Допуски и посадки в подшипниках качения, расчёты

180

Что такое посадка подшипника

Посадка подшипника на вал или в корпус узла, то есть правильная фиксация относительно верхнего или нижнего кольца будет одним из главных условий качественной работы подшипника качения. Поверхность узла или вала должна плотно соприкасаться с самим подшипником, чем обеспечивается полный захват подшипника и снижает потерю мощности подшипника.

Поверхность подшипника должна не иметь никаких неровностей, заусенец, царапин. Наличие такого рода изъянов приведёт к тому, что между подшипником и сопрягаемом узлом будет возникать проскальзывание. Это приведёт к тому, что поверхность подшипника начнёт очень быстро изнашиваться, она будет стремиться в овалу, далее начнётся проскальзывание. Возникают задиры или по другому защемления.

Виды повреждений подшипников качения. фото
Виды повреждений подшипников качения

Это приводит к преждевременному разрушению подшипника. Стандартизированное изготовление подшипника, которое позволяет менять вышедший из строя подшипник, обеспечивает быстрый и легкий монтаж или замену подшипника.

Проектируя узел, расчёт посадки должен учитывать и конструкцию подшипника, и условия его работы.

Что учитывается в подшипнике при расчетах посадок.

При расчетах учитывается следующее:

1.Точность изготовления подшипника качения.

Если это российский производитель, они должны быть изготовлены согласно ГОСТ 520-89, где указываются следующие классы точности подшипников, указанные в порядке повышения точности:

  • 0, 6, 5, 4, 2, Т – для шариковых и роликовых радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников;
  • 0, 6, 5, 4, 2 – для упорных и упорно-радиальных подшипников;
  •  0, 6Х, 6, 5, 4, 2 – для роликовых конических подшипников. По запросу могут быть изготовлены подшипники класса точности ниже 0, если подшипник будет применяться в неответственных конструкциях. Могут быть изготовлены дополнительные классы точности для ответственных узлов.

2. Радиальные зазоры в подшипниках качения

Радиальный зазор между кольцами и шариками или дает как бы свободу взаимного перемещения. Радиальный зазор должен стремиться к 0, но при его достижении все детали подшипника заклинит, поэтому нужно рассчитать эти зазоры. Осевой зазор — это смещение перемещение свободного кольца подшипника из одного крайнего положения в другое при неподвижно закреплённом парном кольце. О радиальных зазорах есть на сайте статья «Качество подшипников и его характеристики» .

Обозначение радиальных зазоров в ГОСТ24810-81. Фото сайта
Обозначение радиальных зазоров в ГОСТ24810-81

Зазоры определены стандарты, которые собраны в ГОСТ 24810-81. Здесь установлено, что применяются несколько групп зазоров, которые определяются начиная от начального радиального зазора.

Подшипники со средней величиной зазора Gr относятся к нормальной группе зазоров и никак не обозначаются, за исключением радиальных роликовых с взаимозаменяемыми деталями (для них обозначение дается цифрой 6). Подшипники с увеличенными и уменьшенными радиальными зазорами имеют цифровое обозначение групп зазоров.

  • для  шариковых радиальных однорядных: 6, нормальная, 7, 8, 9;
  • для шариковых радиальных двухрядных: 2, нормальная, 3, 4, 5;
  • для роликовых радиальных с короткими роликами: 0, 5, нормальная, 7, 8, 9 (с невзаимозаменяемыми деталями), 1, 6, 2, 3, 4 (с взаимозаменяемыми деталями);
  • для роликовых радиальных игольчатых: нормальная, 2;
  • для роликовых радиальных сферических однорядных: 2, нормальная, 3, 4, 5;
  • для роликовых радиальных сферических двухрядных: 1, 2, нормальная 3, 4, 5;
  • для шариковых радиально-упорных двухрядных: 2, нормальная, 3, 4.
  • Подшипники роликовые конические относятся к типу регулируемых, у которых радиальный зазор образуется при монтаже узла.

Естественно, что зарубежные подшипниковые компании имеют свои обозначения для подшипников ISO, которые взаимодействуют с российскими в основном для соблюдения принципа взаимозаменяемости.

Существующие виды нагрузок для подшипника

Всего есть три вида нагрузок для всех подшипников качения, хотя он испытывает как переменные так и постоянные нагрузки. В итоге получаем такие нагрузки:

  • местная нагрузка;
  • циркулярная нагрузка;
  • нагрузка от колебательных движений.

