Види і характер навантаження кілець підшипників

Зовнішні і внутрішні кільця підшипників у більшості випадків з’єднуються з валами або отворами в корпусах по-різному, адже одне з кілець є обертовим, а інше при цьому залишається нерухомим.

При виборі посадок підшипників кочення розрізняють три основних різновиди навантаження кілець: місцеве, циркуляційне і коливальне.

Рис. 16.3. Різновиди навантаження кілець підшипників кочення:

а − місцеве; б − циркуляційне; в − коливальне.

Місцеве навантаження кільця (рис. 16.3,а) – наванта­ження, за якого діюче на підшипник результуюче радіальне навантаження F_r, постійно сприймається тією самою обмеженою ділянкою доріжки кочення цього кільця і передається відповідній ділянці посадкової поверхні вала чи корпуса.

Циркуляційне навантаження (рис. 16.3,б) – наванта­ження, при якому результуюче радіальне навантаження F_r, яке діє на підшипник, сприймається й передається тілами кочення в процесі обертання доріжці кочення, послідовно по всій її довжині, а отже і по всій посадковій поверхні вала чи корпусу.

Коливальне навантаження (рис. 16.3,в) − навантаження, за якого нерухоме кільце підшипника підпадає під одночасний вплив радіальних навантажень: постійного за напрямом F_r (радіальне навантаження, що діє на підшипник) і обертового F_с (обертове радіальне навантаження), що діє на підшипник, меншого чи рівного за величиною F_r. Рівнодійна цих навантажень F не здійснює повного оберту, а коливається між точками А і В.

За характером навантаження кілець підшипників може бути: спокійне або з помірними поштовхами і вібрацією, з перевантаженням підшипника до 150%; з сильними поштовхами і вібрацією, з перевантаженням підшипника до 300%.

Різновид і характер навантаження кілець підшипників слід враховувати у виборі їх посадок на вали і отвори корпусних деталей.

Допуски і посадки підшипників кочення

Система допусків і посадок, прийнята для підшипників кочення, забезпечує взаємозамінність підшипників кочення за їх монтажними розмірами D і d, а також передбачає необхідну різноманітність посадок. Ця система має деякі особливості.

1. Числові значення граничних відхилень, встановлених для розмірів D і d підшипників залежать лише від номінальних значень цих розмірів і класу точності підшипників і не залежать від характеру з’єднання підшипників з валами і корпусними деталями.

2. Необхідні посадки кілець підшипників кочення одер­жують за рахунок зміни діаметрів посадкових поверхонь вала d і отвору D в корпусі, тобто внутрішнє кільце з валом з’єднується за системою отвору, а зовнішнє кільце з корпусом − за системою вала.

3. Поля допусків зовнішнього і внутрішнього діаметрів підшипників розташовані нижче нульової лінії: для зовнішнього кільця − як для основного вала − в "тіло" кільця, а для внутріш­нього кільця − з "тіла" кільця. Тобто поле допуску внутрішнього діаметра й порівняно з полем допуску основного отвору обернене відносно нульової лінії.

4. Поля допусків, за якими обробляють посадкові поверхні валів і отворів у корпусах в поєднанні з полями допусків, встанов­леними для діаметрів підшипників кочення D і d утворюють спеціальні посадки, оскільки посадкові поверхні валів і корпусів обробляють з допусками IT3...IT11, а підшипників кочення − приблизно за IT2...IT5.

Переважно для поверхонь під підшипники кочення застосовуються квалітети не грубіше 8−го.

Посадки кілець підшипників слід вибирати так, щоб кільце підшипника, яке обертається було змонтоване з натягом, який унеможливлював би прокручування його на посадковій поверхні вала або отвору в корпусі у процесі роботи. Друге кільце, яке не обертається, повинно бути встановлене з невеликим зазором.

При виборі посадок кілець підшипників потрібно врахову­вати діаметри посадкових поверхонь підшипників, їх клас точності, різновид і характер навантаження кілець.

Поле допуску для розмірів діаметрів посадкових поверхонь вала чи отвору в корпусі для встановлення циркуляційно наванта­женого кільця підшипника вибирається з таблиць залежно від діаметра посадкової поверхні та інтенсивності її радіального навантаження P_r, значення якого визначається за формулою:

, Н/мм,

де F_r − стале за напрямком радіальне навантаження на підшипник,Н;

В − ширина підшипника, мм;

r − радіус закруглення фаски кільця підшипника, мм;

К_П − динамічний коефіцієнт посадки, який залежить від характеру навантаження на підшипник. При спокійному навантаженні, навантаженні з помірними поштовхами, вібрацією і при перевантаженні підшипника до 150% К_П=1,0. При великих поштовхах і вібрації та при перевантаженні підшипника до 300% К_П=1,8.

К₁ − коефіцієнт, який враховує міру послаблення монтажного натягу при порожнистому валу і тонкостінному корпусі. Для суцільного вала К₁=1,0, а для порожнистого К₁=1...3. Для масивного товстостінного корпуса К₁ = 1,0, а для тонкостінного К₁ =1,8. (Примітка: Вал вважається товстостін­ним, якщо корпус вважається товстостінним, якщо , де d − діаметр отвору підшипника, мм; d₀ − діаметр отвору вала, мм; D_k − зовнішній діаметр корпуса, мм; D − зовнішній діаметр підшипника).

К₂ − коефіцієнт нерівномірності розподілу радіального навантаження F_r між рядами роликів у дворядних конічних роликових підшипників або між спареними шариковими підшипниками за наявності осьового навантаження на опору змінюється в межах від 1,0 до 2,0. За відсутності осьового навантаження К₂=1,0.