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:

Стандарт Класс точности Тип подшипников
ISO  ISO 492 Normal class Class 6x Class 6 Class 5 Class 4 Class 2 Радиальные
ISO 199 Normal class Class 6 Class 5 Class 4 Упорные
ISO 578 Class 4 Class 3 Class 0 Class 00 Конические роликовые дюймовые
ISO 1224 Class 5A Class 4A Прецизионные приборные
DIN (Германия) DIN 620 P0 P6 P5 P4 P2 Все типы
JIS (Япония) JIS В 1514 Class 0 Class 6X Class 6 Class 5 Class 4 Class 2 Все типы
ГОСТ (Россия) ГОСТ 520-2002 Нормальный Класс 6x Класс 6 Класс 5 Класс 4 Класс 2 Конические роликовые
ГОСТ 520-2002 Нормальный Класс 6 Класс 5 Класс 4 Класс 2 Все остальные
ANSI, AFBMA (США) ANSI/

AFBMA Std. 20

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

AFBMA Std. 19.1

Class К Class N Class C Class В Class A Конические роликовые метрические
ANSI В 3.19 AFBMA Std. 19 Class 4 Class 2 Class 3 Class 0 Class 00 Конические 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.