Что такое местная нагрузка, это ситуация, при которой на подшипник действует радиальная нагрузка, состоящая из результирующей радиальной нагрузки на какое то одно ограниченное место, например, на дорожку качения. Эта нагрузка передается соответствующему этому участку –участок на посадочной поверхности .

mestnoe nagrujenie. фото сайта
Местная нагрузка.

На рисунке показано вращение внутреннего (рис. а) и наружного (рис. б) колец с частотой n. Видно здесь, что нагрузка определяется в одном месте. Если нагрузка при работе подшипника будет, как в этом случае, местной, при проектировании посадочного места нужно учитывать, что натяг должен быть минимальным или со специальным гарантированным зазором. Это дает возможность кольцу проворачиваться на минимальный угол, обеспечивая тем уход од нагрузки в одной точке.

Как работает циркулярная нагрузка?

При циркулярной нагрузке, действующая на подшипник нагрузка радиального направления как воспринимается так и передается по всей поверхности кольца и телами качения в процессе вращения. Эта нагрузка возникает при радиальной нагрузке с относительно неподвижно закрепленного кольца или относительно вращающегося кольца.

circular nagrujenie. фото сайта
Циркулярная нагрузка на элементы подшипника

Приполучаемой подшипником циркулярного нагружения, неподвижное кольцо монтируетсяс небольшим натягом для исключения проскальзывания.

Колебательные нагрузки возникают в тех случаях, когда на неподвижно закрепленное кольцо воздействует как постоянная осевая нагрузка и радиальная нагрузка. Итоговая нагрузка, состоящая из этих двух сил вызывает колебательную нагрузу относительно радиальной силы.

/kolebatelnoe-nagrujenie. Фото сайта
Направление колебательных нагрузок

Действие температур на работу подшипника

Для работ в повышенных температурах используются специальные типы подшипников, изготовленных из специальных сталей. Изготовленные из стандартного материала подшипники теряют свою твёрдость, у них происходит линейное расширение при нагреве. Выходом может быть термообработка(отпуск).

Подшипники для высоких температур маркируются специальным образом, справа от условного обозначения.

vliyanie temperatur. фото сайта
Таблица влияния температурина коефициенты

В ниже указанной таблице можно увидеть коэфициенты, на которые умножаются значения выбранной динамической грузоподъемности в зависимости от рабочей температуры подшипника.

Выбор посадки для подшипников качения

При изготовлении подшипника качения подразумевается, что он устанавливается сразу на свое место для использования его в качестве готовой опоры для детали, которая должна вращаться, без подготовительных работ.

Следовательно, внутреннее кольцо является готовым посадочным отверстием, а наружное кольцо — готовым посадочным валом.

Классы точности подшипников характеризуются допуском на размер, а для получения посадки необходимо нормировать основное отклонение и направление расположения допуска относительно номинального размера, т.е. нормировать поле допуска.

Основное отклонение посадочного места внутреннего кольца обозначается прописной буквой L, а наружного – строчной буквой l. Поле допуска образуется основным отклонением и допуском соответствующего класса точности. Таким образом, для внутреннего диаметра подшипника установлены поля допусков L8, L7, L0, L6, LХ, L5, L4, L2, LТ, а для наружного диаметра – l8, l 7, l 0, l Х, l 6, l 5, l 4, l 2, l Т.

Наружное кольцо подшипника устанавливается в отверстие корпуса и считается как основной вал, то есть поле допуска кольца l относительно номинального размера расположено вниз от нулевой линии D и посадки вследствие этого подбираются по системе вала.

posadka.jpg. Фото сайта
Посадка подшипников

Внутреннее кольцо монтируется на валу и поэтому считается основным отверстием, соответственно при подборе и расчете посадок они рассчитываются в системе отверстия. Но проще при выборе посадок руководствуются аналогичными узлами и ориентироваться на них. Это лучше, чем делать сложные расчеты.

 Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению  подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
     +7(499)403 39 91  
   
  Доставка подшипников  по РФ  и зарубежью.
  Каталог подшипников на сайте themechanic.ru
 
 
Blank - Date Template - 1

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
tel:+7 (495) 646 00 12
zakaz@themechanic.ru
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте

Blank - Date Template - 1

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
tel:+7 (495) 646 00 12
zakaz@themechanic.ru
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте