Лекции / Взаимозаменяемость / 4. Система допусков и посадок для подшипников качения

Система допусков и посадок для подшипников качения

Подшипники качения — наиболее распространенные стандартные сборочные единицы, изготовляемые на специализированных заводах. Они обладают полной внешней взаимозаменяемостью по присоединительным поверхностям, определяемыми наружным диаметром D наружного кольца и внутренним диаметром d внутреннего кольца, и искомой внутренней взаимозаменяемостью между телами качения и кольцами.

Градация точности подшипников качения. Взаимозаменяемость подшипников качения определяется следующими требованиями к точности:

1)точностью присоединительных размеров d, D, ширины кольца В; точностью формы и расположения поверхностей колец подшипников и их шероховатости;

2)точностью вращения, характеризуемой радиальным и осевым биениями дорожек качения и торцов колец;

3)точностью рабочего зазора g — зазора между телами качения и дорожками качения при установившемся рабочем режиме и температуре. Чем меньше зазор, тем равномернее распределяется нагрузка на тела качения.

Сучетом требований к точности по ГОСТ 520 − 89 установлено пять классов точности подшипников, обозначаемых (в порядке повышения) 0; 6; 5; 4; 2. Для большинства механизмов общего назначения применяют подшипники класса точности 0. Подшипники более высоких классов точности применяют при больших частотах вращения и в случаях, когда требуется высокая точность вращения вала (например, для шпинделей шлифовальных и других прецизионных станков, для авиационных двигателей, приборов). Класс точности указывают через тире перед условным обозначением подшипника,

например 6−205 (6 − класс точности подшипника).

Подшипники качения – очень нежные детали, имеют тонкие, хрупкие кольца и в свободном состоянии подшипники имеют овальность. Но при монтаже на вал кольца принимают правильную цилиндрическую форму, и овальность исчезает.

Для обеспечения взаимозаменяемости подшипников качения овальность и средняя конусообразность отверстия и наружной цилиндрической поверхности колец не должны превышать 50% допуска на диаметры Dm, dm. Средние диаметры dm и Dm определяют расчетом как среднее арифметическое наибольшего и наименьшего диаметров, измеренных в двух крайних сечениях кольца:

Dm = Dmax 2+ Dmin ; dm = dmax 2+dmin .

В связи с этим допуски для подшипников качения назначаются на следующие размеры:

1)на D и d;

2)на Dm и dm;

3)на В.

2

Система допусков и посадок на подшипники качения основана на ЕСДП

ГЦС.

Допуски и отклонения колец подшипников зависят только от класса точности подшипника и его габаритов и не зависят от характера соединения с валами и корпусами. Это делается для снижения номенклатуры подшипников качения. Характер соединения колец подшипника с валами и корпусами достигается только лишь за счет изменения поля допуска вала и поля допуска отверстия, то есть при посадке внутреннего кольца подшипника качения на вал применяется система отверстия, а при посадке наружного кольца – система вала.

Поля допусков обоих колец подшипника направлены в «−», то есть располагаются ниже нулевой линии (рис. 1).

Рис. 1. Схемы расположения полей допусков на диаметры колец подшипников качения отверстий в корпусах и валов (отклонения в мкм)

Благодаря перевернутой системе отверстия, применяемой для получения посадок внутреннего кольца на вал и используя отклонения js, k, m, n, получаем соединения и посадки с гарантированным натягом, которые в обычных гладких цилиндрических соединениях обеспечивают переходные посадки.

Рекомендуемые посадки для подшипников качения приведены в ГОСТ

3325—55.

В системе отверстия применяются следующие поля допусков валов.

3

Для посадки наружного кольца в корпус, в системе вала предусмотрены следующие поля допусков отверстий.

Выбор посадок подшипников качения. Посадки следует выбирать так,

чтобы вращающееся кольцо подшипника было посажено с натягом, исключающим возможность обкатки и проскальзывания этого кольца по посадочной поверхности вала или отверстия в корпусе в процессе работы под нагрузкой; другое кольцо должно быть установлено с зазором.

Выбор посадок производится в зависимости от следующих факторов:

1)от класса точности;

2)от того, какое кольцо сажается – внешнее или внутреннее;

3)от величины и характера действующих нагрузок;

4)от вида нагружения.

Различают три вида нагружения:

1)местное;

2)циркуляционное;

3)колебательное.

1)При местном нагружении действует одна радиальная нагрузка, постоянная по величине и направлению в одной точке посадочной поверхности кольца подшипника и передается одной и той же точке посадочной поверхности вала или корпуса.

Местно нагруженные кольца необходимо устанавливать с зазором для постепенного проворачивания кольца во избежание местных выработок колец, валов и корпусов.

2)При циркуляционном нагружении действует одна радиальная нагрузка, которая передается последовательно всей окружности беговой дорожки подшипника и воспринимается также последовательно посадочной поверхностью вала или корпуса. Циркуляционно нагруженные кольца необходимо устанавливать на вал или корпус с натягом.

3)При колебательном нагружении действуют две радиальные нагрузки, из которых одна постоянна по величине и направлению, а вторая – вращающаяся. Равнодействующая этих двух нагрузок воспринимается ограниченным участком беговых дорожек колец подшипника и передается ограниченному участку посадочной поверхности вала или корпуса.

При колебательном нагружении оба кольца подшипника должны иметь переходный характер соединения с валами и корпусами с большей вероятностью получения зазора для проворачивания.

В зависимости от характера нагружения колец подшипника можно рекомендовать поля допусков для валов и отверстий (табл. 7.4)

5

Поскольку применение системы отверстия для соединения внутреннего кольца подшипника с валом и системы вала для соединения наружного кольца с корпусом является обязательным, на сборочных чертежах посадки колец подшипников принято обозначать одним полем допуска, например 40k6,90H7 в случае, если класс точности подшипника указан в технической документации.

Если класс точности подшипника не указан, то посадка обозначается следующим образом.

По внутреннему кольцу: 40 Lk66 , 40 L6 – k6, 40 L6 / k6.

По наружному кольцу: 90 Hl67 , 90 H7 – l6, 90 H7 / l6.

Поле допуска вала, отверстия, подшипника качения указывается в численном виде: 90H7 (+0,035).

Шероховатость посадочных поверхностей колец подшипников классов точности от 0 до 2-го достаточно малая. Так, шероховатость поверхностей Ra валов и отверстий в корпусах должна находиться в пределах от 2,5 до 1,25 мкм для посадки подшипников нулевого класса и в пределах от 1,25 до 0,32 мкм и менее для посадки подшипников 6, 5 и 4-го классов.