нагрузки F_r с частотой вращения n (рис. 1.7.2 б) или когда нагрузка вращается относительно неподвижного кольца (рис. 1.7.2 д, е)

Колебательное нагружение кольца (К) — вид нагружения, при котором неподвижное кольцо подшипника подвергается одновременному воздействию радиальных нагрузок: постоянной по направлению F_r и вращающейся F_c (F_r > F_c) (рис. 1.7.2 в, г)

Равнодействующая сила F_r+с совершает периодическое колебательное движение, симметричное относительно направления F_r, причем она периодически воспринимается последовательно через тела качения зоной нагружения кольца и передается соответствующим ограниченным участкам посадочной поверхности.

Если F_r < F_c, то нагружение колец может быть местным или циркуляционным в зависимости от схемы приложения вращающихся сил. Кольца, которые остаются неподвижными, будут испытывать циркуляционное нагружение, а кольца, вращающиеся вместе с нагрузкой F_c — местное нагружение (рис. 1.7.2 д, е).

После определения вида нагружения колец подшипников, принимается решение о характере посадок присоединяемых поверхностей колец подшипников с присоединительными поверхностями изделия.

Кольца, испытывающие местное нагружение без снижения качества подшипников могут иметь посадки с небольшим средневероятным зазором.

Кольца, испытывающие циркуляционное нагружение, должны иметь посадки с гарантированным натягом, исключающим возможность относительных смещений или проскальзывания, так как при появлении зазора в сопряжении будет происходить процесс раскатки колец с разрушительными последствиями.

Допустимые зазоры и натяги для сопряжений и колец, испытывающих местное или циркуляционное нагружение, зависят от нагрузки на подшипник и частоты вращения.

Основой выбора посадок является расчет. Существует несколько методик расчета посадок с зазором, с натягом и посадок переходных. Вместе с тем находят применение и табличные методы.

Выбор посадок для колец подшипника с валом и отверстием корпуса при соответствующих видах нагружения может осуществляться и в зависимости от режимов работы. По отношению динамической эквивалентной нагрузки P к динамической грузоподъемности C, которые определяются по ГОСТ 18855-82 «Подшипники качения. Расчет динамической грузоподъемности, эквивалентной динамической нагрузки и долговечности», различают:

§ легкий режим ;

§ нормальный режим ;

§ тяжелый режим и режим «особые условия» (ударные и вибрационные нагрузки) .

Рис. 1.7.2 — Виды нагружения подшипников качения

а — местное нагружение наружного кольца; б — циркуляционное нагружение наружного кольца; в — колебательное нагружение наружного кольца, циркуляционное нагружение внутреннего кольца; г — колебательное нагружение внутреннего кольца, циркуляционное нагружение наружного кольца; д — местное нагружение внутреннего кольца, циркуляционное нагружение наружного кольца; е — циркуляционное нагружение внутреннего кольца, местное нагружение наружного кольца; F_r — радиальная нагрузка; F_c — вращающаяся радиальная нагрузка; n — частота вращения подшипника

ГОСТ 3325-85 приводит рекомендуемые посадки шариковых и роликовых подшипников в зависимости от вида нагружения, режима работы, класса точности, диаметра и типа подшипников.

Наиболее часто применяемые посадки для подшипников качения представлены в табл. 1.7.1.

Точность геометрических параметров посадочных поверхностей вала и корпуса под подшипники качения зависит от класса точности подшипника.

С повышением класса точности подшипника ужесточаются точностные требования к геометрическим параметрам посадочных поверхностей вала и корпуса под подшипник качения.

Присоединительные размеры изделия, образующие посадки с присоединительными размерами подшипников для номинальных диаметров до 500 мм изготавливают:

§ с точностью в пределах 3−8-го квалитетов;

§ с шероховатостью поверхности по параметру R_a от 0,08 до 2,5 мкм;

§ с допустимыми отклонениями геометрической формы посадочных поверхностей валов и корпусов в пределах 0,25…0,5 допуска на диаметр посадочных мест под подшипники;

§ нормируя отклонения от круглости и профиля продольного сечения, отклонения торцевых биений опорных торцов заплечиков валов и корпусов, соосности или радиальных биений посадочных поверхностей вала и отверстия корпуса по ГОСТ 24643-81.

Посадочные поверхности должны иметь галтели или заходные фаски для обеспечения плавности посадки, уменьшения среза и снятия шероховатости при монтаже.

Условные обозначения посадок подшипников указываются на сборочных чертежах.

Примеры обозначения посадок подшипников качения и точностных требований к посадочным поверхностям вала и отверстия корпуса на их рабочих чертежах показаны на рис 1.7.3.

Посадка крышки в отверстие определяется выбранной посадкой отверстия корпуса с наружным кольцом.

Например, для подшипника качения 6-308 при вращающемся корпусе была выбрана посадка N7/16 для наружного кольца с корпусом.

Так как при расточке отверстия корпуса под наружное кольцо (рис 1.7.4) обеспечивается установленное поле допуска N7, то для наружной центрирующей поверхности крышки вынужденно назначается внесистемная посадка N7/d10, обеспечивающая свободную установку крышки в отверстие корпуса.

Таблица 1.7.1 — Посадки подшипников качения в зависимости от вида нагружения, режима работы и класса точности

Рис 1.7.4 — Обозначение посадок в подшипниковых соединениях и при установке крышки

Рис 1.7.3 — Обозначение посадок подшипников качения на сборочных чертежах (а) и точностные требования к посадочным поверхностям вала и отверстия корпуса на рабочих чертежах

Дата добавления: 2014-01-03