Класс точности подшипников

Класс точности подшипника — это показатель, характеризующий предельные отклонения реальных значений параметров от номинальных.

В некоторых механизмах (обычно массовых бытовых устройствах) критичным фактором выступает цена, а прочие характеристики играют второстепенную роль. В других случаях решающее значение отведено бесшумности, точности, плавности хода, способности выдерживать большую скорость вращения без проявления паразитных вибраций и резонансов. Такие высокие требования предъявляются к механизмам транспортных средств, узлам прецизионных станков, роботов.

Повышение точности изготовления подшипника неминуемо ведёт к возрастанию себестоимости. Разделение на классы точности позволяет выбрать подшипник, одновременно удовлетворяющий минимальным техническим требованиям, но при этом не являющийся избыточно точным, а значит — и избыточно дорогим.

Класс точности определяет допуски на подшипники, т.е. точность размеров, точность выполнения и т.д. Классы точности регулируются стандартами, такими как ISO и ГОСТ. Эти стандарты предписывают допуски и допустимые ограничения погрешности для размеров границ (диаметра отверстия, наружного диаметра, ширины, фаски и конуса), необходимые при установке подшипников на валы или в корпуса.


Допуск на биение

Для точности обработки стандарты устанавливают допустимые пределы изменения диаметра внутреннего отверстия, среднего отверстия, наружного диаметра, среднего наружного диаметра и ширины дорожки качения или толщины стенки (для упорных подшипников). Точность работы определяется как допустимые пределы для биения подшипника.

Допуски на радиальное биение

Допуски на выносы подшипников включены в стандарты для радиального и осевого биения внутреннего и наружного кольца, внутреннего кольца бокового биения с отверстием, наружного кольца с боковой стороны.

На что влияет класс точности подшипника

Совокупность характеристик, установленных классом точности, оказывает непосредственное влияние на функционирование подшипника. В частности, от класса точности будет зависеть максимально допустимая скорость вращения, степень вибрации при работе, громкость шума, уровень потерь на трение и выделение тепла — следовательно, и коэффициент полезного действия.

Классы точности подшипников качения согласно международным стандартам ISO Международной организацией по стандартизации был принят ряд документов (ISO 492, ISO 199 и другие), описывающих классы точности подшипников качения. Для наиболее распространенных в технике радиальных подшипников в нём выделено пять градаций в порядке повышения точности: нормальный класс, класс 6, класс 5, класс 4, класс 2.

Классы точности РФ

На территории Российской Федерации принят ГОСТ 520—2002, устанавливающий следующие классы точности подшипников качения:

  • 8, 7, нормальный, 6, 5, 4, Т, 2 — применяется к шариковым и роликовым радиальным и шариковым радиально- упорным подшипникам;
  • 8, 7, 0, нормальный, 6X, 6, 5, 4, 2 — применяется к роликовым коническим подшипникам;
  • 8, 7, нормальный, 6, 5, 4, 2 — применяется к упорным и упорно-радиальным подшипникам.

Зарубежные региональные классы точности подшипников

Существует множество региональных систем классификации подшипников по классам точности. Наиболее распространены следующие:

  • ANSI, AFBMA (США);
  • DIN (Германия);
  • JIS (Япония);
  • AFNOR (Франция);
  • BSI Group (Великобритания).

Поскольку все перечисленные страны являются членами ISO, то региональные классы точности соответствуют международным. Исключение составляют стандарты ANSI и AFBMA, незначительно отличающиеся от ISO в некоторых случаях.

Для сопоставления существующих стандартов с мировыми ISO следует воспользоваться специальной конвертирующей таблицей.

Таблица соответствия региональных систем класса точности к международной ISO

Для наиболее распространённых типов подшипников таблица соответствия имеет следующий вид:

СтандартКласс точностиТип подшипников
ISO ISO 492Normal class Class 6xClass 6Class 5Class 4Class 2Радиальные
ISO 199Normal classClass 6Class 5Class 4Упорные
ISO 578Class 4Class 3Class 0Class 00Конические роликовые дюймовые
ISO 1224Class 5AClass 4AПрецизионные приборные
DIN (Германия)DIN 620P0P6P5P4P2Все типы
JIS (Япония)JIS В 1514Class 0 Class 6XClass 6Class 5Class 4Class 2Все типы
ГОСТ (Россия)ГОСТ 520-2002Нормальный Класс 6xКласс 6Класс 5Класс 4Класс 2Конические роликовые
ГОСТ 520-2002НормальныйКласс 6Класс 5Класс 4Класс 2Все остальные
ANSI, AFBMA (США)ANSI/

AFBMA Std. 20

АВЕС 1АВЕС 3АВЕС 5АВЕС 7АВЕС 9Радиальные шариковые
RBEC 1RBEC 3RBEC 5Радиальные роликовые (кроме конических)
ANSI/

AFBMA Std. 19.1

Class КClass NClass CClass ВClass AКонические роликовые метрические
ANSI В 3.19 AFBMA Std. 19Class 4Class 2Class 3Class 0Class 00Конические роликовые дюймовые

Сравнение между различными системами

Как следует из таблицы, международный стандарт ISO, а также региональные JIS, DIN, ANSI/AFBMA предполагают, что нормальный класс точности (Class 6x, ABEC1, RBEC1) является минимально возможным. ГОСТ 520—2002 же допускает низшие классы точности 8 и 7, однако применять их не рекомендуется, и в общемировой практике подшипники с подобной низкой точностью изготовления вышли из употребления. Кроме того, российский стандарт вводит класс точности Т, отсутствующий в ISO.

Таблица позволяет находить эквивалент подшипников разных стран-производителей. В случае, когда прямого соответствия не существует, выбирают наиболее близкий класс в сторону повышения.

Например, на американском оборудовании требуется заменить заводской конический роликовый дюймовый подшипник с точностью Class 2 на аналог от европейского производителя. Однако в стандарте ISO 578 такой класс отсутствует. Тогда необходимо выбрать подшипник Class 3 как наиболее близкий по характеристикам точности изготовления. Подобным образом заменяются подшипники класса 8, 7, Т в оборудовании российских производителей.

Классы точности подшипников скольжения

В рабочем режиме в подшипниках скольжения непосредственного механического контакта между поверхностями вала и втулки не происходит. Между деталями присутствует зазор, заполненный слоем смазочного материала, исключающего соприкосновение трущихся поверхностей.

Классы точности подшипников скольжения

Однако при пуске вала имеется кратковременный период так называемого граничного трения — режима, при котором поверхности вкладыша и вала входят в непосредственный механический контакт, что приводит к их разрушению.

После того, как необходимая скорость набрана, силы в подшипнике уравновешивают вал — и наступает режим жидкостного трения, при котором контакта между трущимися поверхностями нет, а трение происходит лишь между слоями разделяющей их смазки.

Классы точности подшипников скольжения введены с целью определения влияния шероховатостей поверхностей, получаемых в ходе эксплуатации (режима граничного трения). ГОСТ 4386-3-96 устанавливает пять классов в зависимости от состояния поверхности скольжения: A, B, C, D, E, где класс A присваивается подшипникам скольжения с максимально гладкой поверхностью, а E — с наиболее шероховатой.